硼中子俘获治疗

硼中子俘获治疗(BNCT)的基本原理是应用热中子照射靶向聚集在肿瘤部位的^10B，^10B俘获中子后产生α粒子和^7Li，α粒子和^7Li杀灭肿瘤细胞而起到治疗作用。BNCT在临床上主要用于神经胶质瘤和黑色素瘤的治疗。文章主要对有关BNCT的基础及临床研究进行了简要综述，内容包括BNCT的基本原理、^10B在肿瘤细胞的聚集、中子源、实验研究现状以及BNCT面临的挑战与问题等。     

硼中子俘获疗法治疗肿瘤及相关技术研究进展

介绍了硼中子俘获疗法（BNCT）治疗肿瘤的原理及特点,及其相关技术研究进展;从5个方面提出了建议,即寻求理想的核素化合物,研究精确的剂量测算体系,开发更合理的中子源,开发更好的硼携带剂,将BNCT与其它疗法结合以提高疗效。     

硼中子俘获疗法治疗肿瘤的进展

叙述了国际上硼中子俘获疗法治疗肿瘤(BNCT)的历史、现状和今后的设想,重点描述了BNCT的基本原理和中子源装置,可供从事BNCT工作的同志们参考。     

硼中子俘获用于肿瘤治疗新药的研制与评价

【《欧洲核综览》1998年 3月号报道】　用束流作外照射是放疗医生治疗各种癌症的一种主要方法。放疗的目的是局部治愈癌症而无过多副作用和毒性。因此为了将强剂量精确地控制在靶体积上 ,采用了一些新技术 ,例如 ,近距治疗法、术中照射、定位照射和三维保形放疗。另外 ,为了降低照射剂量 ,更好的治疗方案是先使肿瘤细胞变得敏感 ,然后再用辐射来杀死它们。从原理上讲 ,硼中子俘获治疗 (BNCT)可满足上述要求。从技术上讲 ,利用 BNCT治疗肿瘤将通过 FRM- 反应堆的 SR- 5束流来实现。该反应堆建在慕尼黑 ,计划在2 0 0 1年开始运行。关于…     

遗传算法优化加速器硼中子俘获治疗束流整形设计

基于加速器的硼中子俘获治疗(AB-BNCT)设备是一种基于加速器产生的超热中子的癌症治疗装置,可以建在人口密集地区的医院。BNCT治疗对于中子注量率和各种沾污有严格的要求,为满足这些要求需对中子束流整形装置进行优化设计。本文以14 MeV回旋加速器为基础,研究了一种基于遗传算法的束流整形装置(BSA)的优化设计方案,利用遗传算法对束流整形装置内部材料及尺寸进行设计优化。结果表明,该方法可高效地实现多目标优化设计。该方法经过修改能够用于核工程其他相关领域的设计。     

用于硼中子俘获治疗的碳硼烷多肽衍生物

含碳硼烷多肽衍生物的设计和应用得到越来越多人们的关注,尤其是作为硼中子俘获治疗(boron neutron capture therapy, BNCT)硼携带剂用于治疗恶性肿瘤极具发展前景。BNCT利用¹⁰B与中子俘获反应,放出α粒子杀死肿瘤细胞。作为一种二元靶向疗法,其成功关键就是硼携带剂的靶向性和亲和力的效果,当前如何设计更高效的硼携带剂是BNCT发展的主要问题。多肽作为生物必需物质,增加其衍生物靶向性的同时被肿瘤特异性摄取,是含碳硼烷多肽化合物作为硼携带剂极大的优势。本文首次对已报导的含碳硼烷多肽衍生物进行分类总结,并评估作为硼携带剂应用于中子俘获治疗的发展潜力。对含碳硼烷多肽衍生物的总结,将为新一代硼携带剂设计用于中子俘获治疗发展提供研究动力。     

硼中子俘获治疗中硼浓度测量方法的研究进展

硼中子俘获治疗(boron neutron capture therapy, BNCT)是基于细胞水平的二元靶向新型放射疗法,其治疗机理是利用¹⁰B(n,ɑ)⁷Li^*的核裂变反应,产生的α和⁷Li粒子在细胞尺度内释放所有能量,选择性杀伤肿瘤细胞而对周围正常组织几乎没有影响。相比传统的放疗,BNCT具有精准靶向定位、高生物效应、短疗程的优势,是国际粒子治疗的热点。目前BNCT正在推行临床试验,在瘤内动态、定量监测含¹⁰B药物的硼浓度是实现BNCT“增效、减副”的关键要素。本文简要介绍了BNCT治疗原理,总结了BNCT治疗过程中含硼药物的多种监测方法,包括物理测量法、核测量法、化学测量法以及利用新型分子影像技术(如正电子发射断层成像、磁共振成像、光学成像等)原位、动态、定量监测的新方法,分析了各种方法的优势与局限性,并提出未来BNCT治疗过程中硼浓度精准监测的新发展方向,旨在实现BNCT精准治疗。     

