ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ НЕЙТРОНОЗАХВАТНОЙ ТЕРАПИИ И СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ УСТРОЙСТВА ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ ОБЛУЧЕНИЯ Российский патент 2023 года по МПК A61N5/10 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Изобретение относится к области техники лучевой терапии, в частности, к оборудованию для нейтронозахватной терапии и способу применения устройства выбора параметров облучения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] С развитием атомной науки лучевая терапия, таких типов как кобальт-60, линейный ускоритель, электронный пучок и тому подобных, стала одним из основных средств лечения рака. Однако традиционная фотонная терапия или электронная терапия ограничена физическими состояниями самого облучения, что может привести к повреждению большого количества здоровых тканей на пути пучка облучения при уничтожении опухолевых клеток. Кроме того, из-за различий в чувствительности опухолевых клеток к облучению, традиционные лучевые терапии, как правило, менее эффективны в лечении злокачественных новообразований (например, мультиформной глиобластомы и меланомы), которые являются относительно более устойчивыми к радионуклидам.

[0003] Чтобы уменьшить радиационное повреждение здоровых тканей вокруг опухоли, к лучевой терапии применяется концепция целевого лечения в химиотерапии. Для опухолевых клеток с высокой устойчивостью к облучению также активно разрабатываются источники облучения с высокой относительной биологической эффективностью (RBE), такие как протонная терапия, терапия тяжелыми частицами, нейтронозахватная терапия и тому подобное. Нейтронозахватная терапия сочетает в себе две вышеуказанные концепции, такие как нейтронозахватная терапия (BNCT), которая объединяет специфическую агрегацию борсодержащего лекарственного средства в опухолевых клетках и точную регулировку пучка облучения для обеспечения лучшего варианта, чем обычная лучевая терапия, для лечения рака.

[0004] В бор-нейтронзахватной терапии используется борсодержащее лекарственное средство (¹⁰B), которое имеет высокое поперечное сечение захвата для тепловых нейтронов и использует захват нейтронов ¹⁰B (n, α) ⁷Li и ядерную реакцию деления для образования ⁴He и ⁷Li, двух тяжелых заряженных частиц. Общий диапазон двух частиц приблизительно равен размеру клетки, так что радиационное повреждение организма может быть ограничено уровнем клетки. Когда борсодержащее лекарственное средство избирательно накапливается в опухолевых клетках, в сочетании с подходящим источником нейтронов, цель локального уничтожения опухолевых клеток может быть достигнута без причинения слишком большого повреждения здоровым тканям.

[0005] В существующей системе планирования нейтронозахватной терапии геометрический угол облучения оценивается и определяется вручную в соответствии с опытом. Поскольку структура тела человека достаточно сложна и чувствительность различных тканей или органов к облучению сильно различается, можно проигнорировать лучший угол облучения только из-за суждения человека, что приводит к значительному ухудшению терапевтического эффекта. С развитием технологий для расчета оценочных значений нескольких различных углов облучения и выбора оптимальной точки и угла облучения соответственно стало использоваться программное обеспечение. Тем не менее, оптимальными точками облучения и углами, выбранными по результатам расчетов программного обеспечения, являются теоретически оптимальные результаты, которые могут оказаться невозможными в реальной операции. Для достижения оптимальной эффективности и реализации плана лечения необходимо дополнительно оптимизировать выбор точки облучения и угла облучения пучка.

[0006] Поэтому необходимо предложить устройство выбора параметров облучения для выбора оптимальной осуществимой точки облучения и угла облучения.

[0007] Кроме того, перед проведением нейтронозахватной терапии необходимо найти оптимальную осуществимую точку облучения и угол облучения пучка, а затем переместить установочный стол, на котором размещен пациент, в камеру облучения для регулировки положения до тех пор, пока положение установочного стола и пациента не будет облучено пучком с оптимальной осуществимой точкой облучения и углом облучения, которые были обнаружены ранее. Этот процесс является громоздким и трудоемким, что снижает эффективность использования оборудования нейтронозахватной терапии, а тем временем, постоянная регулировка положения пациента в течение длительного времени делает пациента нетерпимым, а оператора - усталым. Для сокращения времени регулировки положения и повышения эффективности использования оборудования необходимо дополнительно оптимизировать процесс регулировки положения установочного стола.

[0008] Поэтому необходимо предложить способ обеспечения быстрой регулировки установочного стола на месте.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] Для преодоления недостатков, существующих в предшествующем уровне техники, первый аспект настоящего изобретения предусматривает устройство выбора параметров облучения, выполненное с возможностью выбирать оптимальную осуществимую точку облучения и угол облучения, при этом параметры облучения содержат точки облучения и углы облучения, а устройство выбора параметров облучения содержит отборочную часть для отбора множества наборов точек облучения и углов облучения; расчетную часть для расчета оценочного значения, соответствующего каждому набору точки облучения и угла облучения; и выборочную часть для выбора одного оптимального осуществимого набора точки облучения и угла облучения из всех отобранных точек облучения и углов облучения в соответствии с оценочными значениями, рассчитанными посредством расчетной части.

[0010] В дополнение, расчетная часть рассчитывает глубину, на которую пучок нейтронов входит в пациента, и тип органа, через который проходит пучок нейтронов, а затем определяет, находится ли опухоль в пределах диапазона максимальной поддающейся лечению глубины, соответствующей набору точки облучения и угла облучения, в соответствии с информацией о траектории пучка нейтронов, проходящего через тело человека, и если да, рассчитывает оценочное значение, соответствующее набору точки облучения и угла облучения, в соответствии с информацией о траектории в сочетании с данными концентрации бора в органе, коэффициентом чувствительности к облучению органа, характеристической информацией пучка нейтронов и тому подобным, задаваемым пользователем.

[0011] В дополнение, выборочная часть удаляет из всех отобранных точек облучения и углов облучения точки облучения и углы облучения, неосуществимые в реальном процессе облучения, и выбирает оптимальный осуществимый набор точки облучения и угла облучения.

