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TWI757716B - 微創型中子束產生裝置及微創型中子捕獲治療系統 - Google Patents

微創型中子束產生裝置及微創型中子捕獲治療系統 Download PDF

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TWI757716B
TWI757716B TW109111480A TW109111480A TWI757716B TW I757716 B TWI757716 B TW I757716B TW 109111480 A TW109111480 A TW 109111480A TW 109111480 A TW109111480 A TW 109111480A TW I757716 B TWI757716 B TW I757716B
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葉吉田
游鎮帆
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禾榮科技股份有限公司
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Abstract

本揭露提供一種微創型中子束產生裝置，包含質子加速器、靶材以及中子緩速體。質子加速器與第一通道連接，靶材位於第一通道的末端，且中子緩速體包覆第一通道的末端，使得靶材埋置於中子緩速體中。並且，中子緩速體包含容置元件，用於容納緩速物質，且容置元件具有可伸縮性。本揭露亦提供一種包含前述微創型中子束產生裝置的微創型中子捕獲治療系統。

Description

微創型中子束產生裝置及微創型中子捕獲治療系統
本揭露係有關於一種微創型中子束產生裝置以及微創型中子捕獲治療系統。
硼中子捕獲治療（boron neutron capture therapy，BNCT）的原理如下：含硼藥物經由血液循環與腫瘤細胞結合，再用中子束以腫瘤組織的位置為中心照射，使硼吸收熱中子後產生鋰與氦離子，準確破壞癌細胞而不破壞其他正常的組織。
目前大部份的BNCT的中子束源產生器為源自研究用原子爐及加速器。中子束源產生器一般固定於牆上，從患者體外照射中子，基於中子的物理特性，在中子進入人體後會快速減速而無法達到較深的位置，僅能治療距離體表較近的腫瘤，治療深度受限。例如，即便使用較高能量的超熱中子束進行治療，治療深度仍無法大於10 cm。
承前述，雖然現存之應用於BNCT的中子束產生裝置可大致滿足它們原先預定的用途，但其仍未在各個方面皆徹底地符合期待。因此，發展出能夠進一步改善中子利用率及治療深度之中子束產生裝置仍為目前業界致力研究的課題之一。
根據本揭露一些實施例，提供一種微創型中子束產生裝置，包含質子加速器、靶材以及中子緩速體。質子加速器與第一通道連接，靶材位於第一通道的末端，且中子緩速體包覆第一通道的末端，使得靶材埋置於中子緩速體中。並且，中子緩速體包含容置元件，用於容納緩速物質，且容置元件具有可伸縮性。
根據本揭露一些實施例，提供一種微創型中子捕獲治療系統，包含中子束產生裝置以及內視鏡裝置，內視鏡裝置鄰近於中子束產生裝置。並且，中子束產生裝置包含質子加速器、靶材以及中子緩速體。質子加速器與第一通道連接，靶材位於第一通道的末端，且中子緩速體包覆第一通道的末端，使得靶材埋置於中子緩速體中。並且，中子緩速體包含容置元件，用於容納緩速物質，且容置元件具有可伸縮性。
為了讓本揭露之特徵、或優點能更明顯易懂，下文特舉出一些實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
以下針對本揭露實施例的微創型中子束產生裝置以及微創型中子捕獲治療系統作詳細說明。應了解的是，以下之敘述提供許多不同的實施例或例子，用以實施本揭露一些實施例之不同態樣。以下所述特定的元件及排列方式僅為簡單清楚描述本揭露一些實施例。當然，這些僅用以舉例而非本揭露之限定。此外，在不同實施例中可能使用類似及/或對應的標號標示類似及/或對應的元件，以清楚描述本揭露。然而，這些類似及/或對應的標號的使用僅為了簡單清楚地敘述本揭露一些實施例，不代表所討論之不同實施例及/或結構之間具有任何關連性。
