АППАРАТ ДЛЯ НЕЙТРОННОЙ ТЕРАПИИ
APPARATUS FOR NEUTRON THERAPY

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Изобретение относится к аппарату-облучателю, излучающему радиоактивное излучение, в частности, к аппарату для нейтронной терапии.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] В общем случае от аппарата для нейтронной терапии, используемого в аппарате бор-нейтронозахватной терапии требуется облучение объекта под множеством углов. В прошлом для облучения объекта под множеством углов аппарат для нейтронной терапии обычно фиксировали на какой-нибудь поворотной установке, которая имела громоздкую конструкцию, и вращением поворотной установки обеспечивали вращение аппарата для нейтронной терапии. Очевидно, поскольку уже конструкция самого аппарата для нейтронной терапии достаточно габаритная, для его вращения требуется внешняя поворотная установка еще большего размера, и довольно значительное пространство под вращение как аппарата для нейтронной терапии, так и поворотной установки. Таким образом, аппарат в целом не только является громоздким, но и имеет ограниченную применимость, вследствие недостаточно компактной конструкции аппарата для нейтронной терапии.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Для создания аппарата для нейтронной терапии, осуществляющего нейтронное облучение под разными углами, согласно одному аспекту данной заявки предложен аппарат для нейтронной терапии, который содержит: узел формирования пучка, включающий в себя замедлитель и рефлектор, окружающий замедлитель, причем замедлитель замедляет нейтроны до заранее заданного спектра энергии, а рефлектор направляет отклоненные нейтроны назад для увеличения интенсивности нейтронов в заранее заданном спектре энергии; генератор нейтронов, встроенный внутри узла формирования пучка, причем генератор нейтронов генерирует нейтроны после облучения пучком ионов; по меньшей мере одну трубку для передачи пучка ионов на генератор нейтронов, причем трубка определяет по меньшей мере одну ось; отклоняющие магниты для изменения направления передачи пучка ионов; коллиматор для концентрации нейтронов; пространство облучения для приема облученного объекта; экранирующий узел, соединенный с узлом формирования пучка, причем экранирующий узел перемещается совместно с узлом формирования пучка и экранирует утечку радиоактивного излучения от узла формирования пучка.
[0004] В частном варианте аппарат для нейтронной терапии также содержит опорную раму для удержания узла формирования пучка, причем вогнутостью наружной поверхности опорной рамы сформировано вмещающее пространство, соединенное с пространством облучения, при этом между узлом формирования пучка, вмещающим пространством и пространством облучения образуется зазор, причем зазор покрывается экранирующим узлом.
[0005] В частном варианте экранирующий узел содержит по меньшей мере две экранирующих части, расположенные по обеим сторонам узла формирования пучка, причем один конец экранирующей части соединен с опорной рамой, а другой конец экранирующей части зафиксирован на узле формирования пучка, причем при движении узла формирования пучка вытягивается экранирующая часть, расположенная с одной стороны узла формирования пучка, и сокращается экранирующая часть, расположенная с другой стороны узла формирования пучка.
[0006] В частном варианте каждая экранирующая часть содержит множество экранирующих участков, зафиксированных встык друг на друге, причем вытягивании экранирующей части экранирующие участки расходятся друг за другом и фиксируются друг на друге, а при сокращении экранирующей части экранирующие участки собираются вместе друг за другом.
[0007] В частном варианте на зафиксированном конце экранирующих участков размещены замковые участки, выполненные с возможностью движения по поверхности экранирующих участков и имеющие взаимную фиксацию с соседним замковым участком.
[0008] В частном варианте экранирующие участки выполнены в форме дуги, и после расхождения экранирующих участков друг за другом экранирование имеет форму дуги.
[0009] В частном варианте высота вмещающего пространства не меньше толщины экранирующего узла, и ширина экранирующего узла не меньше ширины вмещающего пространства.
[0010] В частном варианте экранирующий узел соединен с обеими сторонами узла формирования пучка и выполнен как цельная структура, при этом экранирующий узел выполнен таким образом, что при движении узла формирования пучка экранирующий узел вращается вокруг опорной рамы совместно с узлом формирования пучка и всегда покрывает зазор, образующийся между узлом формирования пучка, вмещающим пространством и пространством облучения.
[0011] В частном варианте ширина экранирующего узла не меньше ширины вмещающего пространства.
