中子捕获治疗系统的制作方法

1.本发明涉及一种辐射线照射系统，尤其涉及一种中子捕获治疗系统。


背景技术：

2.随着原子科学的发展，例如钴六十、直线加速器、电子射束等放射线治疗已成为癌症治疗的主要手段之一。然而传统光子或电子治疗受到放射线本身物理条件的限制，在杀死肿瘤细胞的同时，也会对射束途径上大量的正常组织造成伤害；另外由于肿瘤细胞对放射线敏感程度的不同，传统放射治疗对于较具抗辐射性的恶性肿瘤(如：多行性胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme)、黑色素细胞瘤(melanoma))的治疗成效往往不佳。
3.为了减少肿瘤周边正常组织的辐射伤害，化学治疗(chemotherapy)中的标靶治疗概念便被应用于放射线治疗中；而针对高抗辐射性的肿瘤细胞，目前也积极发展具有高相对生物效应(relative biological effectiveness,rbe)的辐射源，如质子治疗、重粒子治疗、中子捕获治疗等。其中，中子捕获治疗便是结合上述两种概念，如硼中子捕获治疗，借由含硼药物在肿瘤细胞的特异性集聚，配合精准的中子射束调控，提供比传统放射线更好的癌症治疗选择。
4.放射线治疗过程中会产生各种放射线，如硼中子捕获治疗过程产生低能至高能的中子、光子，这些放射线可能会对人体正常组织造成不同程度的损伤。因此在放射线治疗领域，如何在达到有效治疗的同时减少对外界环境、医务人员或患者正常组织的辐射污染是一个极为重要的课题。
5.因此，有必要提出一种新的技术方案以解决上述问题。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本发明提供了一种中子捕获治疗系统，包括加速器、射束传输部、中子束生成部，所述加速器对带电粒子进行加速产生带电粒子束，所述射束传输部将所述加速器产生的带电粒子束传输至所述中子束生成部，所述中子束生成部产生治疗用中子束，所述中子捕获治疗系统还包括容纳所述加速器、射束传输部、中子束生成部的屏蔽壁，在所述屏蔽壁朝向射束传输方向上游的一侧由所述射束传输部或所述中子束生成部穿过的部位设置屏蔽体，所述屏蔽体为可移动的并具有第一位置和第二位置，在所述第一位置，形成所述射束传输部穿过的容纳孔，在所述第二位置，所述容纳孔打开。屏蔽体的设置能避免或降低在屏蔽壁由组件或元件穿过的地方造成的中子及其他辐射线的泄露，屏蔽体为可移动的且具有容纳孔打开的位置，能便于移动提供操作空间而不干扰到射束传输部的不可移动组件。
7.优选地，所述中子捕获治疗系统还包括带电粒子束生成室和照射室，所述带电粒子束生成室容纳所述加速器和至少部分所述射束传输部，患者在所述照射室中进行中子束照射的治疗，所述屏蔽壁包括所述照射室和所述带电粒子束生成室的分隔壁，所述中子束生成部的至少一部分埋入于所述分隔壁，在所述第一位置，覆盖所述中子束生成部朝向所
述加速器的端部，屏蔽反冲中子，限制高中子剂量区，保护加速器组件，减少组件的辐照损伤，减少加速器组件的元素活化，同时，在一个照射室运行时，保护另一照射室，保证非运行照射室的辐射剂量处于安全水平；在所述第二位置，至少部分露出所述中子束生成部朝向所述加速器的端部，提供操作空间，在加速器关闭时可以更换中子束生成部，如下文所述的靶材或射束整形体、冷却管，还可以在更换时给拆除部分射束传输部让出空间，或对穿过分隔壁和屏蔽体的射束传输部进行安装、调试、维修。
8.进一步地，所述射束传输部包括与所述加速器连接的第一传输部、切换带电粒子束行进方向的射束方向切换器和将带电粒子束传输到所述中子束生成部的第二传输部，所述第二传输部穿过所述第一屏蔽体到达所述中子束生成部，所述容纳孔容纳所述第二传输部。