本揭露實施例可配合圖式一併理解，本揭露之圖式亦被視為揭露說明之一部分。應理解的是，本揭露之圖式並未按照比例繪製，事實上，可能任意的放大或縮小元件的尺寸以便清楚表現出本揭露的特徵。
此外，應理解的是，雖然在此可使用用語「第一」、「第二」、「第三」等來敘述各種元件、組件、或部分，這些元件、組件或部分不應被這些用語限定。這些用語僅是用來區別不同的元件、組件、或部分。因此，以下討論的一第一元件、組件、或部分可在不偏離本揭露之教示的情況下被稱為一第二元件、組件、或部分。
於文中，「約」、「實質上」之用語通常表示在一給定值或範圍的10%內，或5%內、或3%之內、或2%之內、或1%之內、或0.5%之內。在此給定的數量為大約的數量，亦即在沒有特定說明「約」、「實質上」的情況下，仍可隱含「約」、「實質上」之含義。此外，用語「範圍介於第一數值至第二數值」表示所述範圍包含第一數值、第二數值以及它們之間的其它數值。
除非另外定義，在此使用的全部用語（包含技術及科學用語）具有與本揭露所屬技術領域的技術人員通常理解的相同涵義。能理解的是，這些用語例如在通常使用的字典中定義用語，應被解讀成具有與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在本揭露實施例有特別定義。
請參照第1圖，第1圖顯示根據本揭露一些實施例中，微創型中子束產生裝置10的使用示意圖。如第1圖所示，微創型中子束產生裝置10可放置於患者PT內進行治療，換言之，可將中子束產生的位置（中子源）移至患者PT內，中子束可就近照射腫瘤，相較於在體外進行照射的一般中子束產生裝置，微創型中子束產生裝置10可提高中子束的使用效率，並且可照射到位於較深處或是被其它器官遮擋而較不易觸及之腫瘤，改善BNCT治療的效果。再者，由於中子源接近腫瘤，因此所需的中子強度及能量較低，可使用低電流及低能量的質子加速器，藉此也可降低對醫院之輻射防護需求。
關於微創型中子束產生裝置10的詳細結構進一步說明如下。第2圖顯示根據本揭露一些實施例中，微創型中子束產生裝置10的結構示意圖。根據一些實施例，可添加額外特徵於以下所述之微創型中子束產生裝置10。
如第2圖所示，根據一些實施例，微創型中子束產生裝置10可包含質子加速器100、靶材200以及中子緩速體300。在一些實施例中，質子加速器100可與第一通道102連接，且靶材200可設置於第一通道102的另一端。在一些實施例中，靶材200可位於第一通道102的末端102t，此外，中子緩速體300可包覆第一通道102的末端102t，使得靶材200埋置於中子緩速體300中。
詳細而言，質子加速器100可提供一定能量的質子，一定能量的質子通過第一通道102，在末端102t撞擊靶材200之後產生快中子（fast neutron），接著中子緩速體300可將轉換為熱中子（thermal neutron），對患部進行治療。在一些實施例中，第一通道102內部呈現真空狀態。
在一些實施例中，靶材200可位於第一通道102內，或是位於第一通道102外但與第一通道102相連並接觸。此外，在一些實施例中，中子緩速體300可包覆一部分的第一通道102，並且中子緩速體300可完全地包覆靶材200，使得靶材200整體位於中子緩速體300中。此外，在一些實施例中，第一通道102、靶材200以及中子緩速體300為手持式結構。
在一些實施例中，質子加速器100可產生能量的範圍介於約2 MeV至約2.6 MeV之質子束。在一些實施例中，質子加速器100可使用範圍介於約0.1毫安培（mA）至約5 mA之電流。
值得注意的是，根據本揭露實施例，由於微創型中子束產生裝置10可直接鄰近患部（例如，腫瘤處）使用，因此相較於一般BNCT所使用的質子加速器，質子加速器100所需耗費的能量（例如，電流大小）可大幅降低。舉例而言，目前BNCT所使用的質子加速器在提供約3 MeV之質子束的情況下，使用的電流均大於10 mA，BNCT治療時間約30分鐘至60分鐘。相較之下，根據本揭露一些實施例，微創型中子束產生裝置10的質子加速器100在提供約2 MeV至約3 MeV之質子束的情況下，僅需使用小於2 mA的電流，便可提供BNCT治療時間小於10分鐘的中子束強度。
在一些實施例中，靶材200的材料可包含鋰（Li）、鈹（Be）或其它合適的材料，但本揭露不以此為限。