[0012] В частном варианте опорная рама содержит первую опорную часть с первой дорожкой, образованной вогнутостью наружной поверхности первой опорной части, и формирует вмещающее пространство, соединенное с пространством облучения, причем первая опорная часть и первая дорожка выполнены в форме дуги с одним и тем же центром окружности.
[0013] По сравнению с предшествующим уровнем техники, настоящее изобретение имеет следующие преимущества: экранирующий узел покрывает зазор промежутке между узлом формирования пучка, вмещающим пространством и пространством облучения, с обеспечением тем самым защиты от излучения узла формирования пучка в процессе излучения; дополнительно улучшается внешний вид аппарата для нейтронной терапии.
[0014] В другом аспекте изобретение относится к аппарату для нейтронной терапии с возможностью вращения, который содержит узел формирования пучка, нейтронный генератор, размещенный в узле формирования пучка, трубку для передачи ионного пучка на генератор нейтронов, отклоняющий магнит для изменения направления передачи ионного пучка и коллиматор; при этом узел формирования пучка содержит замедлитель и рефлектор снаружи замедлителя, при этом после облучения нейтронный генератор генерирует нейтроны, замедлитель замедляет нейтроны, исходящие от генератора нейтронов до меньшего энергетического спектра, рефлектор направляет нейтроны назад в замедлитель, чтобы повысить интенсивность пучка надтепловых нейтронов, при этом коллиматор концентрирует нейтроны, генерируемые генератором нейтронов, при этом в аппарате для нейтронной терапии имеется пространство облучения объекта, трубка имеет ось, и узел формирования пучка может вращаться вокруг оси трубки так, чтобы под разными углами облучать объект, расположенный в пространстве облучения.
[0015] В частном варианте аппарат для нейтронной терапии дополнительно содержит опорную раму для удержания узла формирования пучка, причем узел формирования пучка вращается вокруг первой оси первого трубного участка и одновременно движется вдоль опорной рамы.
[0016] В частном варианте трубка содержит первый трубный участок, определяющий первую ось и второй трубный участок, определяющий вторую ось и соединенный с первым трубным участком, причем узел формирования пучка вращается вокруг первой оси первого трубного участка или второй оси третьего второго трубного участка.
[0017] Кроме того, между первым и вторым трубными участками образован первый угол, значение которого меняется для регулировки положения узла формирования пучка относительно облучаемого объекта в пространстве облучения.
[0018] Кроме того, опорная рама содержит первую опорную часть над пространством облучения, причем в первой опорной части установлена первая дорожка, причем первая дорожка выполнена в виде вогнутости в опорной раме так, что сформировано вмещающее пространство, соединенное с пространством облучения, при этом коллиматор проходит в пространство облучения через вмещающее пространство.
[0019] Кроме того, первая опорная часть и первая дорожка обе выполнены в форме дуги с одним и тем же центром окружности, при этом первая дорожка сформирована вогнутостью дугообразной наружной поверхности первой опорной части.
[0020] В частном варианте, трубка содержит также третий трубный участок, соединенный с генератором нейтронов, причем между вторым и третьим трубными участками сформирован второй угол, значение которого меняется для регулировки положения узла формирования пучка относительно облучаемого объекта в пространстве облучения.
[0021] Отклоняющие магниты, зафиксированы на опорной раме и содержат первый отклоняющий магнит, который расположен между первым трубным участком и вторым трубным участком, и второй отклоняющий магнит, который расположен между вторым трубным участком и третьим трубным участком, причем ионный пучок в первом трубном участке передается во второй трубный участок после изменения направления передачи посредством первого отклоняющего магнита, и ионный пучок во втором трубном участке передается в третий трубный участок после изменения направления передачи посредством второго отклоняющего магнита, при этом ионный пучок в третьем трубном участке падает на нейтронный генератор для генерации нейтронных пучков.
[0022] Опорная рама дополнительно имеет вторую опорную часть для поддержки второго отклоняющего магнита, при этом вторая опорная часть содержит вторую дорожку, причем когда узел формирования пучка движется в первой дорожке, вторая опорная часть движется во второй дорожке.
[0023] Кроме того, аппарат для нейтронной терапии имеет ускоритель, при этом опорная рама имеет третью опорную часть, причем первый отклоняющий магнит зафиксирован на третьей опорной части, первый трубный участок зафиксирован между ускорителем и вторым отклоняющим магнитом, третий трубный участок соединен узлом формирования пучка и вторым отклоняющим магнитом, второй трубный участок соединен с первым отклоняющим магнитом и вторым отклоняющим магнитом.
