硼中子俘获疗法（ BNCT）是一种”药-械结合”的二元靶向治疗方法，针对扩散、转移、多发、复发等癌症，具有潜在治愈的可能性。本书包括 7 个部分，共 32 章，全面介绍了中子俘获疗法在中子源、掺硼药物、剂量测定、硼分布测定、辐射生物物理、临床试验以及组织和管理等方面所涉及的原理、进展，以及存在的问题和未来发展展望等内容，并且提供了比较翔实的科学研究数据。

       本书是迄今为止完整覆盖 BNCT 相关学科和研究主题的一本著作，可供 BNCT 技术研发人员（中子照射设备、硼药、治疗配套技术等）和临床应用人员（医生、物理师、治疗技师等），以及核技术应用、肿瘤放疗相关学科的高校师生及其他感兴趣者参考。

      硼中子俘获疗法 (BNCT) 是一种可用于治疗恶性肿瘤的“药械结合”的二元靶向治疗方法。 BNCT 通过对吸收了硼药的肿瘤组织进行选择性中子照射，在细胞内进行微米级尺度可控的核反应，放射出 α 粒子和 7Li 粒子杀死肿瘤细胞。BNCT 针对恶性脑癌、复发性头颈癌、恶性黑色素瘤、转移肝癌、骨肉瘤等开展了临床试验，结果表明 BNCT 具有更好的治疗效果和更少的并发症，明显提高了患者的生存期。针对扩散、转移、多发、复发等癌症，具有潜在治愈的可能性。 2020 年 3 月，日本住友的 BNCT 治疗设备、日本斯特拉制药公司 (Stella Pharma Corporation) 的硼苯基丙氨酸 (BPA) 型硼药正式在日本获批上市， 2020 年 6 月BNCT 治疗列入日本国家医保，标志着 BNCT 作为新型肿瘤治疗方法开始正式临床应用。

      中国已有多家科研院所及企业开展 BNCT 技术开发及产业化推广，期望将BNCT 发展成为一种临床可用的肿瘤治疗手段。然而， BNCT 是一种高度复杂的肿瘤放疗模式，其研发和应用过程涉及加速器物理、核工程与核技术、制药学及药理学、辐射探测与辐射防护、计算机及信息技术、辐射生物学、放射肿瘤学、临床医学等多学科交叉和多领域专家的共同参与。 BNCT 的顺利发展需要多行业领域 (研发、制造、监管、医疗、教育、科普) 以及多学科知识背景人员的广泛参与。

        本书全面介绍了中子俘获疗法在中子源、掺硼药物、剂量测定、硼分布测定、辐射生物物理、临床试验以及组织和管理等方面所涉及的原理、进展，以及存在的问题和未来发展展望等内容，并且提供了比较翔实的研究数据。本书是迄今为止完整覆盖 BNCT 相关学科和研究主题的一本著作，一定程度上它也代表了 BNCT领域目前的知识水平，适合于 BNCT 相关领域人员参考和学习。

       感谢科学出版社出版这本译著，感谢相关编辑的辛勤付出。感谢东阳光研究院唐新发院长、张英俊副院长，以及参与 BNCT 项目的同事在本书翻译及校核过程中所给予的支持和帮助，他们是乔磊、张熹寅、李国威、林育胜、卢荣春、谢洪明、林兴龙、赵步文、朱应怀。特别感谢广东省“珠江人才计划”的“硼中子俘获治疗肿瘤装备研发及产业化”项目 (2017ZT07S225) 提供出版经费支持。

1.1　原理　1　

1.2　美国早期临床应用　3　

1.3　在日本的开拓性工作　4　

1.4　基于反应堆的超热中子源和前瞻性临床试验　5　

1.5　BNCT主流之外　6　

1.6　未来展望　7　

参考文献　8　

2.1　简介　21　

2.1.1　射束特性　21　

2.1.2　射束监控　23　

2.1.3　照射设施和患者支持　24　

2.1.4　小结　26　

2.2　使用反应堆实现超热中子NCT的方法　27　

2.3　目前一些超热中子照射设施的性能　28　

2.4　最先进的超热中子照射设施　32　 [1] 