再者，應理解的是，雖然圖式中並未繪示，但根據一些實施例，質子加速器100產生的質子束可先經由四極磁鐵之聚焦，再經由準直器、轉彎磁鐵等元件調整，之後才撞擊於靶材200上。
此外，如第2圖所示，中子緩速體300可包含容置元件302，且容置元件302可用於容納緩速物質304。在一些實施例中，微創型中子束產生裝置10進一步包含緩速物質提供器306，緩速物質提供器306可用於提供緩速物質304。詳細而言，緩速物質提供器306可與第二通道308連接，且緩速物質提供器306可藉由第二通道308將緩速物質304輸送至容置元件302中。此外，在一些實施例中，與質子加速器100連接的第一通道102以及與中子緩速體300連接的第二通道308可彼此相鄰或接觸，例如，第一通道102以及第二通道308可為共構的（integrated），但本揭露不以此為限。此外，在一些實施例中，第二通道308亦可為手持式結構。
在一些實施例中，中子緩速體300的容置元件302具有可伸縮性（retractable feature）。在一些實施例中，容置元件302可由具有可伸縮性的材料形成，例如，熱塑型材料。具體而言，在一些實施例中，容置元件302的材料可包含橡膠、矽膠、聚氨酯（thermoplastic polyurethane，TPU）、聚醯亞胺（polyimide，PI）、聚碳酸酯（polycarbonate，PC）、聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate，PET）、其它合適的材料、或前述之組合，但本揭露不以此為限。
在一些實施例中，中子緩速體300的緩速物質304為含氫物質。舉例而言，在一些實施例中，緩速物質304可包含水、重水或其它合適的材料，但本揭露不以此為限。根據本揭露實施例，只要可有效降低中子束的速度的物質均可作為緩速物質304。
在一些實施例中，中子緩速體300可將高能量的快中子轉換為較低能量的熱中子，以進行BNCT治療。具體而言，在一些實施例中，中子緩速體300可將中子能量的範圍降低至約小於10keV。在一些實施例中，中子緩速體300可直接與患部（例如腫瘤）接觸。
承前述，根據本揭露一些實施例，由於容置元件302具有可伸縮性，因此，微創型中子束產生裝置10在放置於患者PT體內之前，緩速物質304可先不填充或僅少量地填充於容置元件302中，而在微創型中子束產生裝置10放置於患者PT體內之後，再進一步填充更多的緩速物質304至容置元件302中，以有效地將快中子減速為熱中子。如此一來，不須於患者PT身上形成大型的手術傷口，可以微創手術的方式進行有效的BNCT治療。
如第2圖所示，在一些實施例中，在填充緩速物質304之後，容置元件302可具有橢圓球形。在另一些實施例中，在填充緩速物質304之後，容置元件302可具有圓球形、蛋形、不規則形、或其它合適的形狀。在一些實施例中，容置元件302可具有順應體內環境的形狀（conformal shape）。應理解的是，容置元件302可具有任意合適的形狀，而不僅限於圖式中所示者。在不同的實施例中，可根據實際需求以及醫療計畫等考量，調整容置元件302使其具有合適的形狀。
此外，在一些實施例中，在緩速物質304填充於容置元件302中之後，靶材200與中子緩速體300的幾何中心（未標示）不重疊，亦即，靶材200可偏離中子緩速體300的幾何中心。具體而言，在一些實施例中，靶材200與中子緩速體300的幾何中心GT之間的距離d的範圍可介於約0 cm至約2 cm。若距離d太小，則所需緩速體需變大，才能有足夠緩速體將快中子減速為熱中子；若距離d太大，則相對應要有足夠的緩速體大小；因此若距離d太小或太大均會使緩速體過大，不適合放在患者PT體內。根據一些實施例，距離d指的是於第一通道102的延伸方向上，靶材200與中子緩速體300的幾何中心GT的最小距離。
此外，在一些實施例中，在緩速物質304填充於容置元件302中之後，中子緩速體300的直徑的範圍可介於約3 cm至約12 cm，但本揭露不限於此。根據一些實施例，中子緩速體300的直徑指的是容置元件302在填充緩速物質304之後的最大直徑。此外，應理解的是，在不同的實施例中，可根據質子加速器100的能量，調整中子緩速體300的直徑（或尺寸）範圍，以達成理想的治療效果。