[0012] Другой аспект настоящего изобретения предусматривает способ применения вышеупомянутого устройства выбора параметров облучения, включающий этапы, на которых отборочная часть считывает изображение пациента, такое как КТ, МРТ или ПЭТ-КТ, которое содержит четкую анатомию тела человека, определяет контур каждого органа, ткани и опухоли поочередно, предоставляет настройки типа материала и плотности, а также отбирает точку облучения и угол облучения пучка нейтронов после определения контура, материала и плотности; расчетная часть рассчитывает траекторию в органе, через который проходит пучок нейтронов, то есть рассчитывает тип и толщину органа, через который проходит пучок нейтронов после попадания в тело человека, определяет, находится ли опухоль в пределах максимальной поддающейся лечению глубины после получения информации о траектории пучка нейтронов, проходящего через тело человека, и, если да, рассчитывает оценочное значение, соответствующее точке облучения и углу облучения, в соответствии с информацией о траектории в сочетании с данными о концентрация бора в органе, коэффициентом чувствительности к облучению органа, характеристической информацией о нейтронном пучке и тому подобным, задаваемым пользователем, а если нет, присваивает худшее оценочное значение и записывает точку облучения, угол облучения и соответствующее оценочное значение после расчета оценочного значения; и выборочная часть выбирает один оптимальный осуществимый набор параметров облучения из всех отобранных параметров облучения.

[0013] В дополнение, отбор точек облучения и углов облучения может быть передним отбором или обратным отбором, когда положение точки облучения может быть определено вне тела человека в передней точке облучения, и отбор может выполняться последовательно с фиксированным интервалом угла или с фиксированным интервалом расстояния, или отбор может выполняться случайным образом; и положение точки облучения может быть определено в диапазоне опухоли в обратной точке облучения, например, в средней точке или в самой глубокой точке опухоли, и отбор углов облучения может выполняться путем случайного отбора или с заранее определенном интервалом угла; и угол пучка нейтронов может быть задан по направлению вектора от точки облучения до средней точки или самой глубокой точки опухоли.

[0014] В дополнение, после сортировки каждого набора точки облучения и угла облучения, отборочная часть последовательно проверяет, является ли каждый из наборов точки облучения и угла облучения осуществимым от лучшего к худшему до тех пор, пока не будет найден оптимальный осуществимый набор точки облучения и угла облучения.

[0015] В дополнение, после расчета оценочных значений, выборочная часть сначала находит все неосуществимые точки облучения и углы облучения, затем удаляет неосуществимые точки облучения и углы облучения и, наконец, выбирает оптимальный набор из оставшихся точек облучения и углов облучения.

[0016] В дополнение, перед расчетом оценочных значений, расчетная часть заранее удаляет все неосуществимые точки облучения и углы облучения и выбирает оптимальный набор после завершения расчета.

[0017] В дополнение, расчетная часть выводит данные точек облучения, углов облучения и соответствующих оценочных значений в форме трехмерного или двухмерного графика.

[0018] В дополнение, процесс выбора в выборочной части может выполняться полностью автоматически связанным устройством или может выполняться частично вручную.

[0019] Третий аспект настоящего изобретения предусматривает систему управления для управления оборудованием нейтронозахватной терапии, содержащую установочный стол для размещения пациента, в котором система управления выполнена с возможностью быстрой регулировки установочного стола на месте и содержит устройство выбора параметров облучения для выбора одного оптимального осуществимого набора точки облучения и угла облучения; преобразовательную часть для преобразования параметров оптимальной осуществимой точки облучения и угла облучения в координатные параметры, в которые необходимо переместить установочный стол на месте; и регулировочную часть для регулирования установочного стола в координатное положение, полученное из преобразовательной части.

[0020] В дополнение, устройство выбора параметров облучения содержит отборочную часть, расчетную часть и выборочную часть, где отборочная часть отбирает множество наборов точек облучения и углов облучения; расчетная часть рассчитывает оценочное значение, соответствующее каждому набору точки облучения и угла облучения; и выборочная часть выбирает один оптимальный осуществимый набор точки облучения и угла облучения из всех выбранных точек облучения и углов облучения в соответствии с оценочными значениями, рассчитанными расчетной частью.

[0021] В дополнение, преобразовательная часть преобразует параметры оптимальной осуществимой точки облучения и угла облучения в координатные параметры, в которые установочный стол должен быть перемещен на месте в процессе облучения в соответствии с информацией типа КТ/МРТ/ПЭТ-КТ о пациенте, информацией о позиционировании, информацией о конструкции установочного стола и тому подобному.

[0022] Четвертый аспект настоящей заявки предусматривает способ применения системы управления, включающий этапы, на которых устройство выбора параметров облучения выбирает оптимальную осуществимую точку облучения и угол облучения; преобразовательная часть преобразует параметры оптимальной осуществимой точки облучения и угла облучения в координатные параметры, в которые установочный стол должен быть перемещен на месте; и регулировочная часть регулирует установочный стол в координатное положение, полученное из части преобразования.

[0023] В дополнение, устройство выбора параметров облучения содержит отборочную часть, расчетную часть и выборочную часть, и способ применения устройства выбора параметров облучения включает следующие этапы: сначала отборочная часть отбирает множество наборов точек облучения и углов облучения; расчетная часть рассчитывает оценочное значение, соответствующее каждому набору точки облучения и угла облучения; и затем выборочная часть выбирает один оптимальный осуществимый набор точки облучения и угла облучения из всех выбранных точек облучения и углов облучения в соответствии с оценочными значениями, рассчитанными расчетной частью.

[0024] В дополнение, оборудование для нейтронозахватной терапии облучает пациента пучком нейтронов для его лечения, а отборочная часть считывает изображение пациента, такое как КТ, МРТ или ПЭТ-КТ, содержащее четкую анатомию тела человека, поочередно определяет контур каждого органа, ткани и опухоли, обеспечивает настройки типа и плотности материала, и отбирает точки облучения и углы облучения пучком нейтронов после определения контура, материала и плотности.

[0025] В дополнение, расчетная часть рассчитывает траекторию в органе, по которой проходит пучок нейтронов, то есть рассчитывает тип и толщину органа, через который проходит пучок нейтронов после попадания в тело, определяет, находится ли опухоль в диапазоне максимальной поддающейся лечению глубины после получения информации о траектории пучка нейтронов, проходящего через тело, и, если да, рассчитывает оценочное значение, соответствующее точке облучения и углу облучения, в соответствии с информацией о траектории в сочетании с данными о концентрации бора в органе, коэффициентом чувствительности к облучению органа, характеристической информацией о пучке нейтронов и тому подобным, заданным пользователем, а, если нет, присваивает худшее оценочное значение, и записывает точку облучения, угол облучения и соответствующее оценочное значение после расчета оценочного значения.

[0026] В дополнение, расчетная часть выводит данные о каждом наборе точки облучения и угла облучения и соответствующих оценочных значений в форме трехмерного или двухмерного графика.

[0027] В дополнение, после сортировки каждого набора точки облучения и угла облучения, выборочная часть последовательно проверяет, является ли каждый из наборов точки облучения и угла облучения осуществимым от лучшего к худшему до тех пор, пока не будет найден оптимальный осуществимый набор точки облучения и угла облучения.

