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清華大學(xué)與臺(tái)北榮總研究團(tuán)隊(duì)，利用清華水池式反應(yīng)器進(jìn)行硼中子捕獲治療癌癥，開啟了臺(tái)灣標(biāo)靶重粒子治療的新頁，首次結(jié)合重粒子與標(biāo)靶方法之癌病治療于清華大學(xué)付諸實(shí)現(xiàn)，是臺(tái)灣癌病治療史的里程碑。

清華大學(xué)自1992年開始即進(jìn)行bnct的相關(guān)研究，并于2001年獲科技部補(bǔ)助展開THOR中子束改建工程，于2004年完成高質(zhì)量超熱中子射束BNCT改建工程，并于2010年完成射特性量測、驗(yàn)證與治療計(jì)劃建立，同年更與臺(tái)北榮組癌病治療中心及日本京都大學(xué)簽訂三方學(xué)術(shù)交流意向書后，以清華大學(xué)BNCT設(shè)施進(jìn)行以下之癌病治療：

1. 由2010年8月至2014年1月止，完成臨床的17例復(fù)發(fā)頭頸癌患者的32次照射。

2. 由2014年起，開始第二期臨床治療計(jì)劃，至今共完成XX例病人的治療。

3. 由2016年起，開始緊急醫(yī)療，目前共計(jì)完成近60例的病人治療，期中更包括有來自新加坡、日本、澳洲及中國大陸之病人前來接受治療。

各國的BNCT發(fā)展歷史可以得知，BNCT成敗的兩項(xiàng)主要因素主要來自于藥物對(duì)癌病的適用性與中子源的質(zhì)量；

其中的中子照射設(shè)施雖然可經(jīng)由改建Cf-252中子源、或建造加速器驅(qū)動(dòng)中子源等設(shè)施來獲得，但若要導(dǎo)引出穩(wěn)定且大量的中子射束，研究用核子反應(yīng)器仍是目前較佳的選擇。

清華水池式反應(yīng)器（Tsing Hua Open-pool Reactor, 簡稱THOR）是臺(tái)灣運(yùn)轉(zhuǎn)中的研究用核子反應(yīng)器。

THOR從1961年臨界運(yùn)轉(zhuǎn)至今已經(jīng)歷55年的運(yùn)轉(zhuǎn)歷史。在2001年，為了整合清華大學(xué)BNCT研究團(tuán)隊(duì)、并支持國內(nèi)BNCT相關(guān)研究照射，遂向國科會(huì)（現(xiàn)更名為科技部）申請(qǐng)通過「改建THOR做為BNCT醫(yī)療設(shè)施」的整合型研究計(jì)劃。
歷經(jīng)三年的設(shè)計(jì)改建時(shí)間，終于在2004年將THOR原有之熱中子柱(Thermal Column)改建成為超熱中子束，成為當(dāng)時(shí)全世界八個(gè)BNCT治療設(shè)施之一，提供醫(yī)界及學(xué)界進(jìn)行BNCT治療癌癥及其他相關(guān)研究。

改建THOR成為符合BNCT治療癌癥的用途，所必須考慮的因素眾多，其中針對(duì)中子束的設(shè)計(jì)考慮主要包括如下：

1、中子射束的能量：含硼藥物（B-10）主要是和能量較低的熱中子發(fā)生反應(yīng)，但中子的能量若太低，在其進(jìn)入身體組織后，很容易被阻擋吸收而無法到達(dá)較深的腫瘤部位；反之，若中子的能量太高（快中子），在其進(jìn)入身體組織后，容易造成正常組織細(xì)胞不必要的輻射劑量。因此，在兼顧治療深度、及避免過多的快中子劑量情況下，目前國際上認(rèn)為超熱中子是做為BNCT治療適當(dāng)?shù)哪芰糠秶?eV～10keV）。

2、中子射束的強(qiáng)度：中子射束的強(qiáng)度主要是考慮治療時(shí)間的合理性。以目前含硼藥物在腫瘤的累積濃度約60～70 ppm估算，若超熱中子通率大于1×109 n/cm2/sec，則可確保單一次治療時(shí)間在1小時(shí)以內(nèi)完成。