如第2圖所示，在一些實施例中，微創型中子束產生裝置10可進一步包含旋轉節TP，旋轉節TP可位於質子加速器100與第一通道102之間。特別地，質子加速器100的位置一般無法任意移動，但旋轉節TP的設置使得微創型中子束產生裝置10的操作位置更加靈活，便於腫瘤定位，以特定方向深入體內進行治療。
接著，請參照第3圖，第3圖顯示根據本揭露另一些實施例中，微創型中子束產生裝置20的結構示意圖。應理解的是，後文中與前文相同或相似的組件或元件將以相同或相似之標號表示，其材料與功能皆與前文所述相同或相似，故此部分於後文中將不再贅述。
如第3圖所示，在一些實施例中，與質子加速器100連接的第一通道102以及與中子緩速體300連接的第二通道308可分開地設置。在一些實施例中，質子加速器100與中子緩速體300可獨立地進行操作。相似地，於此實施例中，中子緩速體300可包覆第一通道102的末端102t，使得靶材200埋置於中子緩速體300中。再者，如第3圖所示，在一些實施例中，在填充緩速物質304之後，容置元件302可具有正圓球形。
接著，請參照第4圖，第4圖顯示根據本揭露另一些實施例中，微創型中子束產生裝置30的結構示意圖。如第4圖所示，根據一些實施例，微創型中子束產生裝置30可進一步包含冷卻元件400，冷卻元件400可鄰近於第一通道102且環繞靶材200。
詳細而言，在一些實施例中，冷卻元件400可包含第三通道402以及與第三通道402連接的冷卻源提供器404，冷卻源提供器404可提供冷卻源例如冷卻水，而第三通道402可用於輸送或循環冷卻源。在一些實施例中，第三通道402環繞大部分的第一通道102，並與第一通道102以及靶材200接觸。在一些實施例中，第三通道402亦與中子緩速體300接觸。在一些實施例中，冷卻源可於第三通道402中循環，將質子撞擊靶材200產生中子的過程中所生成的熱帶走。
再者，如第4圖所示，在一些實施例中，與質子加速器100連接的第一通道102以及與中子緩速體300連接的第二通道308可彼此相鄰但分開地設置。此外，在一些實施例中，用於輸送冷卻源的第三通道402與輸送緩速物質304的第二通道308亦可彼此相鄰或接觸，例如，第三通道402以及第二通道308可為共構的（integrated），但本揭露不以此為限。
在另一些實施例中，緩速物質304與冷卻源相同，因此緩速物質提供器306以及冷卻源提供器404可擇一設置，並且同時與第二通道308以及第三通道402連接。在又一些實施例中，裝載有緩速物質304的第二通道308本身便具有冷卻功能，因此可不需額外設置冷卻元件400。
接著，請參照第5圖，第5圖顯示根據本揭露一些實施例中，微創型中子捕獲治療系統10S的結構示意圖。根據一些實施例，微創型中子捕獲治療系統10S可包含如前述之中子束產生裝置10（未標示）以及內視鏡裝置500，內視鏡裝置500可鄰近於中子束產生裝置10。中子束產生裝置10的配置如同前述，於此便不再贅述。藉由此種配置，可獲取患者PT體內的即時影像，即時辨識相關器官或腫瘤的位置，可更精確定位給予正確的中子照射劑量。
如第5圖所示，在一些實施例中，內視鏡裝置500可貫穿中子緩速體300，使得內視鏡裝置500的末端500t位於中子緩速體300外，藉此可觀測中子緩速體300前方的影像。此外，在一些實施例中，中子緩速體300可具有孔洞300p，且內視鏡裝置500可位於孔洞300p中並且貫穿孔洞300p。具體而言，在一些實施例中，孔洞300p可位於容置元件302內。
如第5圖所示，在一些實施例中，內視鏡裝置500與中子束產生裝置10的第一通道102可彼此相鄰或接觸，例如，內視鏡裝置500以及第一通道102可為共構的（integrated），但本揭露不以此為限。值得注意的是，此種配置特別適用於食道癌、大腸癌、或直腸癌等之手術應用。
再者，雖然圖式中並未繪示，在另一些實施例中，內視鏡裝置500與中子束產生裝置10可分開地設置。
綜上所述，根據本揭露一些實施例，提供一種微創手術型的中子束產生器，可將中子束產生的位置（中子源）移至患者體內，中子束可就近照射腫瘤，提高中子束的使用效率，亦可降低其它健康細胞受損的風險，並且可照射到位於較深處或是被其它器官遮擋而較不易觸及之腫瘤，改善BNCT治療的效果。再者，由於中子源接近腫瘤，因此所需的中子強度及能量較低，可使用低能量的質子加速器，藉此也可降低對醫院之輻射防護需求。