[0028] В дополнение, выборочная часть сначала находит все неосуществимые точки облучения и углы облучения, затем удаляет неосуществимые точки облучения и углы облучения, а затем выбирает оптимальный набор точки облучения и угла облучения из оставшихся точек облучения и углов облучения.

[0029] Пятый аспект настоящего изобретения предусматривает оборудование нейтронозахватной терапии, выполненное с возможностью выполнения оценки качества точки облучения и угла облучения, которое содержит узел генерирования пучка нейтронов, камеру облучения для облучения облучаемого объекта пучком нейтронов, камеру управления для осуществления контроля облучения, установочный стол для размещения пациента и систему контроля для контроля и управления процессом лечения, причем система контроля содержит устройство выбора параметров облучения для выбора оптимальной точки облучения и угла облучения, а устройство выбора параметров облучения содержит отборочную часть для отбора множества наборов точек облучения и углов облучения и расчетную часть для расчета оценочного значения, соответствующего каждому набору точки облучения и угла облучения, и выдачи отчета.

[0030] В дополнение, расчетная часть рассчитывает глубину, на которую пучок нейтронов входит в пациента, и тип органа, через который проходит пучок нейтронов, а затем определяет, находится ли опухоль в пределах диапазона максимальной поддающейся лечению глубины, соответствующей набору точки облучения и угла облучения, в соответствии с информацией о траектории пучка нейтронов, проходящего через тело человека, и если да, рассчитывает оценочное значение, соответствующее набору точки облучения и угла облучения, в соответствии с информацией о траектории в сочетании с данными концентрации бора в органе, коэффициентом чувствительности к облучению органа, характеристической информацией пучка нейтронов и тому подобным, задаваемым пользователем, а если нет, присваивает худшее оценочное значение.

[0031] В дополнение, расчетная часть выводит данные точек облучения, углов облучения и соответствующих оценочных значений в форме трехмерного или двухмерного графика.

[0032] В дополнение, в соответствии с определенной точкой облучения, определенным углом облучения и определенной траекторией облучения, рассчитывают весовой коэффициент (W(i)) органа i при помощи уравнения 1:

(Уравнение 1)

[0033] где I(i), S(i) и C(i) - интенсивность нейтронов, коэффициент чувствительности к облучению органа i и концентрация бора в органе i, соответственно.

[0034] В дополнение, I(i) рассчитывается с помощью уравнения 2, которое интегрирует интенсивность глубины или кривую дозы моделируемого тела на основе используемого пучка:

(Уравнение 2)

[0035] где i(x) представляет собой функцию интенсивности глубины или кривой дозы пучка для лечения в приблизительном теле, ax₀-x представляет собой диапазон глубин в траектории пучка для органа i.

[0036] В дополнение, рассчитывается оценочный коэффициент с помощью уравнения 3:

(Уравнение 3)

[0037] где Q(x, y, z, ϕ, θ) в качестве оценочного коэффициента равно сумме весовых коэффициентов каждого органа в органе-траектории.

[0038] В дополнение, рассчитывается отношение оценочного коэффициента к оценочному коэффициента опухоли (QR(x, y, z, ϕ, θ)) с помощью уравнения 4:

(Уравнение 4)

[0039] где W(опухоль) представляет собой весовой коэффициент опухоли.

[0040] Шестой настоящего изобретения предусматривает способ применения устройства выбора параметров облучения, включающий этапы, на которых отборочная часть считывает изображение пациента, такое как КТ, МРТ или ПЭТ-КТ, которое содержит четкую анатомию тела человека, определяет контур каждого органа, ткани и опухоли поочередно, предоставляет настройки типа материала и плотности, а также отбирает точку облучения и угол облучения пучка нейтронов после определения контура, материала и плотности; расчетная часть рассчитывает траекторию в органе, через который проходит пучок нейтронов, то есть рассчитывает тип и толщину органа, через который проходит пучок нейтронов после попадания в тело, определяет, находится ли опухоль в пределах максимальной поддающейся лечению глубины после получения информации о траектории пучка нейтронов, проходящего через тело, и, если да, рассчитывает оценочное значение, соответствующее точке облучения и углу облучения, в соответствии с информацией о траектории в сочетании с данными о концентрация бора в органе, коэффициентом чувствительности к облучению органа, характеристической информацией о нейтронном пучке и тому подобным, задаваемым пользователем, а если нет, присваивает худшее оценочное значение и записывает точку облучения, угол облучения и соответствующее оценочное значение после расчета оценочного значения.

[0041] В дополнение, отбор точек облучения и углов облучения может быть передним отбором или обратным отбором, когда положение точки облучения может быть определено вне тела при переднем отборе, и отбор может выполняться последовательно с фиксированным интервалом угла или с фиксированным интервалом расстояния, или отбор может выполняться случайным образом; и положение точки облучения может быть определено в диапазоне опухоли при обратном отборе, при котором точка облучения может быть, например, в средней точке или самой глубокой точкой опухоли, и отбор углов облучения может выполняться путем случайного отбора или с заранее определенном интервалом угла; и угол пучка нейтронов может быть задан по направлению вектора от точки облучения до средней точки или самой глубокой точки опухоли.

[0042] В дополнение, расчетная часть выводит данные точек облучения, углов облучения и соответствующих оценочных значений в форме трехмерного или двухмерного графика.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0043] Фиг.1 - схематическая диаграмма реакции захвата бором нейтронов.

[0044] Фиг. 2 представляет собой уравнение ядерной реакции захвата нейтронов ¹⁰B (n, α) ⁷Li.

[0045] Фиг. 3 представляет собой схематическую диаграмму оборудования для нейтронозахватной терапии в примере изобретения.

[0046] Фиг. 4 представляет собой схематическую диаграмму системы управления в примере изобретения.

[0047] Фиг. 5 представляет собой логическую блок-схему расчета оценочного значения параметров облучения для пучка нейтронов в примере изобретения.

[0048] Фиг. 6 представляет собой схематическую диаграмму траектории в органе во время облучения пучком нейтронов в примере изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0049] Примеры раскрытия изобретения будут описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, чтобы позволить специалистам в данной области техники осуществить то же самое со ссылкой на описание.