2.5　总结　35　

参考文献　36　

3.1　简介　41　

3.2　AB-BNCT中产生中子的各种核反应　42　

3.2.1　7Li（p,n）7Be和9Be（p,n）9B吸热反应　42　

3.2.2　氘诱发放热反应　45　

3.3　射束整形组件　46　

3.4　加速器和设施　47　

3.4.1　静电加速器　48

3.4.2　动态电场加速器　49　

3.5　总结与结论　49　

参考文献　50　 [1] 

4.1　简介　54　

4.2　用于中子产生的射频驱动等离子体源　55　

4.3　高中子产额的紧凑型中子发生器　57　

4.4　同轴中子发生器慢化体设计　60　

4.5　BNCT用次临界中子增殖器　62　

4.6　小结　63　

参考文献　63　

5.1　锎-252的物理性质　65　

5.2　医疗用锎-252中子源　67　 [1] 

5.3　锎-252放射源的剂量学特性　67　

5.4　锎-252放射源的临床应用　68　

参考文献　69　

6.1　简介　73　

6.2　硼元素　74　

6.2.1　结构　74　

6.2.2　物理性能　75　

6.2.3　化学性质　76　

6.3　硼化合物的类别　76　

6.3.1　硼–氧化合物　76　

6.3.2　其他硼杂原子化合物　78　

6.3.3　金属硼化物　81　

6.4　硼烷　82　

6.4.1　一般特征　82　

6.4.2　硼烷中的化学键　83　

6.4.3　硼烷的结构　83　

6.4.4　硼烷的制备和反应性　84　

6.5　碳硼烷　88

6.6　有机硼化合物　88　

参考文献　90　

7.1　新的BNCT硼携带剂　92　

7.1.1　小硼分子　92　

7.1.2　硼缀合生物复合物　96　

参考文献　104 [1]  　

8.1　简介　110　

8.2　硼酸钠　111　

8.2.1　简介　111　

8.2.2　物理、化学和药物数据　111　

8.2.3　质量控制　113　

8.2.4　动物研究　115　

8.2.5　临床研究　122　

8.3　硼苯基丙氨酸　127　

8.3.1　简介　127　

8.3.2　物理、化学和药物数据　127　

8.3.3　质量控制　130　

8.3.4　临床前研究　132　

8.3.5　BPA临床试验　137　

参考文献　142　 [1]  　

9.1　简介　157　

9.2　方法说明　158　

9.2.1　瞬发伽马射线能谱法　158　

9.2.2　电感耦合等离子体光谱法　159　

9.2.3　高分辨率阿尔法放射自显影术、阿尔法能谱法和中子俘获放射照相术　160　

9.2.4　激光后电离二次中性质谱法　162　

9.2.5　电子能量损失光谱法　166　

9.2.6　离子阱质谱和蛋白质组学技术　167　

9.2.7　核磁共振和磁共振成像　168

9.2.8　正电子发射断层摄影术　170　

参考文献　174　

10.1　简介　181　

10.2　主要蛋白质组学方法概述　182　

10.3　BNCT相关结果　184　

10.4　研究评述　188　

参考文献　189 [1]  　