9.进一步地，所述分隔壁靠近所述照射室的一侧设置至少部分容纳所述中子束生成部及用于支撑所述中子束生成部的支撑模块的容纳槽，支撑结构模块化，使得中子束生成部可局部调整，满足精度要求，提高射束品质。靠近所述带电粒子束生成室的一侧设置用于所述射束传输部穿过的槽，所述容纳槽和所述槽在所述中子线传输方向贯通所述分隔壁，在垂直于所述中子线传输方向的平面上，所述中子束生成部及其支撑模块的横截面轮廓位于所述容纳槽和所述槽的横截面轮廓之间，从而在射束传输方向上避免出现通缝，进一步降低辐射，同时便于调节支撑模块。
10.作为另一种优选地，所述屏蔽体包括第一屏蔽部和第二屏蔽部，所述第一屏蔽部和第二屏蔽部分别沿靠近所述中子束生成部的第一、第二方向运动到所述第一位置，所述第一屏蔽部和第二屏蔽部分别具有第一、第二凹槽，所述第一、第二凹槽在所述第一位置共同形成所述容纳孔。
11.进一步地，所述第一屏蔽部和第二屏蔽部沿导轨滑动，所述导轨固定在所述屏蔽壁朝向射束传输方向上游的一侧且延伸方向平行于地面。
12.进一步地，所述第一屏蔽部和第二屏蔽部的材料包括中子屏蔽材料，所述第一屏蔽部和第二屏蔽部的材料为含硼的pe或重晶石混凝土或铅。
13.作为另一种优选地，所述中子捕获治疗系统还包括治疗台，所述中子束生成部包括靶材、射束整形体和准直器，所述靶材设置在所述射束传输部和所述射束整形体之间，所述加速器产生的带电粒子束经所述射束传输部照射到所述靶材并与所述靶材作用产生中子，所述产生的中子依次通过所述射束整形体和准直器形成治疗用中子束并照射向所述治疗台上的患者。
14.进一步地，所述射束整形体包括反射体、缓速体、热中子吸收体、辐射屏蔽体和射束出口，所述缓速体将自所述靶材产生的中子减速至超热中子能区，所述反射体包围所述缓速体并将偏离的中子导回至所述缓速体以提高超热中子射束强度，所述热中子吸收体用于吸收热中子以避免治疗时与浅层正常组织造成过多剂量，所述辐射屏蔽体用于屏蔽渗漏的中子和光子以减少非照射区的正常组织剂量，所述准直器设置在所述射束出口后部以汇聚中子束，所述患者和射束出口之间设置辐射屏蔽装置以屏蔽从所述射束出口出来的射束对患者正常组织的辐射。
15.更进一步地，所述射束传输部具有对带电粒子束进行加速或传输的传输管，所述传输管沿带电粒子束方向伸入所述射束整形体，并依次穿过所述反射体和缓速体，所述靶
材设置在所述缓速体内并位于所述传输管的端部，所述传输管和所述反射体和缓速体之间设置冷却管，所述冷却管用于与外部冷却源连接并冷却所述靶材，所述容纳孔容纳所述冷却管。
16.本发明的中子捕获治疗系统，可以避免或降低在屏蔽壁由组件或元件穿过的地方造成的中子及其他辐射线的泄露，屏蔽体为可移动的且具有容纳孔打开的位置，能便于移动提供操作空间而不干扰到射束传输部的不可移动组件。
附图说明
17.图1为本发明实施例中的中子捕获治疗系统结构示意图；
18.图2为本发明实施例中的中子捕获治疗系统的靶材结构示意图；
19.图3为本发明实施例中的中子捕获治疗系统在xy平面的布局示意图；
20.图4为图3在a-a剖面的示意图；
21.图5为本发明实施例中的中子捕获治疗系统的射束整形体支撑模块的安装示意图；
22.图6为本发明实施例中的中子捕获治疗系统的中子束生成部穿过屏蔽壁的位置设置的屏蔽体的结构示意图；
23.图7为图6的屏蔽体另一状态的示意图。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明的实施例做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。设定将后述的加速器射出的带电粒子束p的方向作为x轴、将与加速器射出的带电粒子束p的方向正交的方向作为y轴、将相对于地面垂直的方向作为z轴的xyz坐标系(参考图3和图4)，并在各构成要件的位置关系的说明中使用x、y、z。
