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由于高強(qiáng)度中子束的需要，BNCT已經(jīng)在世界上的幾個(gè)核反應(yīng)堆中進(jìn)行。盡管BNCT的有效性已經(jīng)得到證明，但還沒有普及，因?yàn)楹朔磻?yīng)堆應(yīng)用于醫(yī)療很難，而且一些反應(yīng)堆已經(jīng)關(guān)閉。由于加速器和加速器驅(qū)動(dòng)的中子源技術(shù)的發(fā)展，使用可安裝在醫(yī)院的緊湊型加速器，可能產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的中子束用于BNCT治療。預(yù)計(jì)在不久的將來，BNCT可以作為一種通用的治療方法，病人可在醫(yī)院接受治療。目前世界各地正在進(jìn)行幾個(gè)為BNCT開發(fā)緊湊型加速器中子源的項(xiàng)目。特別是日本，正在生產(chǎn)各種類型的商業(yè)設(shè)備，其中一些設(shè)備已經(jīng)成功地產(chǎn)生了足夠的中子強(qiáng)度來進(jìn)行BNCT處理。為獲得該設(shè)備的藥物批準(zhǔn)，已經(jīng)使用了住友重工公司生產(chǎn)的基于環(huán)素的BNCT設(shè)備對(duì)惡性腦腫瘤和頭頸癌進(jìn)行了臨床試驗(yàn)。因此，預(yù)計(jì)在不久的將來，BNCT將作為一種先進(jìn)的或有保障的醫(yī)療手段，在醫(yī)院中得到應(yīng)用。然而BNCT不能簡(jiǎn)單地通過生產(chǎn)和安裝一個(gè)中子源來實(shí)現(xiàn)。作為放射治療的一種，BNCT需要一些外圍設(shè)備和裝備，如TPS、患者定位裝置、中子束檢測(cè)器、硼濃度測(cè)量裝置等。在基于反應(yīng)型的BNCT中，這些裝置已經(jīng)被開發(fā)出來，并且只有小的功能，實(shí)際的臨床試驗(yàn)正在使用這些裝置。然而BNCT作為一種通用的癌癥治療手段，除了以加速器為基礎(chǔ)的中子源外，還必須改善和完成作為醫(yī)學(xué)設(shè)施的外圍設(shè)備。

本節(jié)將解釋BNCT的劑量估計(jì)

在BNCT的臨床劑量估計(jì)中，需要計(jì)算幾個(gè)吸收劑量分量。首先，評(píng)估“硼劑量”的治療效果是非常重要的。硼的劑量是由中子和細(xì)胞中積累的硼-10反應(yīng)產(chǎn)生的吸收劑量。因此要確定硼的劑量，需要硼-10濃度和各點(diǎn)熱中子通量的值。關(guān)于boron-10濃度的值，在治療計(jì)劃階段為每個(gè)組織和腫瘤區(qū)域輸入假設(shè)的濃度值，這個(gè)步驟在實(shí)際照射之前執(zhí)行?；颊咴谳椪者^程中的實(shí)際濃度往往與假設(shè)值不同，因為由于血硼濃度分布的個(gè)體間差異，很難準(zhǔn)確預(yù)測(cè)輻照中的硼-10濃度。然而，硼-10在輻照?qǐng)龈浇植嫉牟町?，影響了輻照?qǐng)鲋袩嶂凶拥膫鬟f。因此，在治療計(jì)劃階段，應(yīng)根據(jù)藥代動(dòng)力學(xué)研究、組織學(xué)發(fā)現(xiàn)和以往臨床研究的結(jié)果，

將每個(gè)組織的假定濃度設(shè)置為合理的值。在對(duì)實(shí)際患者進(jìn)行輻照時(shí)，使用瞬態(tài)伽馬射線分析(PGA)或電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)量患者照射前血液樣本中的濃度(ICP-OES)，并補(bǔ)償假設(shè)值。因此，在治療計(jì)劃階段，只需要對(duì)每個(gè)點(diǎn)的中子通量和能譜進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠?jì)算。