[0050] В последние годы нейтронозахватная терапия все чаще используется в качестве эффективного метода лечения рака. Бор-нейтронозахватная терапия является наиболее распространенным методом, при котором нейтроны для бор-нейтронозахватной терапии могут питаться от ядерного реактора или ускорителя. В бор-нейтронозахватной терапии (BNCT) используется борсодержащее лекарственное средство (¹⁰B), которое имеет высокое поперечное сечение захвата для тепловых нейтронов и использует захват нейтронов ¹⁰B(n, α) ⁷Li и ядерную реакцию деления для получения двух тяжелых заряженных частиц ⁴He и ⁷Li. Ссылаясь на фиг. 1 и фиг. 2, они иллюстрируют схематическую диаграмму реакции захвата бора нейтронами и уравнение реакции захвата ¹⁰B (n, α) ⁷Li нейтронов реакции ядерного деления, соответственно. Две тяжелые заряженные частицы имеют среднюю энергию около 2,33 МэВ и характеристики высокой линейной передачи (LET) и короткий диапазон. Линейная энергия и диапазон α-частиц составляют 150 кэВ/мкм и 8 мкм, соответственно, а линейная энергия и диапазон ⁷Li тяжелых заряженных частиц составляют 175 кэВ/мкм и 5 мкм, соответственно. Общий диапазон двух частиц приблизительно равен размеру клетки, так что радиационное повреждение организма может быть ограничено клеточным уровнем. Когда борсодержащее лекарственное средство избирательно агрегируется в опухолевых клетках, в сочетании с подходящим источником нейтронов, цель локального уничтожения опухолевых клеток может быть достигнута без причинения слишком большого повреждения здоровым тканям.

[0051] Независимо от того, является ли источник нейтронов для нейтронозахватной терапии ядерным реактором или ядерной реакцией заряженных частиц с мишенью, генерируется смешанное поле облучения, то есть пучок облучения содержит нейтроны и фотоны от низкой энергии до высокой энергии. Для бор-нейтронзахватной терапии для опухоли в глубоком местоположении тела, чем больше количество облучения, отличного от надтепловых нейтронов, тем больше доля неселективного осаждения дозы в здоровых тканях. Таким образом, облучение, которое может привести к ненужному осаждению дозы, должно быть сведено к минимуму. Для лучшего понимания распределения дозы нейтронов в теле человека, в дополнение к качественным коэффициентам воздушного пучка, в примерах изобретения для расчетов распределения дозы используют протез ткани головы человека, а качественный коэффициент протезного пучка используют в качестве проектного эталона для пучка нейтронов.

[0052] Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) предоставляет пять рекомендаций по качественным коэффициентам воздушного пучка для источников нейтронов, используемых в клинической бор-нейтронзахватной терапии. Пять рекомендаций могут быть использованы для сравнения преимуществ и недостатков различных источников нейтронов и в качестве ориентира для выбора способа генерации нейтронов и проектирования узла формирования пучка облучения. Ниже представлены эти пять рекомендаций:

[0053] Поток надтепловых нейтронов> 1 х 10⁹н/см²с;

[0054] Загрязнение быстрыми нейтронами < 2 x10^-13Гр-см²/ н;

[0055] Загрязнение фотонами < 2 x10^-13Гр-см²/н;

[0056] Соотношение тепловых и надтепловых нейтронов <0,05; и

[0057] Отношение тока нейтронов к потоку > 0,7.

[0058] Примечание: диапазон энергий надтепловых нейтронов составляет от 0,5 эВ до 40 кэВ, диапазон энергий тепловых нейтронов ниже 0,5 эВ, а диапазон энергий быстрых нейтронов выше 40 кэВ.

[0059] 1. Поток надтепловых нейтронов:

[0060] Поток нейтронов и концентрация борсодержащего лекарственного средства в опухоли вместе определяют время клинической терапии. Если концентрация борсодержащего препарата в опухоли достаточно высока, то требование к потоку надтепловых нейтронов может быть снижено. И наоборот, если концентрация борсодержащего препарата в опухоли низкая, требование к потоку надтепловых нейтронов должно быть высоким, чтобы доставить достаточную дозу в опухоль. Требование в отношении потока надтепловых нейтронов, предложенное МАГАТЭ, заключается в том, что количество надтепловых нейтронов в секунду на квадратный сантиметр превышает 10⁹, так что время терапии может, как правило, контролироваться в течение одного часа для различных существующих борсодержащих препаратов.Короткое время терапии не только полезно для позиционирования пациента и комфорта, но также может эффективно использовать ограниченное время пребывания борсодержащих лекарственных средств в опухоли.

[0061] 2. Загрязнение быстрыми нейтронами:

[0062] Поскольку быстрые нейтроны могут вызывать ненужную дозу в здоровых тканях, они считаются загрязнением, и доза имеет положительную корреляцию с энергией нейтронов. Следовательно, количество быстрых нейтронов должно быть минимизировано в проекте пучка нейтронов. Загрязнение быстрыми нейтронами определяется как доза быстрых нейтронов, связанная с единицей потока надтепловых нейтронов, и МАГАТЭ предлагает, что загрязнение быстрыми нейтронами должно быть менее 2 x10^-13 Гр-см²/н.

[0063] 3. Загрязнение фотонами (загрязнение γ-лучами):

[0064] γ-лучи являются сильным проникающим облучением и могут неселективно вызывать осаждение дозы во всех тканях по пути пучка нейтронов. Таким образом, уменьшение количества γ-лучей также является необходимым требованием при проектировании пучка. Загрязнение γ-лучами определяется как доза γ-луча, связанная с единицей потока надтепловых нейтронов. МАГАТЭ предлагает, чтобы загрязнение γ-лучами составляло менее 2 x10^-13 Гр-см² /n.

[0065] 4. Соотношение потоков тепловых нейтронов к надтепловых нейтронов:

[0066] Поскольку тепловой нейтрон быстро распадается и имеет низкую проникающую способность, большая часть энергии теплового нейтрона осаждается в кожной ткани после проникновения в тело человека. В дополнение к эпидермальным опухолям, таким как меланома, для которых тепловой нейтрон может быть использован в качестве источника нейтронов для терапии захвата бора нейтронами, по отношению к опухолям, расположенным в глубоком местоположении тела, таким как опухоль головного мозга, количество тепловых нейтронов должно быть уменьшено. МАГАТЭ предлагает, что отношение потока тепловых нейтронов к потоку надтепловых нейтронов должно быть менее 0,05.

[0067] 5. Отношение тока нейтронов к потоку:

[0068] Отношение тока нейтронов к потоку представляет направленность пучка. Чем выше коэффициент, тем более вперед направлен пучок. Высокая направленность нейтронов вперед может уменьшить дозу в окружающих здоровых тканях, вызванную дивергенцией нейтронов. МАГАТЭ предлагает, чтобы отношение тока нейтронов к потоку составляло более 0,7.