[0024] По сравнению с предшествующим уровнем техники, настоящее изобретение имеет следующие преимущества: раскрытое в заявке расположение опорной рамы, узла формирования пучка и отклоняющих магнитов позволяет аппарату для нейтронной терапии в целом использовать для вращения лишь собственную структуру для выполнения облучения под разными углами, поэтому аппарат для нейтронной терапии имеет простую, несложную в осуществлении конструкцию и не требует много места при работе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0025] На фиг. 1 представлен схематически аппарат для нейтронной терапии согласно изобретению, без опорной рамы.
[0026] На фиг. 2 представлен разрез нейтронного генератора.
[0027] На фиг. 3 представлен схематически аппарат для нейтронной терапии согласно изобретению, с опорной рамой.
[0028] На фиг. 4 представлен схематически узел формирования пучка, зафиксированный в первой дорожке первого варианта осуществления изобретения.
[0029] На фиг. 5 представлен вид сверху узла формирования пучка, зафиксированного в первой дорожке опорной рамы.
[0030] На фиг. 6 представлен схематично другой вид аппарата для нейтронной терапии согласно изобретению.
[0031] На фиг. 7 представлен схематично аппарат для нейтронной терапии согласно изобретению при изменении первого угле a1.
[0032] На фиг. 8 представлен схематично аппарат для нейтронной терапии согласно изобретению при изменении второго угла а2.
[0033] На фиг. 9 представлен схематично другой вариант выполнения опорной рамы в изобретении.
[0034] На фиг. 10 представлен разрез экранирующего узла в варианте осуществления изобретения.
[0035] На фиг. 11 представлены схематично экранирующие части согласно изобретению при нахождении узла формирования пучка на первом положении в первой дорожке.
[0036] На фиг. 12 представлены схематично экранирующие части согласно изобретению при нахождении узла формирования пучка на втором положении в первой дорожке.
[0037] На фиг. 13 представлен вид сверху экранирующего узла согласно изобретению.
[0038] На фиг. 14 второй вид экранирующего узла во втором варианте осуществления изобретения.
[0039] На фиг. 15 представлен схематично узел формирования пучка согласно изобретению при нахождении экранирующего узла на определенном положении.
[0040] На фиг. 16 представлен вид сверху экранирующего узла с фиг. 10.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0041] Приведенное ниже описание раскрывает лишь примеры предпочтительных вариантов осуществления изобретения, ни в коей мере не ограничивая область его охраны, применение или использование.
7
7
9
9
[0042] Нейтронозахватная терапия (НЗТ) в последние годы все чаще практикуется как эффективное средство лечения рака, и БНЗТ (бор-нейтронозахватная терапия,) является наиболее распространенной. Нейтроны для НЗТ могут подаваться ядерными реакторами или ускорителями. Если взять в качестве примера систему БНЗТ с ускорителем, к ее основным компонентам относятся в общем случае ускоритель для ускорения заряженных частиц (таких как протоны и дейтроны), мишень, система отвода тепла и узел формирования пучка. Ускоренные заряженные частицы взаимодействуют с металлической мишенью для создания нейтронов, и подходящие ядерные реакции всегда определяются в соответствии с такими характеристиками как желаемый выход нейтронов и энергия, доступная энергия ускоренных заряженных частиц и ток, а также материализация металлической мишени, среди которых наиболее обсуждаемыми двумя являются Li (p, n) Be и Ве (p, n) В, обе эндотермические реакции. Пороговые значения энергии составляют 1,881 МэВ и 2,055 МэВ, соответственно. Надтепловые нейтроны с уровнем энергии значений кэВ считаются идеальными источниками нейтронов для БНЗТ. Теоретически, бомбардировка литиевой мишени с помощью протонов с энергией немного выше пороговых значений может создавать нейтроны с относительно низкой энергией, поэтому нейтроны могут применяться для клинических целей без особых замедлений. Однако Li (литий) и Be (бериллий), а также протоны пороговой энергии имеют поперечное сечение невысокой активности. Для создания достаточных нейтронных потоков обычно выбирают протоны большой энергии, чтобы инициировать ядерные реакции.