接下來，估算“非硼劑量”，非硼劑量是中子和人體中的氫、氮、氧和碳等原子反應(yīng)產(chǎn)生的吸收劑量。BNCT的劑量評(píng)估中，“氫劑量”和“氮?jiǎng)┝俊笔欠浅Ｖ匾?，因?yàn)檫@兩種劑量都會(huì)影響給病人的總劑量。與其他原子發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生的某些吸收劑量可以忽略不計(jì)。此外，非硼劑量還包括伽瑪射線劑量，它由兩部分組成：來自BNCT設(shè)施中子源的初級(jí)伽瑪射線劑量和與中子和氫反應(yīng)在人體內(nèi)產(chǎn)生的次級(jí)伽瑪射線劑量。圖1是BNCT劑量學(xué)中劑量成分示意圖。

對(duì)于BNCT的劑量估計(jì)，所有的劑量成分都需要計(jì)算。中子與每個(gè)原子反應(yīng)產(chǎn)生的吸收劑量Dn公式如下：

其中f是中子物質(zhì)中釋放動(dòng)能的因子(KERMA，比釋動(dòng)能)或光子的劑量轉(zhuǎn)換因子，φ(t)是一個(gè)點(diǎn)的中子通量或光子。f的值隨輻射能量的變化而變化。

為了估計(jì)治療期間照射給病人的中子總劑量，必須確定ED。BNCT的ED公式是：

ED的計(jì)算方法是將吸收劑量的值（Dn）乘以每一吸收劑量所規(guī)定的相對(duì)生物效應(yīng)(RBE)，并將它們相加。公式[2]中，RBEN和RBEH分別是氮和氫吸收劑量的RBE，CB是每個(gè)組織中硼-10濃度(ppm)?；衔锵鄬?duì)生物有效性(CBE)的不同取決于每個(gè)組織中硼-10化合物的行為。

例如，CBE值變化的原因之一，細(xì)胞中硼-10積累與細(xì)胞核之間的平均距離的差異所引起的細(xì)胞毒性效應(yīng)的差異會(huì)影響CBE值。每個(gè)RBE和CBE的值是在臨床研究之前通過體內(nèi)/體外研究評(píng)估確定的。表2總結(jié)了反應(yīng)型BNCT中主要的RBE值。此外，表3列舉了典型的腫瘤CBE因子以及BPA(對(duì)硼苯丙氨酸)和BSH(硼酸鈉) 幾種組織作為硼-10載體應(yīng)用于BNCT的實(shí)際治療。

RBE、CBE和硼-10濃度(DB, ppm)的值是固定的。在治療計(jì)劃工作中，用戶輸入適當(dāng)?shù)闹?。因此，TPS在治療規(guī)劃中的主要作用是確定目標(biāo)區(qū)域周圍每一吸收劑量的分布。公式[1]中，中子的KERMA因子和光子的劑量轉(zhuǎn)換因子使用了元素的已知值，盡管它們隨輻射的能量而變化。圖2是三種吸收劑量的KERMA因子示意圖。圖中的值是從JENDL 4.0中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)中提取出來的，作為經(jīng)過評(píng)估的核數(shù)據(jù)。因此BNCT中的TPS重要的作用是精確計(jì)算估計(jì)區(qū)域內(nèi)各能量的中子通量和光子通量的分布。