25.参阅图1，本实施例中的中子捕获治疗系统优选为硼中子捕获治疗系统100，硼中子捕获治疗系统100是利用硼中子捕获疗法进行癌症治疗的装置。硼中子捕获疗法通过对注射有硼(b-10)的患者200照射中子束n来进行癌症治疗，患者200服用或注射含硼(b-10)药物后，含硼药物选择性地聚集在肿瘤细胞m中，然后利用含硼(b-10)药物对热中子具有高捕获截面的特性，借由
10
b(n,α)7li中子捕获及核分裂反应产生4he和7li两个重荷电粒子。两荷电粒子的平均能量约为2.33mev，具有高线性转移(linear energy transfer,let)、短射程特征，α粒子的线性能量转移与射程分别为150kev/μm、8μm，而7li重荷粒子则为175kev/μm、5μm，两粒子的总射程约相当于一个细胞大小，因此对于生物体造成的辐射伤害能局限在细胞层级，便能在不对正常组织造成太大伤害的前提下，达到局部杀死肿瘤细胞的目的。
26.硼中子捕获治疗系统100包括加速器10、射束传输部20、中子束生成部30和治疗台40。加速器10对带电粒子(如质子、氘核等)进行加速，产生如质子束的带电粒子束p；射束传输部20，将加速器10产生的带电粒子束p传输至中子束生成部30；中子束生成部30产生治疗用中子束n并照射向治疗台40上的患者200。
27.中子束生成部30包括靶材t、射束整形体31、准直器32，加速器10产生的带电粒子束p经射束传输部20照射到靶材t并与靶材t作用产生中子，产生的中子依次通过射束整形体31和准直器32形成治疗用中子束n并照射向治疗台40上的患者200。靶材t优选为金属靶
材。依据所需的中子产率与能量、可提供的加速带电粒子能量与电流大小、金属靶材的物化性等特性来挑选合适的核反应，常被讨论的核反应有7li(p,n)7be及9be(p,n)9b，这两种反应皆为吸热反应。两种核反应的能量阀值分别为1.881mev和2.055mev，由于硼中子捕获治疗的理想中子源为kev能量等级的超热中子，理论上若使用能量仅稍高于阀值的质子轰击金属锂靶材，可产生相对低能的中子，不需太多的缓速处理便可用于临床，然而锂金属(li)和铍金属(be)两种靶材与阀值能量的质子作用截面不高，为产生足够大的中子通量，通常选用较高能量的质子来引发核反应。理想的靶材应具备高中子产率、产生的中子能量分布接近超热中子能区(将在下文详细描述)、无太多强穿辐射产生、安全便宜易于操作且耐高温等特性，但实际上并无法找到符合所有要求的核反应。本领域技术人员熟知的，靶材t也可以由li、be之外的金属材料制成，例如由ta或w及其合金等形成。加速器10可以是直线加速器、回旋加速器、同步加速器、同步回旋加速器。
28.射束整形体31能够调整带电粒子束p与靶材t作用产生的中子束n的射束品质，准直器32用以汇聚中子束n，使中子束n在进行治疗的过程中具有较高的靶向性。射束整形体31进一步包括反射体311、缓速体312、热中子吸收体313、辐射屏蔽体314和射束出口315，带电粒子束p与靶材t作用生成的中子由于能谱很广，除了超热中子满足治疗需要以外，需要尽可能的减少其他种类的中子及光子含量以避免对操作人员或患者造成伤害，因此从靶材t出来的中子需要经过缓速体312将其中的快中子能量(＞40kev)调整到超热中子能区(0.5ev-40kev)并尽可能减少热中子(＜0.5ev)，缓速体312由与快中子作用截面大、超热中子作用截面小的材料制成，本实施例中，缓速体312由d2o、alf3、fluental
tm