[0069] Распределение дозы в тканях может быть получено из протеза, а качественный коэффициент пучка протеза может быть получен из кривых доза-глубина здоровой ткани и опухоли. Следующие три параметра могут быть использованы для сравнения эффективности различных методов нейтронно-лучевой терапии.

[0070] 1. Эффективная глубина лечения :

[0071] Доза опухоли равна глубине максимальной дозы здоровых тканей. Опухолевые клетки, расположенные в более глубоком местоположении, получают дозу, меньшую, чем максимальная доза здоровых тканей, то есть, преимущество бор-нейтрон захвата теряется. Этот параметр представляет собой проникающую способность пучка, и чем больше эффективная глубина лечения (в единицах см), тем глубже может быть вылечена опухоль.

[0072] 2. Мощность дозы облучения на эффективной глубине лечения :

[0073] Эффективная мощность дозы для глубины лечения, то есть мощность дозы для опухоли на эффективной глубине лечения, равна максимальной мощности дозы для здоровой ткани. Поскольку общая доза, получаемая здоровой тканью, является фактором, который влияет на общую дозу, подаваемую опухоли, так что параметры влияют на продолжительность времени лечения. Чем больше мощность дозы для эффективной глубины лечения, тем короче время облучения, необходимое для введения определенной дозы в опухоль, с единицей Гр/мА-мин.

[0074] 3. Отношение эффективной дозы лечения:

[0075] От поверхности головного мозга до эффективной глубины лечения отношение средней дозы, получаемой опухолью, к средней дозе, получаемой здоровыми тканями, называется отношением эффективной дозы лечения. Расчет средней дозы может быть получен путем интегрирования кривой «доза-глубина». Чем больше отношение эффективных доз лечения, тем больше эффективность пучка.

[0076] Для того, чтобы конструкции узла формирования пучка имели стандарт для сравнения, в дополнение к пяти качественным коэффициентам воздушного пучка, рекомендованным МАГАТЭ, и трем параметрам, упомянутым выше, в примерах изобретения также используются следующие параметры для оценки показателей дозы пучка:

[0077] 1. Время облучения ≤30 мин (ток протонов, используемый ускорителем, составляет 10 мА);

[0078] 2. 30.0 ОБЭ-Гр поддающаяся лечению глубина ≥7 см;

[0079] 3. Максимальная доза опухоли ≥60,0 ОБЭ-Гр;

[0080] 4. Максимальная доза для здоровой ткани головного мозга ≤12,5 ОБЭ-Гр; и

[0081] 5. Максимальная доза для кожи ≤11,0 ОБЭ-Гр

[0082] Примечание: ОБЭ - относительная биологическая эффективность. Поскольку биологическая эффективность, вызванная фотонами и нейтронами, различна, эквивалентная доза может быть получена путем умножения вышеуказанных соответствующих условий для дозы на относительную биологическую эффективность различных тканей.

[0083] Как показано на фиг. 3, оборудование 100 нейтронозахватной терапии для нейтронозахватной терапии содержит узел 1 генерирования пучка нейтронов, камеру 2 облучения для облучения пучком нейтронов облучаемого объекта, например, пациента, камеру 3 подготовки для выполнения подготовки перед облучением, камеру 4 коммуникации для коммуникации камеры 2 облучения и камеры 3 подготовки, камеру 5 управления для выполнения контроля облучения, позиционирующее устройство (не показано) для позиционирования пациента, установочный стол 6 для размещения пациента, предназначенный для перемещения в камере 3 подготовки и камере 2 облучения, и систему 7 контроля для контроля и управления процессом лечения.

[0084] Узел 1 генерирования пучка нейтронов выполнен с возможностью генерирования пучка нейтронов вне камеры 2 облучения и облучения пучком нейтронов пациента, расположенного в камере 2 облучения, в которой предусмотрен коллиматор 20. Камера 3 подготовки представляет собой помещение для выполнения приготовления, необходимого перед облучением пациента пучком нейтронов. Камера 3 подготовки снабжена аналоговым коллиматором 30. Подготовка включает фиксацию пациента на установочном столе 6, позиционирование опухоли пациента, нанесение трехмерных меток позиционирования и тому подобное. Камера 5 управления представляет собой помещение для управления и контроля за общими процессами лечения, выполняемыми оборудованием 100 для нейтронозахватной терапии. Например, управляющий подтверждает состояние подготовки в камере 3 подготовки из камеры 5 управления невооруженным глазом и управляет системой 7 контроля для контролирования начала и прекращения облучения пучком нейтронов и регулировки положения установочного стола 6 для перемещения пациента для выполнения вращения, горизонтального перемещения и подъема. Система 7 управления является лишь общим термином. Это может быть набор из системы общего контроля, то есть начало и конец облучения пучка нейтронов, регулировка положения установочного стола 6 и тому подобное контролируются одним набором системы контроля; или это может быть несколько наборов систем контроля, то есть начало и конец облучения пучка нейтронов, регулировка положения установочного стола 6 и тому подобное соответственно контролируются несколькими наборами систем контроля.

[0085] Как показано на фиг. 4, перед проведением бор-нейтронзахватной терапии управляющему необходимо определить угол, под которым облучаемый пациента пучок нейтронов может уничтожить опухолевые клетки в максимальной степени и максимально уменьшить повреждение облучением окружающих здоровых тканей, и отрегулировать установочный стол 6, на котором размещен пациент, в соответствующее положение после определения оптимальной осуществимой точки облучения и угла облучения. В частности, система 7 контроля содержит устройство 71 выбора параметров облучения для выбора оптимальной осуществимой точки облучения и угла облучения, преобразовательную часть 72 для преобразования оптимальной осуществимой точки облучения и угла облучения в координатные параметры установочного стола 6, регулировочную часть 73 для регулировки установочного стола 6 в координатное положение, полученное от преобразовательной части 72, и пуско-останавливающую часть 74 для управления запуском и остановкой облучения пучком нейтронов.