在BNCT的計(jì)算劑量學(xué)中，由于中子的行為是復(fù)雜多樣的，所以通常采用蒙特卡羅方法(一種概率方法)x射線治療采用確定性方法。因此，對(duì)于BNCT的TPS，在TPS中的劑量計(jì)算中也應(yīng)用了蒙特卡羅傳輸代碼。大多數(shù)TPSs結(jié)合了一個(gè)外部蒙特卡羅代碼，這是在研究機(jī)構(gòu)開發(fā)的，與核領(lǐng)域有關(guān)。通用蒙特卡羅輻射傳輸碼MCNP已被廣泛應(yīng)用于以下描述的一些TPSs的劑量計(jì)算中。該規(guī)范由美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室制定，并在核領(lǐng)域得到了充分的驗(yàn)證。近年來，一些新的TPSs系統(tǒng)在日本得到發(fā)展，正在開發(fā)幾種基于加速器的治療設(shè)備。對(duì)于這些TPSs，粒子和重離子傳輸碼系統(tǒng)(PHITS)是由日本原子能機(jī)構(gòu)開發(fā)的多模態(tài)蒙特卡羅碼正開始應(yīng)用。另一方面，放射治療模擬環(huán)境應(yīng)用程序(SERA)結(jié)合了一個(gè)特殊的蒙特卡羅計(jì)算引擎，應(yīng)用在一些BNCT設(shè)備中。

為了用蒙特卡羅傳輸碼進(jìn)行粒子傳輸計(jì)算，需要定義了輻射行為的原子核被撞截面數(shù)據(jù)。對(duì)于TPS中的粒子輸運(yùn)計(jì)算，使用了兩種類型的核截面數(shù)據(jù)表示：點(diǎn)向連續(xù)的能量截面和多組截面。原截面數(shù)據(jù)通過大量指定點(diǎn)之間的線性插值，實(shí)現(xiàn)了核評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的高保真表示。在用上述外蒙特卡羅代碼計(jì)算粒子輸運(yùn)時(shí)，ENDF/B-VII和采用JENDL 4.0作為連續(xù)能量截

面的典型核評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)。與連續(xù)的能量橫截面數(shù)據(jù)相比，多組橫截面數(shù)據(jù)通過對(duì)粒子能量范圍內(nèi)的橫截面使用單個(gè)離散值實(shí)現(xiàn)了更緊湊、計(jì)算效率更高的表示，但數(shù)據(jù)的精度較低。由于計(jì)算速度的優(yōu)勢(shì)，SERA采用了多組截面數(shù)據(jù)。

在放射治療過程中，實(shí)施治療計(jì)劃非常重要。在治療計(jì)劃中，醫(yī)生在照射前決定病人的照射條件。病人的實(shí)際照射是根據(jù)照射條件實(shí)施的。因此，確定合適的照射條件是非常重要的。治療計(jì)劃由TPS負(fù)責(zé)，因此，它是放射治療中重要的設(shè)備之一，也是治療設(shè)備(放射源設(shè)備)。在需要中子輻照的BNCT中，TPS是一個(gè)不可或缺的項(xiàng)目。

TPS是一種模擬病人照射的軟件。以BNCT的TPS為例，該系統(tǒng)模擬了用中子束照射患者，并確定了靶區(qū)周圍的劑量分布。使用TPS的治療計(jì)劃流程如下。

（1）首先，將通過CT和/或MRI獲取病人的醫(yī)學(xué)影像加載到TPS中。感興趣器官的某些區(qū)域的輪廓(ROIs)和總的腫瘤體積(GTV)或臨床靶體積(CTV)為每一張醫(yī)學(xué)圖像上的靶區(qū)。

（2）患者的三維(3D)模型，包括ROIs和目標(biāo)區(qū)域，是通過疊加醫(yī)學(xué)圖像來創(chuàng)建的。

（3）照射條件包括照射點(diǎn)、照射方向、照射場(chǎng)、能譜、照射強(qiáng)度等，根據(jù)患者的三維模型設(shè)定。

（4）將三維模型轉(zhuǎn)化為基于體素的計(jì)算模型(體素模型，體素假體)，以有效地進(jìn)行粒子輸運(yùn)。

（5）三維模型中中子和光子的分布是通過粒子輸運(yùn)計(jì)算得到的。對(duì)于BNCT劑量學(xué)中輻射分布的計(jì)算，常用蒙特卡羅傳輸算法，這是一種概率方法。