中子俘获治疗的进展

近十多年来中子俘获治疗的实验和临床研究取得了令人满意的结果，这是由于中子束的质量提高和新的用于中子俘获治疗的化合物合成成功。此外，中子俘获的生物物理学研究将是今后的重点之一。本文就这３方面及中子俘获治疗的新方案、设想、发展规划等加以介绍。     

硼中子俘获治疗的进展及前景

硼中子俘获疗法(boron neutron capture therapy, BNCT)是一种可以选择性杀伤肿瘤细胞的放射疗法,硼(¹⁰B)化合物携带剂注入人体后,会选择性富集于肿瘤细胞,与中子发生俘获反应,释放α粒子和⁷Li粒子杀死肿瘤。BNCT以靶向治疗、低毒高效等优势成为了放射治疗领域的新型手段。从上世纪开始,硼中子俘获疗法已在世界各国崭露头角并逐渐发展起来,已经能够成功治疗脑胶质瘤、黑色素瘤等多种疾病。目前,BNCT面临着如何研发创新更高效的含硼药物,建立更为精确的硼剂量测量体系,以及医用中子源如何摆脱核反应堆等问题。本文对BNCT的原理、优势、进展以及所面临的问题进行简要综述与探究。     

基于Synder修正模型的硼中子俘获治疗剂量深度分布计算

目前，对硼中子俘获治疗（BNCT）进行剂量计算时普遍使用Synder模型，本文依据中国人的头部解剖特征，对该模型进行重建，建立了修正Synder模型。在该模型基础上，利用MCNP程序编制出放射性治疗软件，计算了无含硼药物和有含硼药物时不同能量的中子在头部的剂量深度分布，并对计算结果进行比较分析。计算结果为我国即将进行的BNCT临床治疗研究有一定的助益。     

MCNP计算含肿瘤Snyder修正头部模型的硼中子俘获治疗剂量

为得出硼中子俘获治疗(BNCT)中不同能量中子在含肿瘤Snyder修正头部模型内的深度-剂量曲线,籍以进一步理解BNCT原理,优化BNCT治疗中子源的能谱分布,本文利用MCNP模拟计算0.025 3 eV、1 eV、1 keV、10 keV、100 keV、1 MeV和混合能量的超热中子源在含肿瘤Snyder修正头部模型内的硼剂量、热中子剂量、超热和快中子剂量以及次级光子剂量组分的深度-剂量分布,并在此基础上得到总的相对生物学剂量的深度-剂量分布,以判断不同能量组中子源在BNCT中的优劣。结果表明,热中子头皮浅表处硼剂量高于肿瘤区硼剂量;快中子源硼剂量小,但其剂量组分中超热和快中子剂量过大;超热中子具有一定的穿透性,在脑深部肿瘤区形成了较高的硼剂量和总的相对生物学剂量。说明超热中子具有良好的BNCT治疗效果,热中子和快中子不适宜用于脑部BNCT治疗。     

用于硼中子俘获治疗的医院中子照射器的反应堆光致缓发中子参数

在介绍单群扩散方程基础上,引入堆芯和反射层的中子价值,根据考虑了光致缓发中子及其价值因素的点堆动态方程,建立了利用现有计算程序进行计算和分析的方法,分析了医院中子照射器光致缓发中子的特性参数,在原有6组缓发中子基础上增加了9组光致缓发中子,为进一步进行用于硼中子俘获治疗的医院中子照射器反应堆的点堆动力学研究提供了重要参数。     

基于加速器的硼中子俘获治疗装置束流整形体的设计及其临床参数研究

在硼中子俘获治疗（BNCT）中,束流整形体是BNCT装置产生高品质中子束的关键部件之一,其设计至关重要。本文基于25 MeV质子打锂靶产生中子的过程,对加速器驱动的BNCT中子源的束流整形体进行了可行性方案设计,研究了慢化体厚度差异对出口束流品质、头部模型中的剂量分布和临床参数等方面的影响。研究表明,可行性方案设计在30 mA质子束流驱动下,可达到IAEA对束流品质的要求;在本文3种慢化体厚度设计下,随着慢化体厚度的增加,出口超热中子束流强度减小,快中子份额减小,进一步导致优势深度变浅,正常组织最大剂量率减小,治疗时间变长。     