此外，應理解的是，根據一些實施例，前述之微創型中子束產生裝置可進一步包含發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知的其它輔助元件，且這些元件可以任意合適的形式存在。
為了讓本揭露之上述及其它目的、特徵、及優點能更明顯易懂，下文特舉數實施例作詳細說明，然其並非用以限定本揭露之內容。
實施例1~14幾何模型分析
以下採用之模擬計算軟體為Los Alamos National Laboratory開發的MCNP6，且截面庫採用ENDF/B-7。
實施例1至14中，使用尺寸為18 cm x 18 cm x20 cm的腦假體進行模擬試驗，腦假體採用ICRU46號報告的元素組成。於使用的中子束產生裝置中，質子束通道（第一通道）的直徑為3毫米（mm）且長度為從腦假體表面至靶，並且使用水作為緩速物質，再者，使用厚度為0.1 mm以及直徑為1 cm的鋰靶作為靶材，且鋰靶偏離中子緩速體的球心。假體內劑量的評估指標
針對腦假體內的劑量進行評估，評估指標採用治療比例（therapeutic ratio，TR）及治療時間。
腦假體進行BNCT治療，其物理治療劑量來自於中子劑量、光子劑量及硼劑量。加權治療劑量為中子劑量乘以相對生物效應(Relative Biological Eeffective, RBE)，光子劑量乘以RBE，硼劑量乘以CBE(Compound Biological Effective, CBE)。中子的RBE採用3.2，光子的RBE採用1，腦假體採用的CBE為1.3，腫瘤採用的CBE為3.8。RBE及CBE參考M.S. Herrera et al. “Treatment planning capability assessment of a beam shaping assembly for accelerator-based BNCT”, Applied RadiationandIsotopes69(2011)1870–1873。
詳細而言，治療比例（TR）定義為假體內任何一點的腫瘤總加權治療劑量與正常組織的最大總加權劑量的比值，此數值代表腫瘤在該位置的治療品質，TR越大，腫瘤在該位置的治療品質越好，TR最大值為該治療的最好效果。若該假體的任一位置的正常組織達到10Gy加權劑量所需的時間則為治療時間。評估指標的計算
假設正常組織中的硼濃度為25 ppm，硼在腫瘤組織與正常組織的濃度比值（T/N比值）為3，計數（Tally）以中心軸為中心，截面為2 cm × 2 cm（在中子緩速體之後）。BNCT可行性評估的計算結果如表1至表6所示。
表1
實施例1 實施例2 實施例3
質子能量(MeV) 1.9 2 2.3
質子電流(mA) 1 1 1
水緩速體最大直徑(cm) 8 8 8
TR最大值 4.81 4.32 2.68
治療時間(min) 72.81 9.25 1.09
根據表1的結果顯示，質子能量越高，中子產率越高，治療時間也越短；但撞擊鋰靶後產生的中子能量也越高，治療比例的最大值也越差。
表2
實施例2 實施例4 實施例5 實施例6
質子能量(MeV) 2 2 2 2
質子電流(mA) 1 1 1 1
水緩速體最大直徑(cm) 8 8 8 8
TR最大值 4.32 4.49 4.67 3.52
治療時間(min) 9.25 10.37 11.44 13.44
鋰靶偏離中子緩速體球心的距離(cm) 0 0.25 0.5 2
根據表2的結果顯示鋰靶偏離中子緩速體球心的距離(d)也可以影響到治療比例的最大值。d在一定的範圍內，越大則治療比例的最大值也越高。但d若太大則會使射束通道兩方的正常組織總加權劑量變大，使治療比例的最大值下降，在實施例6的例子，治療比例的最大值降到3.52，治療時間也增加到13.44分鐘。
表3
實施例2 實施例7
質子能量(MeV) 2 2
質子電流(mA) 1 1
水緩速體最大直徑(cm) 8 5
TR最大值 4.32 4.05
治療時間(min) 9.25 8.24
鋰靶偏離中子緩速體球心的距離(cm) 0 1.25
根據表3的結果顯示，當鋰靶偏離中子緩速體一定距離，使治療比例的最大值上升的同時，也可以將水緩速體最大直徑變小，使得進入人體的水緩速體可以不必占用太大的空間。
表4