（6）測(cè)定了幾種吸收劑量的分布，如計(jì)算輻射產(chǎn)生的硼劑量、氮?jiǎng)┝亢蜌鋭┝?。中子與某些原子(如硼、氮、氫)之間的反應(yīng)所產(chǎn)生的若干吸收劑量是通過乘以中子通量和KERMA因子，來確定每個(gè)原子吸收劑量。對(duì)于伽馬射線的劑量，是通過乘以計(jì)算的光子通量和光子的劑量轉(zhuǎn)換因子來確定的。

（7）將模型中輻射和劑量的分布疊加在原始醫(yī)學(xué)圖像上顯示出來。計(jì)算ROIs和目標(biāo)區(qū)域的小值、大值和平均值。確定每個(gè)ROI的劑量體積直方圖(DVH)。

（8）測(cè)試不同的中子束方向，以確定治療方案。然后通過比較，確定合適的輻照條件。

圖3顯示了使用TPS的BNCT的治療計(jì)劃的流程。

BNCT的TPS工作流程與其他傳統(tǒng)的放射治療如x射線治療和粒子放射治療的TPS類似。然而，BNCT的TPSs與傳統(tǒng)放療的TPSs的主要區(qū)別如下:

（1）對(duì)中子和光子的粒子輸運(yùn)計(jì)算一般采用蒙特卡羅方法。近年來，蒙特卡羅劑量計(jì)算方法也被應(yīng)用到傳統(tǒng)的放射治療，如x射線治療和質(zhì)子放射治療的TPSs中，以獲得更準(zhǔn)確的劑量計(jì)算結(jié)果。常規(guī)放射治療TPSs中的蒙特卡羅方法已被專門用于追蹤分散在材料中的單個(gè)粒子路徑，并簡(jiǎn)化為能夠在合理的短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行劑量估計(jì)，適用于常規(guī)的治療計(jì)劃工作。因此，這種方法被稱為“簡(jiǎn)化蒙特卡羅方法”。另一方面，對(duì)于BNCT中的TPSs，由于中子的行為是多樣和復(fù)雜的，而且二次輻射引起的劑量也必須考慮在內(nèi)，所以一般采用基于常規(guī)蒙特卡羅的劑量計(jì)算方法。常規(guī)的蒙特卡羅方法也被稱為“全蒙特卡羅法”，與“簡(jiǎn)化蒙特卡羅法”相反?！懊商乜_法”在本文中指“全蒙特卡羅法”。

（2）由于蒙特卡羅計(jì)算的需要，BNCT的粒子輸運(yùn)計(jì)算時(shí)間可能比常規(guī)放射治療的粒子輸運(yùn)計(jì)算時(shí)間要長(zhǎng)。

（3）必須估計(jì)中子與硼化合物在細(xì)胞內(nèi)的反應(yīng)所產(chǎn)生的劑量。每個(gè)器官和組織中硼-10的濃度不同，其生物學(xué)效應(yīng)也不同。

目前BNCT的TPSs僅為正向規(guī)劃系統(tǒng)。因此，在治療計(jì)劃中，必須在各種照射條件下進(jìn)行多次計(jì)算。通過多次計(jì)算，醫(yī)生選擇其中有效的照射條件并應(yīng)用于實(shí)際的治療。盡管有人提出BNCT逆規(guī)劃系統(tǒng)的基本原理，但還沒有實(shí)際應(yīng)用。

為了實(shí)施上述一系列的治療計(jì)劃步驟，BNCT的TPS所需的主要的基本功能如下：

（1）加載CT和MRI醫(yī)學(xué)影像的功能。圖像格式通常為DICOM；

（2）每張醫(yī)學(xué)圖像的目標(biāo)區(qū)域和ROIs的輪廓；

（3）根據(jù)醫(yī)學(xué)圖像為患者建立3D模型，包括目標(biāo)體積和ROIs的自定義；

（4）用患者的3D模型選擇中子束條件。

（5）把三維模型轉(zhuǎn)換到計(jì)算模型。在現(xiàn)有的系統(tǒng)中，采用體素模型進(jìn)行計(jì)算；

（6）用該模型進(jìn)行了模型輸運(yùn)計(jì)算。在BNCT劑量學(xué)中，需要計(jì)算中子和光子的輸運(yùn)，中子和光子的粒子傳輸計(jì)算通常是由蒙特卡羅算法確定的。由于蒙特卡羅代碼對(duì)粒子傳輸計(jì)算具有多用途的應(yīng)用，因此需要一個(gè)代碼的接口功能。需要進(jìn)行體素計(jì)算的輸入數(shù)據(jù)的格式需要與代碼中的格式匹配。