[0086] В дополнение, со ссылкой на фиг. 4, каждый набор параметров облучения содержит точку облучения и угол облучения пучка нейтронов, а устройство 71 выбора параметров облучения содержит отборочную часть 711, расчетную часть 712 и выборочную часть 713. Сначала отборочная часть 711 отбирает множество наборов точек облучения и углов облучения, а затем расчетная часть 712 рассчитывает оценочное значение, соответствующее каждому набору точки облучения и угла облучения, и затем выборочная часть 713 выбирает один оптимальный осуществимый набор параметров облучения из всех отобранных точек облучения и углов облучения на основе оценочного значения, рассчитанного расчетной частью 712. В частности, выборочная часть 713 удаляет параметры облучения, которые неосуществимы в фактическом процессе лечения, и выбирает оптимальный осуществимый набор параметров облучения. Отборочная часть 711 может случайным или регулярным образом отбирать точку облучения и угол облучения. Расчет оценочного значения рассчитывает траекторию через орган пучка нейтронов, проходящего через пациента. То есть, расчетная часть 712 рассчитывает глубину, на которую пучок нейтронов входит в тело человека, и тип органа, через который проходит пучок нейтронов, а затем определяет, находится ли опухоль в пределах диапазона максимальной поддающейся лечению глубины, соответствующей набору параметров облучения, на основании информации о траектории пучка нейтронов, проходящего через тело человека. Если да, то оценочное значение, соответствующее набору точки облучения и угла облучения, рассчитывается на основе таких данных, как концентрация бора в органе, коэффициент чувствительности к облучению органа, характеристической информации о пучке нейтронов и тому подобным, заданным пользователем. Если нет, точке облучения и углу облучения присваивают конкретное оценочное значение, а отбор и расчет точки облучения и угла облучения пучка нейтронов повторяют. После расчета оценочных значений, соответствующих точкам облучения и углам облучения, качество каждого набора точки облучения и угла облучения может быть ясным образом отсортировано в соответствии с оценочными значениями. Поскольку положение коллиматора 20 является фиксированным в камере 2 облучения может быть дополнительно предусмотрено устройство, например, позиционирующее устройство, и некоторые определенные положения пациента могут быть неприменимы, и некоторые определенные положения перемещения установочного стола могут быть нарушены. Кроме того, некоторые части пациента, такие как орган, например глаз, не могут быть облучены. Поэтому нельзя использовать определенные точки облучения и углы облучения. В фактическом процессе лечения необходимо удалить эти точки облучения и углы облучения, которые не могут быть использованы выборочной частью 713.

[0087] Ссылаясь на фиг. 5 и 6, далее подробно описан способ применения устройства 71 выбора параметров облучения. Способ включает следующие этапы: Отборочная часть 711 считывает изображение пациента, такое как КТ или МРТ или ПЭТ-КТ, имеющее четкую анатомию тела человека, поочередно определяет контур каждого органа, ткани и опухоли, обеспечивает настройку типа и плотности материала и отбирает точку облучения и угол облучения пучка нейтронов после определения контура, материала и плотности. Отбор точек облучения и углов облучения может быть передним отбором или обратным отбором, когда положение точки облучения может быть определено вне тела при переднем отборе, и отбор может выполняться последовательно с фиксированным интервалом угла или с фиксированным интервалом расстояния, или отбор может выполняться случайным образом; угол пучка нейтронов задается в направлении вектора от точки облучения к средней точке или самой глубокой точке опухоли; и положение точки облучения может быть определено в диапазоне опухоли при обратном отборе, при котором точка облучения является средней точкой или самой глубокой точкой опухоли, и отбор углов облучения может выполняться путем случайного отбора или с заранее определенном интервалом угла. После определения точки облучения и угла облучения пучка нейтронов, расчетная часть 712 рассчитывает траекторию в органе, через который проходит пучок нейтронов, то есть рассчитывает тип и толщину органа, через который проходит пучок нейтронов после входа в тело, определяет, находится ли опухоль в диапазоне максимальной поддающейся лечению глубины после получения информации о траектории пучка нейтронов, проходящего через тело, и если да, рассчитывает оценочное значение, соответствующее точке облучения и углу облучения, в соответствии с информацией о траектории в сочетании с данными о концентрации бора в органе, коэффициенте чувствительности органа к облучению, характеристической информации о пучке нейтронов и тому подобным, заданным пользователем, а если нет, присваивает конкретное оценочное значение, повторяет отбор точки облучения и угла облучения пучка нейтронов и записывает точку облучения, угол облучения и соответствующее оценочное значение после расчета оценочного значения. Повторяется обор и расчета до определенного числа, и выдается отчет. Выборочная часть выбирает один оптимальный осуществимый набор параметров облучения из всех отобранных параметров облучения. Расчетная часть 712 может выводить данные точек облучения, углов облучения и соответствующих оценочных значений в форме трехмерного или двухмерного графика. В этом случае врач или терапевт может более легко определить качество точек облучения и углов облучения.

[0088] Предпочтительно, после сортировки каждого набора точки облучения и угла облучения, выборочная часть последовательно проверяет, является ли каждый из наборов точки облучения и угла облучения осуществимым от лучшего к худшему до тех пор, пока не будет найден оптимальный осуществимый набор точки облучения и угла облучения. Конечно, выборочная часть 713 может сначала найти все неосуществимые точки облучения и углы облучения после расчета оценочных значений, затем удалить неосуществимые точки облучения и углы облучения и, наконец, выбрать оптимальный набор точки облучения и угла облучения среди оставшихся точек облучения и углов облучения. Выборочная часть 713 может также удалять все неосуществимые точки облучения и углы облучения перед расчетом оценочных значений и выбирать оптимальный набор точки облучения и угла облучения после завершения расчета.

[0089] Процесс выбора может выполняться полностью автоматически ассоциированным устройством, или может выполняться частично вручную, или может выполняться полностью вручную, то есть выборочная часть 713 не предусматривается. Например, неосуществимые точки облучения и углы облучения могут быть внесены в список опытным врачом или могут быть определены путем моделирования с помощью соответствующих устройств. Сортировка оценочных значений и выбор оптимальной точки облучения и угла облучения после удаления неосуществимых точек облучения и углов облучения также могут быть определены опытным врачом или соответствующими устройствами. После получения оптимальной осуществимой точки облучения и угла облучения преобразовательная часть 72 преобразует параметры оптимальной осуществимой точки облучения и угла облучения в координатные параметры, которые установочный стол 6 должен быть перемещен на месте во время облучения в сочетании с информацией типа КТ/МРТ/ПЭТ-КТ о пациенте, информацией о положении, информацией о конструкции установочного стола 6 и тому подобным. Затем регулировочная часть 73 регулирует установочный стол 6 в заданное положение на основании координатной информации, полученной от преобразовательной части 72. После того, как регулировочная часть 73 регулирует установочный стол 6 в заранее определенное положение, позиционирующее устройство дополнительно подтверждает, являются ли точка облучения и угол облучения пучка нейтронов относительно опухоли пациента такими же, как предварительно выбранная оптимальная осуществимая точка облучения и угол облучения. Если нет, вручную регулируют положение пациента или положение установочного стола 6, чтобы гарантировать, что пучок нейтронов облучает опухоль пациента в оптимальных осуществимых точке облучения и угле облучения, или приводят в действие регулировочную часть 73, чтобы отрегулировать положение установочного стола 6, чтобы гарантировать, что пучок нейтронов облучает опухоль пациента в оптимальной осуществимой точке облучения и с оптимальным осуществимым углом облучения.