、caf2、li2co3、mgf2和al2o3中的至少一种制成；反射体311包围缓速体312，并将穿过缓速体312向四周扩散的中子反射回中子射束n以提高中子的利用率，由具有中子反射能力强的材料制成，本实施例中，反射体311由pb或ni中的至少一种制成；缓速体312后部有一个热中子吸收体313，由与热中子作用截面大的材料制成，本实施例中，热中子吸收体313由li-6制成，热中子吸收体313用于吸收穿过缓速体312的热中子以减少中子束n中热中子的含量，避免治疗时与浅层正常组织造成过多剂量，可以理解，热中子吸收体也可以是和缓速体一体的，缓速体的材料中含有li-6；辐射屏蔽体314用于屏蔽从射束出口315以外部分渗漏的中子和光子，辐射屏蔽体314的材料包括光子屏蔽材料和中子屏蔽材料中的至少一种，本实施例中，辐射屏蔽体314的材料包括光子屏蔽材料铅(pb)和中子屏蔽材料聚乙烯(pe)。可以理解，射束整形体31还可以有其他的构造，只要能够获得治疗所需超热中子束即可，射束整形体31内还可以设置辐射检测组件(图未示)对中子产生过程中的各种辐射线进行检测。准直器32设置在射束出口315后部，从准直器32出来的超热中子束向患者200照射，经浅层正常组织后被缓速为热中子到达肿瘤细胞m，可以理解，准直器32也可以取消或由其他结构代替，中子束从射束出口315出来直接向患者200照射。本实施例中，患者200和射束出口315之间还设置了辐射屏蔽装置50，屏蔽从射束出口315出来的射束对患者正常组织的辐射，可以理解，也可以不设置辐射屏蔽装置50。
29.靶材t设置在射束传输部20和射束整形体31之间，射束传输部20具有对带电粒子束p进行加速或传输的传输管c，本实施例中，传输管c沿带电粒子束p方向伸入射束整形体31，并依次穿过反射体311和缓速体312，靶材t设置在缓速体312内并位于传输管c的端部，以得到较好的中子射束品质。可以理解，靶材可以有其他的设置方式，还可以相对加速器或
射束整形体是可运动的，以方便换靶或使带电粒子束与靶材均匀作用。结合图2，靶材t包括散热层301、基座层302和作用层303，作用层303与带电粒子束p作用产生中子束，基座层302支撑作用层303。本实施例中，作用层303的材料为li或其合金，带电粒子束p为质子束，靶材t还包括位于作用层303一侧用于防止作用层氧化的抗氧化层304，带电粒子线p沿入射方向依次穿过抗氧化层304、作用层303和基座层302。抗氧化层304的材料同时考虑不易被作用层腐蚀且能够减小入射质子束的损耗及质子束导致的发热，如包括al、ti及其合金或者不锈钢中的至少一种。散热层301由导热性能好的材料(如包括cu、fe、al中的至少一种)制成或至少部分与基座层采用相同的材料或是一体的。散热层可以有多种构造，如为平板状，本实施例中不做详细介绍。散热层301上设置冷却进口in(图未示)、冷却出口out(图未示)、连通冷却进口in和冷却出口out的冷却通道3011，冷却介质从冷却进口in进入，通过冷却通道3011从冷却出口out出来。本实施例中，传输管c与反射体311和缓速体312之间设置第一、第二冷却管3012、3013，第一、第二冷却管3012、3013的一端分别与靶材t的冷却进口in和冷却出口out连接，另一端连接到外部冷却源。可以理解，第一、第二冷却管还可以以其他方式设置在射束整形体内，当靶材置于射束整形体之外时，还可以取消。结合图3和图4，硼中子捕获治疗系统100整体配置在两层楼l1和l2的空间，硼中子捕获治疗系统100还包括照射室101(101a、101b、101c)和带电粒子束生成室102，治疗台40上的患者200在照射室101(101a、101b、101c)中进行中子束n照射的治疗，带电粒子束生成室102容纳加速器10及至少部分射束传输部20。中子束生成部30可以有一个或多个，以生成一个或多个治疗用中子束n，射束传输部20可选择地向一个或几个中子束生成部30传输带电粒子束p或同时向多个中子束生成部30传输带电粒子束p，每个中子束生成部30对应一个照射室101。