11.1　简介　192　

11.2　[18F]FBPA的放射合成　193　

11.3　[18F]FBPA在动物模型中的实验研究　194　

11.3.1　肿瘤积聚　194　

11.3.2　细胞分布　194　

11.3.3　新陈代谢　195　

11.3.4　18F放射性的浓度与10B的浓度之间的关系　195　

11.3.5　动力学分析　195　

11.4　[18F]FBPA的临床应用　196　

11.4.1　恶性肿瘤的临床[18F]FBPA PE显像　196　

11.4.2　BNCT中[18F]FBPA的PET成像　197　

11.4.3　PET在BNCT中的实际应用　198　

11.5　总结　199　

参考文献　199　

12.1　简介　203　

12.2　背景　203　

12.2.1　灵敏度和空间分辨率　204　

12.2.2　影响信噪比的因素　205　

12.3　应用　207　

12.3.1　11B　207　

12.3.2　10B　207　

12.3.3　19F　208　

12.3.4　1H　209　

12.4　总结　210　

参考文献　211 

13.1　简介　215　

13.2　中子活化能谱法　217　

13.2.1　物理和数学基础　217　

13.2.2　实际应用　222　

13.3　充气探测器　228　

13.3.1　离子室　228　

13.3.2　BF3和3He探测器　231　

13.3.3　质子反冲能谱仪　232　

13.3.4　裂变室　233　

13.4　附加技术　233　

13.4.1　闪烁体　234　

13.4.2　热释光剂量计　234　

13.4.3　凝胶探测器　235　

13.4.4　过热成核探测器　235　

13.4.5　半导体探测器　237　

13.4.6　自给能中子探测器　238　

参考文献　239

14.1 简介  244

14.2 临床验收 245

14.3 调试  247

14.3.1 参考条件下的剂量测定  247

14.3.2 非参考条件下的剂量测定  252

14.4 临床剂量测定   252

14.5 质量保证   253

参考文献  254

15.1 处方、记录和报告的目的   260

15.2 BNCT 与传统光子和电子治疗相比的剂量规格问题  261

15.3 剂量组分的不确定性评估和生物加权 262

15.4 关于处方、记录和报告的结果建议   264

参考文献   266

16.1 简介   268

16.2 治疗计划的计算方面 269

16.2.1 患者几何建模方法  269

16.2.2 中子射束源项定义   274

16.2.3 剂量计算   275

16.2.4 计划系统质量保证和验证 281

16.2.5 计划系统校准和确认  281

16.2.6 治疗计划系统  284

16.3 临床方面：治疗计划流程  285

16.3.1 患者数据采集   285

16.3.2 图像处理  286

16.3.3 靶区定义 286

16.3.4 模型构建  287

16.3.5 射束选择   288

16.3.6 计划评估与优化   289

16.3.7 剂量处方  291

16.3.8 治疗计划质量保证   291

16.4 治疗交付   292

16.4.1 患者定位和固定   292

16.4.2 用于 10B 预测的药代动力学模型  293

16.5 回顾性分析和剂量报告 295

16.6 未来方向   296

参考文献  297

17.1 简介  307

17.2 基本放射生物学考虑 308

17.2.1 伽马射线的放射生物学特性  309

17.2.2 快中子的放射生物学特性   311

17.2.3 氮俘获反应产生的质子的放射生物学特性 312

17.2.4 超热中子束的剂量加权含义 313

17.3 硼俘获剂的放射生物学特性 317

17.3.1 正常组织效应   318

17.3.2 肿瘤反应 321

17.4 未来研究要求  325

17.4.1 高、低 LET 辐射之间的相互作用  325

17.4.2 将现有硼化合物用于新的医疗用途   327

17.4.3 新型硼化合物和替代中子源的使用  327

参考文献   328

18.1 简介   335

18.2 临床经验——抗肿瘤作用   336

18.3 临床经验——对正常组织的影响   338

18.4 未来战略 340

参考文献 340

19.1 简介  345

19.2 临床试验设计  347

19.2.1 临床前研究   347

19.3 临床研究  348

19.3.1 第 0 期 348

19.3.2 第 I 期 348

19.3.3 第 II 期   349

19.3.4 第 III 期   349

19.4 法律法规  349

19.5 伦理行为   350

19.6 安全和质量保证   350

参考文献  351

20.1 简介  352

20.2 新诊断 GBM 的多模式治疗 352

20.3 BNCT 的基本原理  353

20.4 技术方面  353

20.5 临床应用  356

20.6 与其他治疗方法比较 358

参考文献 358

21.1 简介  363

21.2 最先进的治疗方法  364

21.3 BNCT 的基本原理   364

21.4 技术方面   365

21.4.1 剂量规划  365

21.4.2 患者和方案  365

21.4.3 基于 BSH 的术中 BNCT (IO-BNCT) 程序 365

21.5 结果 366

21.5.1 热中子和基于 BSH 的 IO-BNCT(1977∼1997)  366