硼中子俘获治疗癌症的基础性实验研究

分别利用²⁴¹Am放射源和HI-13串列加速器产生的α粒子和⁷Li离子来模拟硼中子俘获治疗中的核反应产物，对DNA水溶液进行辐照，然后利用原子力显微镜(AFM)对DNA碎片进行观测，最后通过大量的统计分析获取DNA碎片长度、DNA形态的实验数据。实验结果表明：DNA碎片的平均长度随剂量的增大逐渐减小；线性和开环的DNA分子所占的比例随着剂量的增大逐渐增多；⁷Li离子比α粒子具有更强的相对生物学效应。      

用于硼中子俘获疗法治疗束的光子谱仪设计

实验确认治疗束的谱源项参数是硼中子俘获治疗（BNCT）物理剂量学研究的重要环节之一,全面细致地掌握相关信息,对精准制定临床治疗计划进而准确评估患者的给予剂量十分重要。为验证理论计算源项光子能谱的可靠性,设计适用于BNCT治疗束特点（宽能量范围、高强度n/γ混合束）的新型光子谱仪。通过蒙特卡罗模拟方法优化探测器内的中子注量率、光子计数率及次级光子占比（次级光子计数率/初级光子计数率）三个重要参数,在降低辐射强度以避免探测器的辐射损伤和死时间过大的同时,尽可能抑制中子诱导次级光子的产生,将次级光子占比降至5.45,以实现BNCT治疗束光子谱的快速准确测量。同时,开展谱仪对不同能量光子响应的校准方法研究,以便得到准确的响应函数,为光子谱的解谱工作奠定基础。     

硼中子俘获疗法在医疗船上的应用与可行性设计研究

硼中子俘获疗法（BNCT）是一种能选择性地阻击癌细胞的生物靶向放射治疗方法,该治疗方法在医疗船上的应用设想是基于IAEA癌症关怀项目,旨为非洲等发展中国家提供癌症医疗援助及其他医疗服务。本文介绍了医疗船的中子照射治疗模块,该模块以国内已建成的医院中子照射器-1型（IHNI-1）为设计原型,根据船用反应堆的特殊环境和工况要求,对反应堆水池的外形、屏蔽材料的选型、堆本体系统和设备的结构以及中子照射治疗模块的总体布置进行设计优化。分析表明该设计理念和方案具备一定的开发价值和应用可行性。     

Beam Hole Configuration and Analysis of Medical Reactor for Boron Neutron Capture Therapy

This report presents an investigation of beam holes to be provided in a medical reactor for Boron Neutron Capture Therapy. The principal requirement for the beam holes is to deliver the therapeutic doses of thermal and epithermal neutrons in a modest time (30 to 60min) with minimal fast neutron and γ-contaminants. Characteristics of the beam holes have been evaluated by 2-dim. n-γ coupling S _N transport calculations. Reexaminations and revisions of the beam hole design have brought improvements of the characteristics, especially an increase of the thermal neutron flux at the horizontal thermal neutron beam port and a decrease of the fast neutron flux at the vertical epithermal neutron beam port. The design objectives for the beam holes set up in this study may be achievable even if the thermal power of the reactor is reduced from 2 to 1MW.     

用于硼中子俘获治疗的强流质子回旋加速器中心区结构优化设计

中国原子能科学研究院目前正在研制用于硼中子俘获治疗（BNCT）的强流质子回旋加速器,该加速器设计引出能量14 MeV、质子束流强大于1 mA。相比引出流强为400 μA的PET回旋加速器,BNCT强流质子回旋加速器对中心区相位接收度和轴向聚焦的要求更高。为实现mA量级的束流的加速和引出,BNCT强流质子回旋加速器采取了增加负氢束流注入能量、增大磁铁镶条孔径、使用用于增大Dee盒头部张角的阶梯状结构及调整加速间隙的入口和出口高度等一系列中心区结构优化设计,有效地提高了中心区的相位接收度,改善了轴向电聚焦。在新的离子源注入能量下通过数值计算得到实测场下的轴向电聚焦和间隙高度的关系,选取合适的间隙高度获得最佳的轴向聚焦,从而确定了mA量级束流的注入和加速的中心区结构。同时在设计中考虑空间电荷效应的影响,计算了不同流强下的束流尺寸变化。中心区结构在实测磁场下的优化设计计算结果表明,BNCT强流质子回旋加速器中心区的束流对中好于0.5 mm,相位接收度大于40°,中心区最高可接收流强3 mA。目前,新的中心区结构已进入机械加工阶段。