（7）用體素模型對(duì)原始醫(yī)學(xué)圖像的每個(gè)像素插值計(jì)算結(jié)果；

（8）對(duì)插值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行劑量分析并可視化結(jié)果，如CT圖像中的DVH和2D分布。

為了在世界范圍內(nèi)開展基于反應(yīng)型的BNCT設(shè)備的臨床研究，已經(jīng)開發(fā)了一些用于BNCT的TPSs。表4列出了在基于反應(yīng)型的BNCT的實(shí)際臨床實(shí)驗(yàn)中使用的主要TPSs。表中還列出了日本正在開發(fā)的用于基于加速器的BNCT設(shè)備的新型TPSs。

這些TPSs是非商業(yè)性的，已經(jīng)被一些與BNCT有關(guān)的研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)的核工程小型專家團(tuán)隊(duì)開發(fā)為BNCT的支持工具。TPSs是1980-1990年在美國研究出來的。在這期間，建立了一些能夠產(chǎn)生超熱中子束的BNCT設(shè)備。超熱中子束輻照的實(shí)現(xiàn)，使較深目標(biāo)的輻照成為可能。以往的帶超熱中子束的BNCT，照射場(chǎng)的劑量由放置在病人照射場(chǎng)內(nèi)的金箔等探測(cè)器測(cè)量得到。然而，在使用超熱中子束的BNCT中，不可能直接測(cè)量體內(nèi)較深處的劑量，因?yàn)樘綔y(cè)器不能放置在體內(nèi)。因此，一種能夠估計(jì)輻射場(chǎng)中所有區(qū)域的劑量，包括體內(nèi)的劑量的TPS是必要的。

如表4所示，研制了四種用于反應(yīng)型BNCT的TPSs，并進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。首先是MIT在1990年開發(fā)的“NCT計(jì)劃”。這個(gè)系統(tǒng)是有哈佛和MIT合作開發(fā)的。在蒙特卡羅傳輸計(jì)算中，這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用了MCNP。在粒子輸運(yùn)計(jì)算中，NCTPlan從患者CT圖像構(gòu)建的3D模型中創(chuàng)建了一個(gè)由1x1x1cm3體素細(xì)胞組成的體素計(jì)算模型。NCTPlan已在MITR進(jìn)行的BNCT臨床試驗(yàn)中應(yīng)用于治療計(jì)劃工作。阿根廷的CNEA BNCT組還采用NCTPlan在CNEA的RA6反應(yīng)堆進(jìn)行了BNCT的臨床研究。

SETA是有INEEL和蒙大拿州立大學(xué)在1999年合作開發(fā)的。SERA已經(jīng)被應(yīng)用于許多BNCT設(shè)備中，如京都大學(xué)研究反應(yīng)堆研究所(KURRI)，芬蘭赫爾辛基大學(xué)醫(yī)院和瑞典的斯圖茲威克。SERA仍然被用于在KURRI進(jìn)行的臨床試驗(yàn)。因此，該系統(tǒng)有數(shù)百個(gè)臨床病例的治療計(jì)劃的跟蹤記錄。SERA的計(jì)算模型中體素細(xì)胞的大小可以任意選擇，不依賴于基于CT圖像建立的原患者模型的微小分辨率。因此，雖然與NCTPlan相同的1×1×1 cm3大小常用于臨床，但用戶可以根據(jù)不同條件設(shè)置合適的大小進(jìn)行劑量估算。