10
4
7
10
7
10
7
7
[0043] БНЗТ использует то преимущество, что содержащие (B) фармацевтические препараты имеют более высокое сечение захвата нейтронов, и производит тяжелые заряженные частицы Не и Li посредством захвата нейтронов В(n,α) Li и реакции ядерного деления. Два вида частиц, произведенные по формуле ядерной реакции, В(n,α) нейтронного захвата имеют среднюю энергию около 2.33MeV характеризуются линейностью передачи энергии (LET) и малым радиусом действия. LET и радиус действия а частиц составляют, соответственно, 150 кэВ/мкм и 8 мкм, в то время как у заряженной частицы Li это, соответственно, 175 кэВ/мкм и 5 мкм, при этом общий радиус действия двух частиц равен приблизительно размеру одной клетки. Таким образом, радиационный вред живым организмам может быть ограничен на клеточном уровне. Когда борсодержащие фармацевтические препараты избирательно собраны в опухолевых клетках, при наличии подходящего источника нейтронного излучения могут быть локально уничтожены только опухолевые клетки, без серьезного повреждения нормальных тканей.
[0044] Независимо от того, является ли источником нейтронов для БНЗТ ядерный реактор или ядерные реакции между заряженными частицами ускорителя и мишенью, создаются лишь поля смешанного излучения, то есть, пучки содержат нейтроны и фотоны с энергией от низкой до высокой. Что касается БНЗТ на глубине опухолей, за исключением надтепловых нейтронов, чем большее остаточное количество радиации, тем выше пропорция неселективной дозы, попадающей в нормальные ткани. Таким образом, следует в наиболее возможной степени снизить излучение, создающее ненужную дозу. Помимо качества пучка в воздухе, доза рассчитывается с использованием протеза тканей головы человека для изучения распределения дозы нейтронов в теле человека. Затем полученные посредством протеза параметры качества пучков используются в качестве основы для проектирования пучков нейтронов, как подробно описано ниже.
[0045] Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) выпустило пять рекомендаций в отношении показателей качества пучка в воздухе для клинических источников нейтронов БНЗТ. Рекомендации, которые применимы для различения источников нейтронов и как основа для выбора средств производства нейтронов и проектирования узла формирования пучка, представлены ниже.
9
2
[0046] Плотность потока надтепловых нейтронов >1×10 н/смс
-13
2
[0047] Заражение быстрыми нейтронами <2×10 Гр-см/н
-13
2
[0048] Заражение фотонами <2×10 Гр-см/н
[0049] Отношение плотности потока тепловых нейтронов к надтепловым <0,05
[0050] Отношение тока надтепловых нейтронов к плотности потока >0,7
[0051] Примечание: энергия надтепловых нейтронов находится в диапазоне от 0,5 эВ до 40 кэВ, диапазон энергии тепловых нейтронов ниже, чем 0,5 эВ, и диапазон энергии быстрых нейтронов выше, чем 40 кэВ.
[0052] 1. Плотность потока надтепловых нейтронов
9
[0053] Плотность потока надтепловых нейтронов и концентрация борсодержащих лекарственных средств в месте опухоли совместно обуславливают время клинической терапии. Если концентрация борсодержащих лекарственных средств в месте опухоли достаточно высока, плотность надтепловых нейтронов может быть уменьшена. И наоборот, если концентрация борсодержащих лекарственных средств в опухолях находится на низком уровне, требуется, чтобы надтепловые нейтроны в потоке надтепловых нейтронов большой плотности обеспечивали достаточные дозировки для опухоли. Принятым стандартом по плотности потока надтепловых нейтронов МАГАТЭ является более 10 надтепловых нейтронов на квадратный сантиметр за секунду. При данной плотности потока пучков нейтронов можно задать время терапии борсодержащими лекарственными средствами приблизительно меньше часа. Таким образом, помимо получения хорошего позиционирования и улучшения комфорта пациентов за счет более короткого времени терапии, может быть эффективно использовано ограниченное время удержания борсодержащих лекарственных средств в опухолях.
[0054] 2. Заражение быстрыми нейтронами
-13
2
[0055] Ненужная доза для здоровой ткани, получаемая за счет быстрых нейтронов, считается заражением. Доза характеризуется положительной корреляцией с энергией нейтронов, поэтому количество быстрых нейтронов в пучках нейтронов должно быть в наибольшей степени уменьшено. Доза быстрых нейтронов на единицу плотности потока надтепловых нейтронов определяется как заражение быстрыми нейтронами, и согласно МАГАТЭ должно составлять меньше, чем 2*10 Гр-см/н.