本实施例中中子束生成部及照射室各有3个，分别为中子束生成部30a、30b、30c和照射室101a、101b、101c。射束传输部20包括：第一传输部21，与加速器10连接；第一、第二射束方向切换器22、23，切换带电粒子束p的行进方向；第二传输部24，连接第一、第二射束方向切换器22、23；第三、第四、第五传输部25a、25b、25c，分别将带电粒子束p从第一射束方向切换器22或第二射束方向切换器23传输到中子束生成部30a、30b、30c，生成的中子束n再分别照射向照射室101a、101b、101c内的患者。第三传输部25a连接第一射束方向切换器22及中子束生成部30a，第四传输部25b连接第二射束方向切换器23及中子束生成部30b，第五传输部25c连接第二射束方向切换器23及中子束生成部30c。即，第一传输部21在第一射束方向切换器22中分支为第二传输部24和第三传输部25a，第二传输部24又在第二射束方向切换器23中分支为第四传输部25b和第五传输部25c。第一、第二传输部21、24沿x轴方向传输，第三传输部25a沿z轴方向传输，第四、第五传输部25b、25c的传输方向在xy平面内并与第一、第二传输部21、24的传输方向呈“y”型，中子束生成部30a、30b、30c及相应的照射室101a、101b、101c分别沿第三、第四、第五传输部25a、25b、25c的传输方向设置，产生的中子束n方向分别与第三、第四、第五传输部25a、25b、25c的传输方向相同，从而中子束生成部30b、30c产生的中子束方向在同一平面内，中子束生成部30a产生的中子束方向与该平面垂直。采用这样的排布方式，可以有效地利用空间，同时对多个患者进行治疗，且没有过于延长射束传输的线路，损耗较小。可以理解，中子束生成部30a(30b、30c)产生的中子束n方向与第三(第四、第五)传输部25a(25b、25c)的传输方向也可以不同；第一、第二传输部21、24的传输方向也可以不同，第二传输部24还可以取消，仅具有一个射束方向切换器，将射束分支为2个及2个以上传输部分；第四、
第五传输部25b、25c的传输方向与第一传输部21的传输方向形成的“y”型，也可以是“y”的变形，例如第四传输部25b或第五传输部25c的传输方向与第一传输部21的传输方向相同，第四、第五传输部25b、25c的传输方向与第一传输部21的传输方向也可以呈其他形状，如“t”型或箭头型，只要第四、第五传输部25b、25c的传输方向在xy平面形成大于0度的夹角即可；第四、第五传输部25b、25c的传输方向也不限于xy平面，第三传输部25a的传输方向也可以不是沿z轴，只要第四传输部25b的传输方向、第五传输部25c的传输方向和第一传输部21的传输方向其中的两个在同一平面(第一平面)内，第一传输部21的传输方向与第三传输部25a的传输方向也在同一平面(第二平面)内，且第一平面和第二平面不同；第三传输部25a、中子束生成部30a及照射室101a也可以取消，这样仅具有xy平面内的射束传输。
30.第一、第二射束方向切换器22、23包括使带电粒子束p方向偏转的偏转电磁铁及控制带电粒子束p行进方向的开关电磁铁，硼中子捕获治疗系统100还可以包括射束收集器(未图示)，在治疗前等进行带电粒子束p的输出确认，第一或第二射束方向切换器22、23能够使带电粒子束p脱离正规轨道而引向射束收集器。