在日本，JAEA計(jì)算劑量測(cè)定系統(tǒng)由日本原子能機(jī)構(gòu)研發(fā)，為了實(shí)現(xiàn)BNCT的臨床試驗(yàn)，在研究堆上安裝了醫(yī)療設(shè)備NO.4(JRR-4)。JRR-4的臨床試驗(yàn)開始于2001年，涉及JCDS的治療計(jì)劃，它被用于大約100個(gè)案例的治療計(jì)劃，在2011年反應(yīng)堆關(guān)閉之前一直在運(yùn)行。

JCDS的使用MCNP作為蒙特卡羅劑量計(jì)算引擎。體素細(xì)胞的體素大小可以從8mm3，125mm3，1cm3中選擇。在臨床應(yīng)用中，為了獲得更準(zhǔn)確的劑量計(jì)算結(jié)果，計(jì)算模型通常使用8 mm3的體素細(xì)胞。因此，JCDS的計(jì)算精度有望優(yōu)于其他系統(tǒng)。但是，計(jì)算時(shí)間可能比其他系統(tǒng)要長(zhǎng)。此后，除了MCNP之外，JCDS在21世紀(jì)中期得到了改進(jìn)，可以使用PHITS代碼進(jìn)行粒子輸運(yùn)計(jì)算。在這個(gè)改進(jìn)過程中，JCDS的第二個(gè)版本能夠使用由基于像素的體素單元組成的非常精確的體素模型進(jìn)行計(jì)算。

THORplan由臺(tái)灣清華大學(xué)BNCT研究組開發(fā)，為了在大學(xué)里安裝的THOR反應(yīng)堆里進(jìn)行臨床試驗(yàn)。該系統(tǒng)也采用了MCNP作為蒙特卡羅劑量計(jì)算引擎。系統(tǒng)中計(jì)算模型的體素細(xì)胞尺寸為5×5×5 mm3(125 mm3)。自2010年以來，THOR反應(yīng)堆已經(jīng)對(duì)THORplan進(jìn)行了頭頸癌復(fù)發(fā)的臨床試驗(yàn)。

上述傳統(tǒng)的TPSs在當(dāng)時(shí)被開發(fā)為基于反應(yīng)物的BNCT的研究工具。此外，該系統(tǒng)具有基本和小的功能，可以執(zhí)行BNCT的治療計(jì)劃。然而，日本在2014年修訂了與藥品和醫(yī)療器械相關(guān)的法律，對(duì)TPS的規(guī)定也發(fā)生了變化。在新的《藥品管理法》中，任何采用先進(jìn)醫(yī)療保健或健康保險(xiǎn)的放射治療系統(tǒng)都必須獲得藥物批準(zhǔn)。在日本，許多基于加速器的BNCT治療設(shè)備已經(jīng)在開發(fā)中，并有望申請(qǐng)藥物批準(zhǔn)。因此，預(yù)計(jì)在不久的將來，BNCT將與先進(jìn)的醫(yī)療保健或健康保險(xiǎn)一起進(jìn)行。因此制定新的TPSs是非常有必要的，以響應(yīng)基于加速器的BNCT，并獲得藥物批準(zhǔn)。在這種背景下，筑波大學(xué)正在開發(fā)一種新的基于蒙特卡羅的多模態(tài)TPS(開發(fā)代碼:TsukubaPlan)基于JCDS的基礎(chǔ)技術(shù)。筑波計(jì)劃應(yīng)用了PHITS作為蒙特卡羅傳輸碼，它的應(yīng)用使產(chǎn)生于中子、光子以及質(zhì)子和重離子的反應(yīng)的劑量得到確定。因此，筑波計(jì)劃允許計(jì)算BNCT、粒子放射治療及x線治療的劑量學(xué)。目前，正在對(duì)該系統(tǒng)的劑量估計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。