[0090] Для предотвращения рассеивания облучения в камере 2 облучения за пределы камеры 2 облучения, между камерой 2 облучения и камерой 4 коммуникации предусмотрена первая экранирующая дверь 21, а между камерой 4 коммуникации и камерой 3 подготовки предусмотрена вторая экранирующая дверь 31. В других вариантах осуществления первую экранирующую дверь и вторая экранирующая дверь может быть заменена экранирующей стенкой с лабиринтом, причем форма лабиринта включает, но без ограничения, форму «Z», форму «лука» и форму .

[0091] Конкретный пример, в котором оценочное значение рассчитывается расчетной частью 712, описан подробно далее. Разумеется, расчетная часть 712 не ограничивается этим примером, и для расчета оценочного значения могут быть использованы другие способы и уравнения. Оценочное значение рассчитывают на основе характеристик пучка нейтронов, коэффициента чувствительности органа к облучению и концентрации бора в органе. При этом весовой коэффициент (W(i)) органа i рассчитывают по уравнению 1, в котором I(i), S(i) и C(i) - интенсивность нейтронов, коэффициент чувствительности органа i к облучению и концентрация бора органа i, соответственно.

(Уравнение 1)

[0092] В уравнении 1 I (i) получают путем интегрирования интенсивности глубины или кривой дозы пучка нейтронов в моделируемом теле человека, как показано в уравнении 2, где i(x) представляет собой интенсивность глубины или функцию кривой дозы пучка для лечения в приблизительном теле, а x₀-x представляет собой диапазон глубины для органа i на траектории пучка.

(Уравнение 2)

[0093] С помощью вышеуказанного расчета оценочное значение, соответствующее пучку нейтронов, может быть получено путем последовательного расчета весовых коэффициентов каждого органа на траектории в органе и их суммирования, как показано в уравнении 3. В этом расчете весовой коэффициент опухоли не должен включаться в расчет.

(Уравнение 3)

[0094] Согласно вышеупомянутой оценочной величине, можно более ясно судить о степени вреда здоровым тканям во время лечения. В дополнение к оценке положений и углов облучения с использованием оценочного значения, коэффициент отношения оценки, который определяется как отношение оценочного значения к весовому коэффициенту опухоли, также может быть использован для оценки, как показано в уравнении 4, с помощью которого можно в достаточной степени выявить ожидаемую эффективность положений и углов облучения.

(Уравнение 4)

[0095] Вышеприведенные примеры включают следующие этапы: «считывание изображения пациента, такого как КТ/МРТ/ПЭТ-КТ или тому подобного, имеющего четкую анатомию тела человека, определение контура каждого органа, ткани и опухоли одного за другим и обеспечение настроек типов и плотностей материалов». Ссылка может быть сделана на заявку на патент № 201510790248.7, представленную в Национальное управление интеллектуальной собственности Китая 17 ноября 2015 года под названием «СПОСОБ СОЗДАНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ МЕДИЦИНСКОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ», содержание которой полностью включено в настоящий документ.

[0096] Как хорошо известно специалистам в данной области техники, некоторые из простых преобразований в приведенных выше уравнениях 1-4 все еще находятся в пределах объема настоящего изобретения. Например, I(i), S(i) и C(i) могут быть преобразованы путем умножения в сложение; I(i), S(i) и C(i) могут быть умножены на степень n, соответственно, и n может быть целым числом, кратным 1, или другими кратными, в зависимости от требований; и i(x) может быть средним числом между x₀-x или промежуточным числом, умноженным на (x₀-x), или любым способом расчета, который может обеспечить результат расчета интегрирования интенсивности.

[0097] Вышеизложенное описывает иллюстративные конкретные примеры изобретения, чтобы облегчить понимание изобретения специалистами в данной области техники. При этом следует понимать, что изобретение не ограничено объемами указанных конкретных примеров. Вариации в пределах сущности и объема изобретения, как определено и определено прилагаемой формулой изобретения, очевидны для специалистов в данной области техники.

Группа изобретений относится к области техники лучевой терапии, в частности к оборудованию для нейтронозахватной терапии и способу применения устройства выбора параметров облучения. Оборудование для нейтронозахватной терапии, выполненное с возможностью выполнения оценки качества точки облучения и угла облучения, содержит узел генерирования пучка нейтронов, камеру облучения для облучения пучком нейтронов облучаемого объекта, камеру управления для осуществления контроля облучения, установочный стол для размещения пациента и систему (7) контроля для контроля и управления процессом лечения. Система (7) контроля содержит устройство (71) выбора параметров облучения для выбора оптимальной точки облучения и угла облучения. Устройство (71) выбора параметров облучения содержит отборочную часть (711) для отбора наборов точек облучения и углов облучения; расчетную часть (712) для расчета оценочного значения, соответствующего каждому набору точек облучения и углов облучения, и вывода отчета; и выборочную часть (713) для удаления, из всех отобранных точек облучения и углов облучения, точек облучения и углов облучения, неосуществимых в реальном процессе облучения, и выбора одного оптимального осуществимого набора точек облучения и углов облучения согласно оценочным значениям, рассчитанным расчетной частью. Способ применения устройства выбора параметров облучения содержит этапы: отборочная часть считывает изображение пациента, такое как КТ, или МРТ, или ПЭТ-КТ, которое имеет четкую анатомию человеческого тела, определяет контур каждого органа, ткани и опухоли поочередно, предоставляет настройки типа материала и плотности и отбирает точку облучения и угол облучения пучка нейтронов после определения контура, материала и плотности; расчетная часть рассчитывает траекторию в органе, через который проходит пучок нейтронов, то есть вычисляет тип и толщину органа, через который проходит пучок нейтронов после попадания в тело, определяет, находится ли опухоль в пределах диапазона максимальной поддающейся лечению глубины после получения информации о траектории пучка нейтронов, проходящего через тело. Если да, рассчитывает оценочное значение, соответствующее точке облучения и углу облучения, в соответствии с информацией о траектории в сочетании с данными о концентрации бора в органе, коэффициентом чувствительности к облучению органа, характеристической информацией пучка нейтронов, задаваемым пользователем. Если нет, присваивает наихудшее оценочное значение и записывает точку облучения, угол облучения и соответствующее оценочное значение после расчета оценочного значения, и выборочная часть удаляет, из всех отобранных точек облучения и углов облучения, точки облучения и углы облучения, неосуществимые в реальном процессе облучения, и выбирает один оптимальный осуществимый набор точек облучения и углов облучения согласно оценочным значениям, рассчитанным расчетной частью. Изобретения оптимизируют процесс регулировки положения установочного стола, сокращают тем самым время регулировки положения пациента и повышают эффективность использования оборудования нейтронозахватной терапии. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Оборудование для нейтронозахватной терапии, выполненное с возможностью выполнения оценки качества точки облучения и угла облучения, отличающееся тем, что оборудование для нейтронозахватной терапии содержит узел генерирования пучка нейтронов, камеру облучения для облучения пучком нейтронов облучаемого объекта, камеру управления для осуществления контроля облучения, установочный стол для размещения пациента и систему контроля для контроля и управления процессом лечения,