21.5.2 超热中子和基于 BSH 的 IO-BNCT (1998∼2004)  367

21.6 证据水平  369

21.7 进一步发展 369

参考文献 369

22.1 简介   371

22.2 患者和方法 371

22.3 结果 372

22.3.1 每位患者的 BNCT 参数  372

22.3.2 代表性病例  372

22.4 讨论  375

参考文献 376

23.1 简介   378

23.2 最先进的治疗方法 378

23.3 BNCT 的基本原理  379

23.4 技术方面和结果   379

23.4.1 前后和后前照射  379

23.4.2 横向和斜向照射   383

23.5 证据水平  384

23.6 进一步发展 384

参考文献  384

24.1 简介   386

24.2 最先进的治疗方法  386

24.2.1 局部晚期和复发性鳞状细胞癌  386

24.2.2 头颈部非鳞状细胞癌，无恶性黑色素瘤 386

24.3 BNCT 的基本原理 387

24.3.1 18F-BPA-PET 研究  387

24.4 技术方面和临床应用 388

24.4.1 BNCT 适应证  388

24.4.2 治疗流程 388

24.4.3 BNCT 的照射剂量  388

24.5 结果   389

24.5.1 川崎医学院的观察结果  389

24.5.2 在大阪大学获得的结果   390

24.5.3 赫尔辛基的结果  390

24.6 证据水平   391

24.7 进一步发展 391

参考文献  391

25.1 简介  393

25.2 实验性 “体外” 研究   393

25.3 实验性 “体内” 研究  394

25.4 放射生物学研究 396

25.5 临床研究   396

25.6 最新进展   397

参考文献 397

26.1 简介   400

26.2 最先进的治疗方法  400

26.3 BNCT 的基本原理   401

26.4 黑色素瘤和 BPA   402

26.5 技术方面 402

26.6 临床应用 404

26.7 结果  404

26.7.1 皮肤黑色素瘤  404

26.7.2 黏膜黑色素瘤 (川崎小组)   408

26.8 证据水平  410

26.9 进一步发展 410

参考文献 411

27.1 简介   414

27.2 最先进的治疗方法  414

27.3 BNCT 和临床应用的基本原理  415

27.4 技术方面  416

27.5 结果  416

27.5.1 乳腺癌 BNCT 的体模模型估计  416

27.5.2 乳腺癌 BNCT 的 JCDS 模型估计 418

27.6 证据水平  420

27.7 未来发展 421

参考文献  421

28.1 简介  424

28.1.1 BNCT 概述 424

28.2 肝转移癌作为治疗靶点   425

28.2.1 选择的理由 425

28.2.2 发病率  425

28.2.3 肝内定位 426

28.2.4 肝转移与淋巴结转移  426

28.2.5 肝转移癌治疗的实际情况 426

28.2.6 肝转移患者的真实结果：基于个人经验对当前治疗方法的事实评价  428

28.2.7 结论性评论  435

28.3 BNCT 应用于肝脏肿瘤的技术方面：科学和临床问题  435

28.3.1 物理关注点 436

28.3.2 照射设施和治疗计划  436

28.3.3 测量硼浓度   440

28.3.4 生物关注点   441

28.3.5 手术关注点  447

28.4 临床应用   448

28.4.1 准备工作  448

28.4.2 手术   449

28.4.3 术后随访  450

28.5 结果  454

28.5.1 进一步发展和总结性评论 456

参考文献  456

29.1 简介  460

29.2 热中子束治疗   461

29.3 说明性案例和结果  462

29.3.1 病例 1： 14 月龄女婴小脑星形细胞瘤 (3 级)   462

29.3.2 病例 2： 1 岁女孩间变性室管膜瘤   464

29.4 临床结果  464

参考文献  465

30.1 简介  466

30.2 预防再狭窄的方法  466

30.3 BNCT 预防再狭窄的应用  467

30.3.1 血管组织中的硼浓度 467

30.3.2 预防再狭窄的疗效  469

30.4 展望   470

参考文献  471

31.1 简介  473

31.2 硼中子俘获滑膜切除术 474

31.3 BNCS 的开发   475

31.3.1 初步化合物研究   475

31.3.2 中子束设计  475

31.3.3 BNCS 患者全身剂量   476

31.3.4 钆中子俘获滑膜切除术的潜力  476

31.3.5 BNCS 在动物模型中的疗效   477

31.4 BNCS 的进一步发展  478

参考文献 479

32.1 简介  485

32.2 BNCT 设施的跨学科合作 485

32.3 核部分  486

32.4 医疗部分  486

32.4.1 放射治疗  486

32.4.2 医学物理学 487

32.4.3 制药学  487

32.4.4 其他医学学科 487

32.5 辐射防护  487

32.6 BNCT 设施的监管事务和许可  488

32.7 保险  488

32.8 BNCT 的质量保证   489

32.9 放射治疗质量保证国际标准 489

32.9.1 标准操作程序 491

参考文献  491