3、背景輻射劑量：此處所謂背景輻射劑量是指伴隨超熱中子射束所產(chǎn)生的快中子與加馬射線所造成的輻射劑量。

目前設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)是以每引出一個(gè)超熱中子所引發(fā)的快中子劑量與加馬劑量，必須要小于1×10-10 cGy-cm2，如此才能確保皮膚表面所受的輻射劑量不會(huì)超過限定值。

4、中子射束的照野：中子射束的照野大小主要是考慮未來治療腫瘤的體積大小。由于BNCT治療是屬于單一射束（one-shot）的治療方式，射束的照野必須涵蓋腫瘤的范圍，因此，中子射束的照野設(shè)計(jì)一般較大（目前THOR-BNCT的照野為直徑14cm的圓孔），若所要治療的腫瘤體積較小，則可透過外加中子匯聚管（Extension Collimator）的方式來調(diào)整照野。 

為了達(dá)到上述之超熱中子束設(shè)計(jì)的基本要求，清華大學(xué)需將THOR爐心核分裂所產(chǎn)生之快中子加以減速，另一方面將有害之加馬射線加以屏蔽，以減少快中子和加馬射線所造成之傷害，因此需在THOR-BNCT的改建過程中，特別設(shè)計(jì)在爐心至照射口之間，以Al、FluentalTM、Cd、Bi、Pb、Li2CO3-PE等材料組成濾屏，來將超熱中子束的射束質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化。

在完成THOR超熱中子束的優(yōu)化設(shè)計(jì)后，如何改建組裝也是另外一個(gè)問題，除了改建設(shè)施因THOR長期運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)材料被中子活化的高輻射劑量問題外，為了縮短照射位置與爐心的距離來提升中子束的強(qiáng)度，以及為了增加照射治療室內(nèi)的空間方便病人以平躺治療方式進(jìn)行180度旋轉(zhuǎn)，皆必須將THOR原結(jié)構(gòu)水泥屏蔽體加以切割。

改建工程經(jīng)由結(jié)構(gòu)安全分析確認(rèn)切割補(bǔ)強(qiáng)過程不會(huì)造成THOR安全疑慮，改建計(jì)劃案經(jīng)原子能委員會(huì)審查通過后才開始進(jìn)行改建工作。下圖是整個(gè) THOR熱中子柱改建為超熱中子束的過程匯整：包括將舊有設(shè)施材料的移除、水泥屏蔽體的切割、新設(shè)計(jì)材料的組裝、設(shè)施定位及周邊輔助設(shè)施的配置…等，前后歷經(jīng)三年的時(shí)間才得以完成。

為能讓整體的治療作業(yè)程序更加順暢，并考慮各項(xiàng)治療作業(yè)所需之功能，THOR-BNCT除了中子照射治療室之外，還配置有仿真定位室、準(zhǔn)備室/恢復(fù)室、以及劑量監(jiān)控室。其中模擬定位室主要是做為病人預(yù)先模擬定位的用途，主要是考慮照射治療室中因?yàn)橹凶娱L期照射導(dǎo)致背景輻射劑量率較高，為了避免醫(yī)護(hù)人員及協(xié)助定位的工程人員接受

不必要的輻射曝露，需要較長時(shí)間的預(yù)先模擬定位動(dòng)作將在模擬定位室中完成；準(zhǔn)備室/恢復(fù)室則是做為含硼藥物注射的場所、以及病人接受BNCT治療后的后續(xù)觀察監(jiān)測用途，此外，病人接受中子照射過程，醫(yī)師亦可在此透過TV-monitor監(jiān)視設(shè)備，全程掌握病人在治療室內(nèi)的動(dòng)態(tài)；劑量監(jiān)控室則是透過射束出口周圍預(yù)先布置的3組中子分裂腔計(jì)測系統(tǒng)，及時(shí)監(jiān)控進(jìn)入病人體內(nèi)的中子數(shù)量，進(jìn)一步換算成病人累積接受劑量的實(shí)時(shí)信息(on-line monitor)，達(dá)到劑量給予的目的。

= E N D =