[0056] 3. Заражение фотонами (заражение гамма-излучением)
-13
2
[0057] Глубоко проникающая радиация гамма-излучения приведет к селективному осаждению дозы во всех тканях на пути пучков, поэтому уменьшение количества гамма-излучения также является ограничением при проектировании нейтронного пучка. Доза гамма-луча на единицу плотности потока надтепловых нейтронов определяется как заражение гамма-излучением, и согласно рекомендациям МАГАТЭ составляет меньше 2*10 Гр-см/н.
[0058] 4. Отношение плотности потока тепловых нейтронов к надтепловым
[0059] Тепловые нейтроны настолько быстры в отношении скорости распада и слабы в отношении проникновения, что после попадания в тело оставляют большую часть энергии в кожной ткани. За исключением кожных опухолей, таких как меланоцитома, тепловые нейтроны служат в качестве источников нейтронов БНЗТ, в других случаях, таких как опухоли головного мозга, количество тепловых нейтронов должно быть уменьшено. Рекомендованное МАГАТЭ отношение плотности тепловых нейтронов к надтепловым составляет меньше чем 0,05.
[0060] 5. Отношение тока надтепловых нейтронов к плотности потока
[0061] Отношение тока надтепловых нейтронов к плотности потока отвечает за направление пучков, чем больше это отношение, тем лучше прямое направление пучков нейтронов, и пучки нейтронов в улучшенном прямом направлении могут уменьшать дозу, окружающую здоровую ткань в результате рассеяния нейтронов. В дополнение, улучшается глубина лечения, а также положение позиционирования. Отношение тока надтепловых нейтронов к плотности потока улучшается более чем на 0,7 согласно МАГАТЭ.
[0062] Фигура 1 изображает аппарат 100 для нейтронной терапии, который содержит узел 10 формирования пучка, генератор 11 нейтронов, установленный внутри узла 10 формирования пучка, по меньшей мере трубку, передающую ионный пучок Р от ускорителя 200 к генератору 11 нейтронов, и отклоняющий магнит 30, меняющий направление передачи ионного пучка Р в трубке. Узел 10 формирования пучка содержит замедлитель 12 и отражатель 13, окружающий замедлитель 12, причем в замедлитель 12 встроен генератор 11 нейтронов (см. фигуру 2). Узел 10 формирования пучка имеет выход пучка и коллиматор 40 на торцевой поверхности А, где располагается выход пучка.
[0063] Как показано на фигуре 3, аппарат 100 для нейтронной терапии также содержит пространство 50 облучения, которое предназначено для облучения облучаемого объекта М, и опорную раму 60 для поддержки узла 10 формирования излучения. Опорная рама 60 содержит первую опорную часть 61, в которой установлена первая дорожка 611. Для удобства изготовления как первая опорная часть 61, так и первая дорожка 611 имеют дугообразную с одним и тем же центром окружности. В других вариантах осуществления первая опорная часть 61 и первая дорожка 611 могут быть выполнены в других формах, чтобы обеспечить большее разнообразие положений узла 10 формирования пучка в пространстве 50 облучения, что здесь подробно уже не описано. Узел 10 формирования пучка 10 удерживается на первой дорожке 611 и движется в ней, так что аппарат для нейтронной терапии может облучать облучаемый объект М в пространстве 50 облучения под разными углами.
[0064] Как показано на фигурах с 4 по 6, в одном варианте осуществления первая дорожка 611 установлена на внешней дугообразной поверхности первой опорной части 61. Пространство 50 облучения находится ниже первой опорной части 61, при этом первая дорожка 611 образована вогнутостью наружной дугообразной поверхности первой опорной части 61 и формирует вмещающее пространство 612, примыкающее к пространству 50 облучения. Пара держателей 131 проходит к двум сторонам узла 10 формирования пучка от наружной поверхности отражателя 13, при этом держатели 131 удерживаются первой дорожке 311 и движутся в первой дорожке 311, при этом коллиматор 40 простирается из пространства 612 вмещения в пространство 50 облучения. Разумеется, для минимизации конструкции всего аппарата для нейтронной терапии можно обойтись без держателей, и вместо этого согласовать торец А узла формирования пучка, оборудованный коллиматором, с первой дорожкой 611. Торец А устанавливается непосредственно на первом рельсе 611, и аппарат 100 для нейтронной терапии облучает облучаемый объект М под разными углами при движении торца А в первой дорожке 611.