31.第一传输部21、第二传输部24及第三、第四、第五传输部25a、25b、25c均由传输管c构造，可以分别由多个子传输部连接形成，多个子传输部的传输方向可以相同也可以不同，如通过偏转电磁铁进行射束传输方向的偏转，所说的第一、第二、第三、第四、第五传输部21、24、25a、25b、25c的传输方向可以为其任一子传输部的传输方向，上述形成的第一平面和第二平面为与射束方向切换器直接相连的子传输部之间形成的平面；还可以分别包括用于带电粒子束p的射束调整部(未图示)，射束调整部包括用于调整带电粒子束p的轴的水平型转向器及水平垂直型转向器、用于抑制带电粒子束p的发散的四极电磁铁、以及用于带电粒子束p的整形的四向切割器等。第三、第四、第五传输部25a、25b、25c可根据需要包括电流监视器(未图示)和带电粒子束扫描部(未图示)。电流监视器实时测定照射于靶t的带电粒子束p的电流值(即，电荷、照射剂量率)。带电粒子束扫描部扫描带电粒子束p，进行带电粒子束p相对于靶t的照射控制，如控制带电粒子束p相对于靶t的照射位置。
32.带电粒子束生成室102可以包括加速器室1021和射束传输室1022，加速器室1021为两层，加速器10从l2延伸到l1。射束传输室1022位于l2，第一传输部21从加速器室1021延伸到射束传输室1022。照射室101b、101c位于l2，照射室101a位于l1。本实施例中l1在l2下方，即l2的地板为l1的天花板，可以理解，也可以为相反的配置。地板(天花板)s的材料可以为厚度0.5m以上的混凝土或含硼重晶石混凝土。照射室101a、101b、101c和射束传输室1022具备被屏蔽壁w1包围的屏蔽空间，屏蔽壁w1可以为厚度1m以上、密度3g/c.c.的含硼重晶石混凝土制壁，包括隔开射束传输室1022与照射室101b、101c的第一分隔屏蔽壁w2和在l1隔开加速器室1021和射束传输室1022的第二分隔屏蔽壁w3、在l2隔开加速器室1021和照射室101a的第三分隔屏蔽壁w4。加速器室1021由厚度为1m以上的混凝土壁w和第二分隔屏蔽壁w3、第三分隔屏蔽壁w4包围。中子束生成部30b、30c的至少一部分埋入于第一分隔屏蔽壁w2，第四、第五传输部25b、25c从射束传输室1022延伸到中子束生成部30b、30c；中子束生成部30a位于照射室101a内，第三传输部25a从射束传输室1022穿过地板s延伸到照射室101a。照射室101a、101b、101c分别具有供治疗台40和医师出入的屏蔽门d1、d2、d3，加速器室1021在l1和l2分别具有进出加速器1021室对加速器10进行维护的屏蔽门d4、d5，射束传输室1022具有从加速器室1021进出射束传输室1022对射束传输部20进行维护的屏蔽门d6，屏蔽
门d6设置在第二分隔屏蔽壁w3上。照射室101a、101b、101c的室内还具有内屏蔽壁w5，以形成从屏蔽门d1、d2、d3到射束出口的迷宫型通道，防止屏蔽门d1、d2、d3意外打开时辐射线的直接照射，根据照射室的不同布局内屏蔽壁w5可以设置在不同的位置，在内屏蔽壁w5与屏蔽壁w1或第三分隔屏蔽壁w4之间还可以设置照射室内部的屏蔽门d7，形成在进行中子束照射治疗时的二次防护。内屏蔽壁w5可以为厚度0.5m以上、密度为3g/c.c.的含硼重晶石混凝土制壁；屏蔽门d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7可以由两层独立的主屏蔽门d和次屏蔽门d＇组成或仅由主屏蔽门d或次屏蔽门d＇组成，可根据实际的情况决定，主屏蔽门d可以是相同材料的厚度为0.5m以上、密度6g/c.c.的含硼的pe或重晶石混凝土或铅，次屏蔽门d＇可以是相同材料的厚度为0.2m以上、密度6g/c.c.的含硼的pe或重晶石混凝土或铅。本实施例中，屏蔽门d1、d4、d5、d6由主屏蔽门d和次屏蔽门d＇组成，屏蔽门d1、d2、d3仅包括主屏蔽门d，屏蔽门d7仅包括次屏蔽门d＇。屏蔽壁及屏蔽门形成屏蔽空间，抑制放射线从照射室101a、101b、101c和射束传输室1022的室外侵入到室内及放射线从室内放射到室外的现象。