此外，正在開發(fā)一種新的TPS，名為“SACRA Planning”，生產(chǎn)的一種以回旋為基礎(chǔ)的BNCT設(shè)備。SACRA計(jì)劃的蒙特卡羅傳輸發(fā)也應(yīng)用了PHITS。SACRA計(jì)劃的用戶界面正在與RaySearch實(shí)驗(yàn)室(RaySearch)合作開發(fā)，RaySearch實(shí)驗(yàn)室是x射線治療的TPSs的制造商之一。中子治療公司(NTI)，是一家以加速器為基礎(chǔ)的BNCT治療設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)公司，也在與RaySearch合作，為BNCT開發(fā)一種新的TPS。風(fēng)險(xiǎn)公司CICS也在開發(fā)原始的TPSs，以實(shí)現(xiàn)其設(shè)備的治療。

在現(xiàn)代外照射治療中，患者的設(shè)置精度、治療間的位置再現(xiàn)性、治療內(nèi)的位置維持是影響治療效果的重要因素。為了實(shí)施基于TPS劑量評(píng)價(jià)的放射治療，需要利用TPS的高度精確計(jì)算進(jìn)行劑量評(píng)價(jià)，并利用初步獲得的CT圖像盡可能多地再現(xiàn)患者的體位。此外，在光束照射時(shí)保持相同的身體姿勢(shì)也是必要的。在不包括BNCT的放射治療中，患者直接躺在治療床上，與CT成像時(shí)相同。也是說，旋轉(zhuǎn)門可以從任何角度照射，病人的負(fù)擔(dān)是有限的。但是，在目前的狀態(tài)下中子束被限制在一個(gè)固定的輻照口進(jìn)行輻照。因此，有必要進(jìn)行

設(shè)置，同時(shí)相對(duì)于中子束改變病人的身體軸和姿勢(shì)。此外，在BNCT的情況下，為了盡可能縮短輻照時(shí)間，需要將受影響的部分設(shè)置在靠近光束端口的位置。此外，從避免輻射暴露到患者的照射靶區(qū)外的角度來看，由于從射束口發(fā)出的中子發(fā)散較大，有必要盡可能地使患者固定在射束口附近。由于射束口的周圍有一堵屏蔽墻，以防止中子和光子等輻射從射束上游泄漏，病人的身體和墻壁可能會(huì)根據(jù)病人的姿勢(shì)相互接觸。與其他放射療法相比，這些困難只存在于BNCT治療的設(shè)置中。

患者體位是一個(gè)不可或缺的過程，以實(shí)現(xiàn)患者的個(gè)人優(yōu)化劑量分布也是通過TPS預(yù)先評(píng)估。已經(jīng)發(fā)表了幾篇關(guān)于BNCT患者設(shè)置技術(shù)的論文。

Wielopolski等，報(bào)道了一種病人體位和固定技術(shù)，該技術(shù)在布魯克海文醫(yī)學(xué)研究反應(yīng)堆對(duì)多發(fā)性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤進(jìn)行了詳細(xì)的BNCT檢查。他們方法的特點(diǎn)總結(jié)如下：

（1）使用一個(gè)模擬病人治療定位的模型房并固定，為的BNCT治療定位放置標(biāo)記；

（2）使用便攜式立體定向框架提供關(guān)鍵參考點(diǎn)，以確定輻照光束中心光束軸的入口點(diǎn)和相對(duì)于這些點(diǎn)計(jì)算出的患者定位坐標(biāo)；