[0065] В другом варианте осуществления пространство 50 облучения может быть устроено не под первой опорной частью 61, а на одной стороне первой опорной части 61, и держатель проходит от узла 10 формирования пучка, расположен на одной стороне узла 10, удерживается в первой дорожке 611 и движется в первой дорожке 611. Выход излучения на узле 10 формирования пучка обращен к пространству 50 облучения, так что при движении узла 10 формирования пучка в первой дорожке 611 аппарат 100 для нейтронной терапии может облучать облучаемый объект М (на чертежах не показан) под разными углами.
[0066] Первая дорожка также может быть устроена на передней торцевой поверхности первой опорной части. Держатели выступают от наружной поверхности рефлектора, на другой стороне узла формирования пучка, при этот держатели удерживаются в первой дорожке и движутся в ней. Предусмотрено множество других вариантов осуществления, например, с удержанием узла формирования пучка в первой дорожке 611 частью рефлектора без установки держателей, при условии, что рефлектор может перемещаться в первой дорожке, и аппарат для нейтронной терапии может облучать облучаемый объект М в области облучения под разными углами, здесь не подробно не описывается.
[0067] Трубка включает в себя первый трубный участок 21, закрепленный на ускорителе 200, третий трубный участок 22, закрепленный на генераторе нейтронов, при этом второй трубный участок 23 соединяет первый и третий трубные участки 21 и 22. Первым трубным участком 21 определена первая ось I, а вторым трубным участком 23 определена вторая ось II. Отклоняющий магнит 30 включает первый отклоняющий магнит 31 и второй отклоняющий магнит 32. Один конец первого трубной части 21 соединяется с ускорителем 200, другой - с первым отклоняющим магнитом 31; один конец второго трубного участка 23 соединяется с первым отклоняющим магнитом 31, другой - со вторым отклоняющим магнитом 32, один конец третьего трубного участка 22 соединяется с первым отклоняющим магнитом 31, другой - со вторым отклоняющим магнитом и соединен как с первым 21, так и со вторым 23 трубным участком. Узел 10 формирования пучка выполнен с возможностью вращения вокруг первой оси I первого трубного участка 21 или второй оси II третьего трубного участка 22, для изменения угла облучения объекта. Направление передачи ионного пучка Р в первом трубном участке 21 меняется посредством первого отклоняющего магнита 31, с передачей во второй трубный участок 23, затем меняется посредством второго отклоняющего магнита 32, и ионные пучку Р со второго трубного участка передаются в третий трубный участок 22, откуда ионные пучки Р уже передаются на генератор 11 для генерации нейтронов, и нейтронные пучки используются при излучении аппарата 100 для нейтронной терапии.
[0068] Опорная рама 60 имеет также вторую опорную часть 62 над первой опорной частью 61, при этом второй отклоняющий магнит 32 удерживается на второй опорной части 62, и на второй опорной части 62 предусмотрена вторая дорожка 621, позволяющая перемещать второй отклоняющий магнит 32 вместе с узлом 10 формирования пучка. Конкретная структура второй дорожки 621 может соответствовать описанной выше первой дорожке 611, используемой для удержания узла 10 формирования пучка и позволяющей перемещать узел 10 формирования пучка. При этом вторая опорная часть 62 может быть устроена за первой опорной частью 61, как показано на фигуре 7.
[0069] Узел 10 формирования пучка 10 движется в первой дорожке 611 в соответствии с различными углами, необходимыми для облучения облучаемого объекта М; когда узел 10 формирования пучка вращается вокруг первой оси I, третий трубный участок 22 движется вместе с узлом 10, и второй отклоняющий магнит 32 движется во второй дорожке 621 вместе с движением третьего трубного участка 22, с достижением тем самым облучения облучаемого объекта М под разными углами аппаратом 100 для нейтронной терапии. Разумеется, узел 10 формирования пучка также может быть выполнен с конструкцией, которая может вращаться вокруг второй оси II второго трубного участка 23, для реализации облучения облучаемого объекта под разными углами в пространстве 50 облучения, что подробно здесь не рассматривается.
[0070] Как показано на фигурах 7 и 8, первый 21 и второй трубный участок 23 образуют первый угол a1, а второй 23 и третий трубный участок образуют первый угол а2, причем значение обоих углов а1 и а2 может быть изменено. В зависимости от конкретной задачи может быть задано изменение любого из двух углов a1 и а2 или обоих этих углов, чтобы уменьшить ограничение угла облучения для узла 10 формирования пучка.