本实施例中，隔开加速器室1021和射束传输室1022的第二分隔屏蔽壁w3设置在加速器10和第一射束方向切换器22之间，即第一传输部21穿过第二分隔屏蔽壁w3，可以理解，第二分隔屏蔽壁w3及屏蔽门d6可以取消，也可以设置在其他位置，如第一、第二射束方向切换器22、23之间或第二射束方向切换器23和中子束生成部30b、30c之间；或在第二分隔屏蔽壁w3及第一分隔屏蔽壁w2之间设置附加的分隔屏蔽壁和屏蔽门。也就是说，在中子束生成部和加速器之间设置屏蔽壁，在加速器检修和维护时操作人员免于从中子束生成部泄漏的中子及其他辐射线的照射，同时降低加速器被中子活化的反应。
33.结合图5，射束整形体31由设置在分隔壁103(第一分隔屏蔽壁w2)内的支撑模块60支撑，在分隔壁103靠近照射室101的一侧设置至少部分容纳支撑模块60的容纳槽1031，靠近带电粒子束生成室102的一侧设置用于加速器的传输管等穿过的槽1032，从而容纳槽1031和槽1032在中子束n传输方向贯通分隔壁，本实施例中，分隔壁103的壁面为平面，中子束n传输方向垂直于分隔壁103的壁面。支撑结构模块化，使得射束整形体可局部调整，满足精度要求，提高射束品质及满足靶的装配公差。在垂直于中子束n传输方向的平面上，支撑模块60的横截面轮廓位于容纳槽1031和槽1032的横截面轮廓之间，从而在射束传输方向上避免出现通缝，进一步降低辐射，同时便于调节支撑模块60。本实施例中，支撑模块60整体为长方体，容纳槽1031和槽1032在垂直于中子束n传输方向的横截面均为“冂”形，容纳槽1031和槽1032的侧壁平行于中子束n传输方向。分隔壁103靠近照射室102的一侧还设置有屏蔽板1033，屏蔽板1033可以增强分隔壁的屏蔽效果，抑制分隔壁产生的二次辐射，从而避免对患者正常组织的辐射。在垂直于中子束n传输方向的平面上，屏蔽板1033可以与支撑模块60的横截面轮廓匹配，从而屏蔽从支撑模块和分隔壁之间泄露的中子。屏蔽板为pe板，可以理解，分隔壁103靠近带电粒子束生成室102的一侧及支撑模块60靠近照射室101的一侧也可以设置屏蔽板，屏蔽板可以由铅等其他中子或光子屏蔽材料构成，还可以不设置屏蔽板。
34.带电粒子束p与靶材t作用产生的中子的出射方向在空间中几乎均有分布，同时射束整形体31对中子“整形”过程中，会产生大量的反冲中子，这部分反冲中子是辐射屏蔽设计中需重点考虑的部分。在屏蔽壁或地板由组件或元件穿过的地方无法做到封闭式屏蔽，容易造成中子及其他辐射线的泄露，如本实施例中，中子束生成部30b、30c穿过第一分隔屏
蔽壁w2、第一传输部21穿过第二分隔屏蔽壁w3、第三传输部25a穿过地板s，在第一分隔屏蔽壁w2、第二分隔屏蔽壁w3、地板s朝向射束传输方向上游的一侧由中子束生成部30b、30c、第一传输部21、第三传输部25a穿过的部位可以分别设置第一屏蔽体70、第二屏蔽体80和第三屏蔽体90。第一屏蔽体70覆盖中子束生成部30b、30c朝向加速器的端部，防止从中子束生成部30b、30c的射束整形体溢出或反射的中子进入加速器室1021和射束传输室1022，第四、第五传输部25b、25c穿过第一屏蔽体70到达中子束生成部30b、30c的靶材t。第二屏蔽体80防止从射束传输部20溢出或反射的中子进入加速器室1021，第一传输部21穿过第二屏蔽体80和第二分隔屏蔽壁w3到达第一射束方向切换器22。第三屏蔽体90防止从照射室101a溢出或反射的中子进入射束传输室1022，第三传输部25a穿过第三屏蔽体90和地板s到达中子束生成部30a。第一屏蔽体70、第二屏蔽体80和第三屏蔽体90的材料可以为含硼的pe或重晶石混凝土或铅，还可以包括其他中子屏蔽材料。