（3）使用患者支持設(shè)備，如桌子和椅子，以確保舒適在BNCT治療期間。

Palmer等，詳細(xì)介紹了在Harvard-MIT進(jìn)行BNCT治療時(shí)患者定位的步驟，總結(jié)如下：

（1）使用Vac-Lok靠墊和安全帶；

（2）用水質(zhì)體熱塑性塑料網(wǎng)固定頭部

（3）使用由foamcore廣告板材料制成的個(gè)性化模板來建立病人相對(duì)于光束軸的準(zhǔn)確定位；

Kumada等，報(bào)道了一個(gè)日本原子能機(jī)構(gòu)的BNCT治療(JAEA) 病人設(shè)置程序，具有以下特點(diǎn)：

（1）使用一個(gè)病人設(shè)置模擬器系統(tǒng)配備了一個(gè)多方向激光指向系統(tǒng)；

（2）使用TPS提供患者頭部表面的三維位置數(shù)據(jù)；

（3）使用三維數(shù)字化儀在輻照室進(jìn)行測(cè)量，以確定實(shí)際的頭部位置固定在理想坐標(biāo)；

Kiger等人報(bào)道了一種定位技術(shù)，該技術(shù)使用3D數(shù)字化儀來確定患者頭部的正確射束入口點(diǎn)。他們的結(jié)論是，與傳統(tǒng)的方法相比，通過結(jié)合在病人身上標(biāo)記的參考點(diǎn)和3D數(shù)字化儀來確定光束進(jìn)入點(diǎn)的方法，病人的定位提供了顯著的改進(jìn)。

Auterinen等人在FiR-1 BNCT設(shè)施中介紹了使用另一種方法的患者定位。 是說，為了使患者在照射口附近更容易定位，在光束孔周圍建造了肩部凹槽。他們還評(píng)估了在存在或不存在肩部凹陷時(shí)對(duì)身體的暴露劑量。他們的結(jié)論是，根據(jù)蒙特卡羅法計(jì)算出的由于肩部凹陷而增加的人體暴露劑量是可以接受的。

幾乎所有的BNCT治療都是單獨(dú)進(jìn)行的。因此，每部分的照射時(shí)間自然比其他放療方

式要長(zhǎng)。在BNCT治療期間，病人可能在射線照射過程中發(fā)生移位。有幾篇論文報(bào)道了在BNCT過程中病人位置的改變對(duì)劑量的影響。

Wielopolski等人報(bào)告了關(guān)于BNCT治療劑量對(duì)患者位置位移敏感性的評(píng)估結(jié)果。他們模擬了病人在側(cè)方0.5、1.0和2.0 cm位置上的位移，并評(píng)估了頭部與光束準(zhǔn)直器表面之間的距離發(fā)生類似情況的情況。他們的模擬結(jié)果顯示，與側(cè)向驅(qū)替相比，側(cè)向驅(qū)替在離港方向有較大的劑量變化。

Takada等人利用JRR-4中子束模擬了患者位置位移小于1cm對(duì)劑量的影響。將患者位置的假設(shè)位移橫向設(shè)置為1.5-9.0 mm，橫向設(shè)置為1.0-9.0 mm(氣隙)。在位置固定不充分或照射時(shí)間較長(zhǎng)的情況下，可假設(shè)患者位置移位數(shù)毫米。根據(jù)他們的模擬結(jié)果，當(dāng)側(cè)向位移為9 mm時(shí)，劑量偏差約為2%。另一方面，在他們模擬遠(yuǎn)離光束端口的方向時(shí)，在9毫米范圍內(nèi)觀察到大約10%的劑量偏差。

一般來說，當(dāng)病人的位置發(fā)生位移時(shí)，對(duì)劑量的影響，對(duì)于準(zhǔn)直良好的光束來說是至關(guān)重要的。用于BNCT的中子束的準(zhǔn)直度不如常規(guī)放療(如x射線治療)的準(zhǔn)直度好。此外，輻射的超熱中子在患者體內(nèi)迅速減速，并以熱中子的形式向四面八方擴(kuò)散。因此，中子被廣泛地照射在輻照部位周圍。然而，從這兩個(gè)結(jié)果，可以認(rèn)為，病人在離光束口一個(gè)方向上的位移影響B(tài)NCT的劑量。

假設(shè)患者位置的改變對(duì)劑量的影響也隨著BNCT束散度和照射部位的不同而變化。理想情況下，在BNCT治療過程中，患者體位的位移應(yīng)該被實(shí)時(shí)監(jiān)控并立即體現(xiàn)在劑量分布的計(jì)算上。雖然實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)存在一些困難，但它被認(rèn)為是在BNCT治療中實(shí)現(xiàn)更高精度輻照的一個(gè)重要過程。

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