實施例3 實施例8 實施例9 實施例10
質子能量(MeV) 2.3 2.3 2.3 2.4
質子電流(mA) 1 1 1 1
水緩速體最大直徑(cm) 8 11 11 12
TR最大值 2.68 3.55 4.03 3.85
治療時間(min) 1.09 2.33 3.93 4.03
鋰靶偏離中子緩速體球心的距離(cm) 0 0 1.25 2
根據表4的結果顯示，水緩速體最大直徑越大，可使TR最大值變大，實施例3的水緩速體最大直徑為8公分，改為實施例8的水緩速體最大直徑為11公分，治療比例最大值上升到3.55。搭配鋰靶偏離中子緩速體球心1.25公分，可將TR最大值上升到4.03。透過類似的手段，可以入射質子能量為2.4MeV的治療比例上升到3.85。
表5
實施例11 實施例12
質子能量(MeV) 2.5 2.6
質子電流(mA) 1 1
水緩速體最大直徑(cm) 12 12
TR最大值 3.76 3.52
治療時間(min) 3.18 2.72
鋰靶偏離中子緩速體球心的距離(cm) 2 2
根據表5的結果顯示，入射質子能量為2.6MeV，水緩速體最大直徑12公分，治療比例的最大值仍可達3.5以上。
表6
實施例7 實施例9 實施例13 實施例14
質子能量(MeV) 2 2.3 2 2.3
質子電流(mA) 1 1 0.824 0.393
治療時間(min) 8.24 3.93 10 10
根據表6的結果顯示，若將治療時間維持在10分鐘時，所需要的加速器電流可以小於1mA，可使靶設計之散熱條件變得更寬鬆。反之，若有足夠的能力散熱，可以增加電流，使治療時間等比例的縮短。
此外，根據表1至表6的結果，可知質子能量於2.0 MeV至2.6 MeV的範圍時，緩速體的直徑為5 cm至12 cm，治療比例的最大值可達3.5以上。由前述模擬計算結果可知，在表1至表6使用的條件下，微創型中子束產生裝置可有效地應用於BNCT治療，可治療深度腫瘤，且治療時間可少於30分鐘。並且，相較於現存的一般BNCT治療（提供約3 MeV以下的質子束，需使用大於10 mA的電流），根據表1至表6，提供的微創型中子束產生裝置僅需使用小於1 mA的電流，便可提供能量約2 MeV至2.6 MeV的質子束。
雖然本揭露的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾。本揭露實施例之間的特徵只要不違背發明精神或相衝突，均可任意混合搭配使用。此外，本揭露之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本揭露揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本揭露使用。因此，本揭露之保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10、20、30:微創型中子束產生裝置 10S:微創型中子捕獲治療系統 100:質子加速器 102:第一通道 102t:末端 200:靶材 300:中子緩速體 300p:孔洞 302:容置元件 304:緩速物質 306:緩速物質提供器 308:第二通道 400:冷卻元件 402:第三通道 404:冷卻源提供器 500:內視鏡裝置 500t:末端 d:距離 GT:幾何中心 PT:患者 TP:旋轉節
第1圖顯示根據本揭露一些實施例中，微創型中子束產生裝置的使用示意圖； 第2圖顯示根據本揭露一些實施例中，微創型中子束產生裝置的結構示意圖； 第3圖顯示根據本揭露一些實施例中，微創型中子束產生裝置的結構示意圖； 第4圖顯示根據本揭露一些實施例中，微創型中子束產生裝置的結構示意圖； 第5圖顯示根據本揭露一些實施例中，微創型中子捕獲治療系統的結構示意圖。
10:微創型中子束產生裝置
100:質子加速器
102:第一通道
102t:末端
200:靶材
300:中子緩速體
302:容置元件
304:緩速物質
306:緩速物質提供器
308:第二通道
d:距離
GT:幾何中心
TP:旋轉節

Claims (18)