причем система контроля содержит устройство выбора параметров облучения для выбора оптимальной точки облучения и угла облучения;

при этом устройство выбора параметров облучения содержит:

отборочную часть для отбора наборов точек облучения и углов облучения;

расчетную часть для расчета оценочного значения, соответствующего каждому набору точек облучения и углов облучения, и вывода отчета; и

выборочную часть для удаления, из всех отобранных точек облучения и углов облучения, точек облучения и углов облучения, неосуществимых в реальном процессе облучения, и выбора одного оптимального осуществимого набора точек облучения и углов облучения согласно оценочным значениям, рассчитанным расчетной частью.

2. Оборудование для нейтронозахватной терапии по п. 1, отличающееся тем, что расчетная часть рассчитывает глубину, на которую пучок нейтронов входит в пациента, и тип органа, через который проходит пучок нейтронов, а затем определяет, находится ли опухоль в пределах диапазона максимальной поддающейся лечению глубины, соответствующей набору точек облучения и углов облучения, в соответствии с информацией о траектории пучка нейтронов, проходящего через человеческое тело, и если да, рассчитывает оценочное значение, соответствующее набору точек облучения и углов облучения, в соответствии с информацией о траектории в сочетании с данными о концентрации бора в органе, коэффициентом чувствительности к облучению органа, характеристической информацией пучка нейтронов, задаваемым пользователем, а если нет, присваивает наихудшее оценочное значение.

3. Оборудование для нейтронозахватной терапии по п. 1 или 2, отличающееся тем, что расчетная часть выводит данные точек облучения, углов облучения и соответствующих оценочных значений в виде 3D- или 2D-графика.

4. Оборудование для нейтронозахватной терапии по п. 2, отличающееся тем, что, в соответствии с определенной точкой облучения, определенным углом облучения и определенной траекторией облучения, весовой коэффициент (W(i)) органа i рассчитывается с помощью уравнения 1:

где I(i), S(i) и C(i) - интенсивность нейтронов, коэффициент чувствительности к облучению органа i и концентрация бора в органе i, соответственно.

5. Оборудование для нейтронозахватной терапии по п. 4, отличающееся тем, что I(i) рассчитывается с помощью уравнения 2, которое интегрирует интенсивность глубины или кривую дозы моделируемого тела на основе используемого пучка:

где i(x) функция интенсивности глубины или кривой дозы пучка для лечения в приблизительном теле, а х₀-х диапазон глубин в траектории пучка органа i.

6. Оборудование для нейтронозахватной терапии по п. 5, отличающееся тем, что оценочный коэффициент рассчитывается с помощью уравнения 3:

где Q (x, у, z, ϕ, θ) как оценочный коэффициент равен сумме весовых коэффициентов каждого органа в органе-траектории.

7. Оборудование для нейтронозахватной терапии по п. 6, отличающееся тем, что отношение оценочного коэффициента к оценочному коэффициенту опухоли (QR(x, у, z, ϕ, θ)) рассчитывается с помощью уравнения 4:

где W (опухоль) - весовой коэффициент опухоли.

8. Способ применения устройства выбора параметров облучения, отличающийся тем, что способ применения содержит этапы:

отборочная часть считывает изображение пациента, такое как КТ, или МРТ, или ПЭТ-КТ, которое имеет четкую анатомию человеческого тела, определяет контур каждого органа, ткани и опухоли поочередно, предоставляет настройки типа материала и плотности и отбирает точку облучения и угол облучения пучка нейтронов после определения контура, материала и плотности;

расчетная часть рассчитывает траекторию в органе, через который проходит пучок нейтронов, то есть вычисляет тип и толщину органа, через который проходит пучок нейтронов после попадания в тело, определяет, находится ли опухоль в пределах диапазона максимальной поддающейся лечению глубины после получения информации о траектории пучка нейтронов, проходящего через тело, и если да, рассчитывает оценочное значение, соответствующее точке облучения и углу облучения, в соответствии с информацией о траектории в сочетании с данными о концентрации бора в органе, коэффициентом чувствительности к облучению органа, характеристической информацией пучка нейтронов, задаваемым пользователем, а если нет, присваивает наихудшее оценочное значение и записывает точку облучения, угол облучения и соответствующее оценочное значение после расчета оценочного значения, и

выборочная часть удаляет, из всех отобранных точек облучения и углов облучения, точки облучения и углы облучения, неосуществимые в реальном процессе облучения, и выбирает один оптимальный осуществимый набор точек облучения и углов облучения согласно оценочным значениям, рассчитанным расчетной частью.

9. Способ применения устройства выбора параметров облучения по п. 8, отличающийся тем, что отбор точек облучения и углов облучения является прямым отбором или обратным отбором, когда положение точки облучения определяют вне тела в прямом отборе, и отбор выполняют последовательно с фиксированным интервалом угла или фиксированным интервалом расстояния, или отбор выполняют случайным образом; и положение точки облучения определяют в пределах диапазона опухоли в обратном отборе, в котором точка облучения находится в средней точке или самой глубокой точке опухоли, и отбор углов облучения выполняют случайным отбором или с предопределенным интервалом угла; и угол пучка нейтронов задают по направлению вектора от точки облучения до средней точки или самой глубокой точки опухоли.

10. Способ применения устройства выбора параметров облучения по п. 9, отличающийся тем, что расчетная часть выводит данные точек облучения, углов облучения и соответствующих оценочных значений в виде 3D- или 2D-графика.