35.下面以第一屏蔽体70为例对第一、第二和第三屏蔽体70、80、90进行详细介绍。本实施例中，第一屏蔽体70为可移动的，具有第一位置和第二位置。在第一位置，形成第四、第五传输部25b、25c穿过的容纳孔71，并覆盖中子束生成部30b、30c朝向加速器10的端部，屏蔽反冲中子，限制高中子剂量区，保护加速器组件，减少组件的辐照损伤，减少加速器组件的元素活化，同时，在一个照射室运行时，保护另一照射室，保证非运行照射室的辐射剂量处于安全水平；在第二位置，容纳孔71打开，露出中子束生成部30b、30c朝向加速器10的端部，不用移开穿过容纳孔71的传输管c便形成操作空间，在加速器10关闭时可以更换中子束生成部30b、30c，如靶材t、射束整形体31、射束整形体31内设置的辐射检测组件或第一、第二冷却管3012、3013，还可以在更换时给拆除部分传输管让出空间，或对穿过第一分隔屏蔽壁w2和第一屏蔽体70射束传输部20进行安装、调试、维修。容纳孔可以容纳第四、第五传输部25b、25c的传输管c、磁铁等，还可以容纳第一、第二冷却管3012、3013或其他功能部件，能便于移动提供操作空间而不干扰到射束传输部的不可移动组件。第一屏蔽体70与第一分隔屏蔽壁w2可以是密闭接触的，增强屏蔽效果，也可以是有间隙的，可以通过调整第一屏蔽体70的尺寸来实现屏蔽效果。
36.如图6和图7所示，第一屏蔽体70包括第一屏蔽部72和第二屏蔽部73，第一屏蔽部72和第二屏蔽部73分别沿靠近中子束生成部30b、30c的第一、第二方向l1、l2运动到第一位置，第一屏蔽部72和第二屏蔽部73分别具有第一、第二凹槽721、731，第一、第二凹槽721、731在第一位置共同形成第四、第五传输部25b、25c穿过的容纳孔71，并覆盖中子束生成部30b、30c朝向加速器10的端部；第一屏蔽部72和第二屏蔽部73分别沿远离中子束生成部30b、30c的第三、第四方向l3、l4运动到第二位置，在第二位置，容纳孔71打开，露出中子束生成部30b、30c朝向加速器10的端部，不用移开穿过容纳孔71的传输管c便形成操作空间。可以理解，第一屏蔽体70也可以包括第三屏蔽部或由三个以上屏蔽部构成。
37.本实施例中，第一屏蔽部72和第二屏蔽部73沿导轨74滑动，导轨74和固定在第一、第二屏蔽部72、73上的滚轮75构成第一屏蔽体70的滑动组件，第一、第二屏蔽部72、73构造为双开滑动门，导轨74固定在第一分隔屏蔽壁w2朝向带电粒子束生成室102的一侧且延伸方向平行于地面(xy平面)，可以理解，第一、第二屏蔽部72、73和滑动组件可以有其他设置，也可以是通过其他方式进行移动，如转动等。
38.第一、第二射束方向切换器22、23分别由屏蔽罩26包围，防止从射束方向切换器泄
漏中子及其他辐射线，屏蔽罩26的材料可以为含硼的pe或重晶石混凝土或铅。可以理解，第一、第二射束方向切换器22、23也可以整体由一个屏蔽罩26包围；射束传输部的其他部分，如真空管，也可以由屏蔽罩包围，防止中子及其他辐射线从射束传输部泄露。
39.硼中子捕获治疗系统100还可以包括准备室、控制室和其他用于辅助治疗的空间，每一个照射室可以配置一个准备室，用于进行照射治疗前固定患者到治疗台、注射硼药、治疗计划模拟等准备工作，准备室和照射室之间设置连接通道，准备工作完成后直接将患者推入照射室或通过轨道由控制机构控制其自动进入照射室，准备室和连接通道也由屏蔽壁封闭，准备室还具有屏蔽门。控制室用于控制加速器、射束传输部、治疗台等，对整个照射过程进行控制和管理，管理人员在控制室内还可以同时监控多个照射室。
40.可以理解，本实施例中的屏蔽壁(包括混凝土壁w)、屏蔽门、屏蔽体、屏蔽罩均可以具有其他厚度或密度或替换为其他材料。
41.尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，都在本发明要求保护的范围之内。