  1. 一種微創型中子束產生裝置，包括：一質子加速器，與一第一通道連接；一靶材，位於該第一通道的一末端；以及一中子緩速體，包覆該第一通道的該末端，使得該靶材埋置於該中子緩速體中，其中該中子緩速體包括一容置元件，用於容納一緩速物質，且該容置元件具有可伸縮性，其中該靶材與該中子緩速體的幾何中心之間的距離的範圍介於0cm至2cm之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之微創型中子束產生裝置，更包括一緩速物質提供器，與一第二通道連接，其中該緩速物質提供器藉由該第二通道將該緩速物質輸送至該容置元件中。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之微創型中子束產生裝置，其中該緩速物質為一含氫物質。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之微創型中子束產生裝置，其中該中子緩速體的直徑的範圍介於3cm至12cm。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之微創型中子束產生裝置，其中該靶材的材料包括鋰(Li)。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之微創型中子束產生裝置，其中該質子加速器產生能量的範圍介於2MeV至2.6MeV之質子束。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之微創型中子束產生裝 置，其中該質子加速器使用的電流的範圍介於0.1mA至5mA。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之微創型中子束產生裝置，更包括一冷卻元件，鄰近於該第一通道且環繞該靶材。
  9. 一種微創型中子束產生裝置，包括：一質子加速器，與一第一通道連接；一靶材，位於該第一通道的一末端；以及一中子緩速體，包覆該第一通道的該末端，使得該靶材埋置於該中子緩速體中，其中該中子緩速體包括一容置元件，用於容納一緩速物質，且該容置元件具有可伸縮性，其中，該第一通道、該靶材以及該中子緩速體為一手持式結構。
  10. 一種微創型中子束產生裝置，包括：一質子加速器，與一第一通道連接；一旋轉節，位於該質子加速器與該第一通道之間；一靶材，位於該第一通道的一末端；以及一中子緩速體，包覆該第一通道的該末端，使得該靶材埋置於該中子緩速體中，其中該中子緩速體包括一容置元件，用於容納一緩速物質，且該容置元件具有可伸縮性。
  11. 一種微創型中子捕獲治療系統，包括：一中子束產生裝置，包括：一質子加速器，與一第一通道連接；一靶材，位於該第一通道的一末端；以及一中子緩速體，包覆該第一通道的該末端，使得該靶材埋置於 該中子緩速體中，其中該中子緩速體包括一容置元件，用於容納一緩速物質，且該容置元件具有可伸縮性；以及一內視鏡裝置，鄰近於該中子束產生裝置。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之微創型中子捕獲治療系統，其中該內視鏡裝置貫穿該中子緩速體。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之微創型中子捕獲治療系統，其中該中子緩速體具有一孔洞，且該內視鏡裝置貫穿該孔洞。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之微創型中子捕獲治療系統，其中該孔洞位於該容置元件內。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之微創型中子捕獲治療系統，其中該中子束產生裝置更包括一緩速物質提供器，與一第二通道連接，其中該緩速物質提供器藉由該第二通道將該緩速物質輸送至該容置元件中。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之微創型中子捕獲治療系統，其中該靶材與該中子緩速體的幾何中心不重疊。
  17. 如申請專利範圍第11項所述之微創型中子捕獲治療系統，其中該質子加速器產生能量的範圍介於2MeV至2.6MeV之質子束。
  18. 如申請專利範圍第11項所述之微創型中子捕獲治療系統，其中該質子加速器使用的電流的範圍介於0.1mA至5mA。
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