[0071] Аппарат 100 для нейтронной терапии имеет также третью опорную часть 63 для удержания первого отклоняющего магнита 31. Третья опорная часть 63, как показано на фигуре 9, может удерживаться на опорной раме 60 и также крепиться непосредственно к основанию, как показано на фигуре 3.
[0072] Далее подробно описан весь процесс вращения аппарата для нейтронной терапии.
[0073] Во-первых, определяется направление облучения в соответствии с конкретными задачами облучения объекта. Согласно определенному направлению облучения узел 10 формирования пучка движется в первой дорожке 611 до положения, где объект может быть облучен по соответствующим углом, затем меняется положение третьего трубного участка 22 после его движения в конкретное место вместе с узлом 10 формирования пучка.
[0074] Во-вторых, определяются направления отклонения первого отклоняющего магнита 31 и второго отклоняющего магнита 32 в соответствии с положением первого трубного участка 21, третьего трубного участка 22 и третьего трубного участка 23. Поскольку положение первого трубного участка 21 зафиксировано, положение третьего трубного участка 22 определяется перемещения узла 10 формирования пучка. Второй трубный участок 23 находится между первым трубным участком 21 и третьим трубным участком 22, при этом второй отклоняющий магнит 32 и первый отклоняющий магнит 31 зафиксированы на каждом соответствующем конце трубного участка 20. Таким образом, положением второго трубного участка 23 может быть любое положение, которое можно получить в пространстве после того, как были определены положения первого трубного участка 21 и третьего трубного участка 22. Направления отклонения первого отклоняющего магнита 31 и второго отклоняющего магнита 32 определяются положениями трех трубных участков, так чтобы ионный пучок Р мог передаваться в нейтронный генератор 11 от ускорителя 200.
[0075] Ионный пучок Р в первом трубном участке 21 передается во второй трубный участок 23 после изменения направления передачи посредством первого отклоняющего магнита 31. Затем ионный пучок Р во втором трубном участке 23 передается в третий трубный участок 22 после изменения направления передачи посредством второго отклоняющего магнита 32, Ионный пучок Р в третьем трубном участке 22 излучается непосредственно в генератор 11 для генерации нейтронных пучков, которые и облучают облучаемый объект.
[0076] Следует отметить, что хотя описанный выше узел формирования пучка выполнен с возможностью экранирования радиоактивного излучения, дополнительный экранирующий узел может обеспечить лучший защитный эффект в процессе облучения облучаемого объекта. В частности, когда первая дорожка 611 образована вогнутостью наружной поверхности первой опорной части 61 и формирует вмещающее пространство 612, соединенное с пространством 50 облучения (см. фигуру 5), между узлом 10 формирования пучка, вмещающим пространством 612 и пространством 50 облучения образуется зазор. Такой зазор, с одной стороны, будет влиять на внешний вид аппарата 100 для нейтронной терапии, с другой стороны - увеличивать утечку радиоактивного излучения в процессе облучения. Соответственно, необходимо использовать экранирующий узел 70 (70'), который закрывает вмещающее пространство 612 и экранирует пространство 50 облучения в процессе облучения.
[0077] Далее, со ссылкой на фигуры, описана конкретная структура экранирующего узла 70 (70'), который способен перемещаться вместе с узлом 10 формирования пучка и предотвращать утечку радиоактивного излучения из пространства 50 облучения.
[0078] Как показано на фигурах 10 и 11, экранирующий узел 70 включает в себя множество экранирующих частей 71, которые способны расширяться или сжиматься вдоль направления движения узла 10 формирования пучка. Экранирующие части 71 расположены по обеим сторонам узла 10 формирования пучка, причем один конец каждой экранирующей части 71 соединен с опорной рамой 60, другой - с узлом 10 формирования пучка.
[0079] Каждая экранирующая часть 71 включает множество участков 72, головные и хвостовые части которых зафиксированы друг на друге. Замковый участок 73 предусмотрен на каждом конце экранирующего участка 72. Замковый участок 73 способен перемещаться на поверхности экранирующего участка 72 и фиксироваться взаимно на соседнем замковом участке. Когда сокращается экранирующая часть 71, экранирующие участки 72 собираются вместе один за одним, экранирующий участок 71 вытягивается, экранирующие участки 72 расходятся один за одним и зафиксированы друг на друге, с позиционированием тем самым двух соседних экранирующих участков 72. Если вытягивается часть экранирующей части 71, как показано фигуре 10, некоторые экранирующие участки 72 расходятся, а некоторые по-прежнему собраны вместе. Итак, при перемещении узла 10 формирования пучка, экранирующие участки 72 расходятся или собираются вместе.
[0080] Как показано на фиг. 13 и фиг. 14, когда узел 10 формирования пучка движется вдоль первой опорной части 61, экранирующая часть 71 на стороне узла 10 сжимается, экранирующие участки на этой стороне постепенно собираются, при этом экранирующая часть 71 на другой стороне узла 10 формирования пучка вытягивается и экранирующие участки на этой стороне постепенно расходятся. Когда экранирующие участки 72 собраны вместе, экранирующая часть 71, дальняя от пространства 50 облучения, соединена с узлом 10 формирования пучка, при этом экранирующая часть 71, ближняя к пространству 50 облучения, соединена с опорной рамой 60.
[0081] Как описано выше, первая дорожка 611 выполнена в форме дуги. В этом варианте осуществления, для достижения лучшего эффекта экранирования, каждая отдельная экранирующая часть 72 выполнена в форме дуги. После того, как экранирующие участки 72 разошлись один за другим, вся защитная часть 71 имеет форму дуги. Чтобы максимально уменьшить утечку радиоактивного излучения в процессе облучения, высота HI вмещающего пространства 612 должна быть не меньше толщины экранирующего узла 70, под которой подразумевается толщина собранных вместе множества экранирующих частей 72. Ширина W2 экранирующего узла 70 не меньше, чем ширина W1 вмещающего пространства 612.
[0082] На фиг. 15 показан другой вариант осуществления экранирующего узла 70'. Экранирующий узел 70' соединен с обеими сторонами узла 10 формирования пучка и образует пространство 50 облучения, как описано выше. Экранирующий узел 70' является цельной структурой, может вращаться вокруг первой опорной части 61 при движении узла 10 формирования пучка (как показано на фиг. 16), и способен чтобы экранировать утечку радиоактивного излечения из пространства 50 облучения. В этом варианте осуществления экранирующий узел 70' расположен во вмещающем пространстве 612, и ширина W2 экранирующего узла 70' не меньше ширины W1 вмещающего пространства 612. Разумеется, толщина экранирующего узла 70' может быть задана не больше, чем высота H1 вмещающего пространства 612.
[0083] С одной стороны, экранирующий узел 70 (70') может экранировать утечку радиоактивного излучения из узла 10 формирования пучка, с другой стороны - закрывает зазор, образующийся между пространством 50 облучения, вмещающим пространством 612 и узлом 10 формирования пучка, что положительно сказывается на внешнем виде.
[0084] Дополнительно, на другой стороне экранирующего узла можно устроить экранирующую стенку (не обозначена), которая способна удаляться или приближаться по отношению к экранирующему узлу, а также поддерживать экранирующий узел. Когда экранирующий узел удаляется от экранирующей стенки, узел 10 формирования пучка вращается в опорной раме 60 в зависимости от конкретной задачи, с получением надлежащего положения для облучения, при этом экранирующий узел движется совместно с движением узла 10 формирования пучка, постоянно покрывая пространство 50 облучения и экранируя радиоактивное излучение; когда узел 10 формирования пучка находится в надлежащем положении для облучения, экранирующая стенка приближается к экранирующему узлу и поддерживает экранирующий узел, при этом узел 10 формирования пучка излучает в пространство 50 облучения, а экранирующий узел экранирует пространство 50 облучения.
[0085] С одной стороны, установка экранирующей стенки обеспечивает опору для поддержания экранирующего узла и принимает часть нагрузки, которую несет опорная рама; с другой стороны, она экранирует радиоактивное излучение, генерируемое в процессе облучения и усиливает эффект экранирования.
[0086] Раскрытая в настоящей заявке форма дуги относится не только к форме дуги на окружности, но и ко всем формам, которые образованы множеством отрезков прямых линий, правильными или неправильными кривыми.
[0087] Подразумевается, что такие термины как «иметь», «содержать» и «включать в себя» не исключают наличие или добавление одного или более других компонентов или их комбинаций.
[0088] Настоящие материалы иллюстрируют и описывают основные принципы и преимущества изобретения. Специалисту в данной области техники будет понятно, что изобретение не ограничено раскрытыми вариантами его осуществления, в объем правовой охраны включены любые технические решения, характеризующиеся или дополненные эквивалентными признаками.