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BNCT治療的成敗主要定于

(1)腫瘤細胞的硼-10含量是否相對高于正常組織細胞；

(2)是否有足夠數(shù)量且能量適合的中子抵達腫瘤所在位置。

藥物關(guān)系BNCT治療成敗的主要因素是含硼藥物，必須確認該含硼藥物經(jīng)由靜脈注射進入人體后，腫瘤細胞的硼-10含量足夠、且相對高于正常組織細胞的B-10含量。

目前臨床試驗的要求，腫瘤細胞的B-10含量必須高于正常組織細胞的B-10含量達2.5倍以上（即T/N ratio值 > 2.5）。
截至目前為止，全球的研究均一致發(fā)現(xiàn)：

BPA(Boronophenylalanine)及BSH(sodium borocaptate )這兩種含硼藥物對癌細胞的親和性最為顯著。其中BPA結(jié)構(gòu)與人體必須氨基酸-苯丙氨酸(Phenylalanine)相似，過往研究顯示：BPA可被惡性黑色素皮膚癌及其他代謝旺盛的癌細胞高度吸收，而且當(dāng)BPA與果糖(fluctose)結(jié)合后，亦可增強癌細胞對BPA的吸收能力。

臺灣執(zhí)行BNCT臨床試驗，早期系由國際BPA藥物，再委由臺灣生技公司進行配制，每次照射所需的藥費相對昂貴。

目前，臺灣生技公司已有能力自行生產(chǎn)BPA藥物，也是現(xiàn)在臺灣BNCT臨床試驗唯一的制藥廠，在BPA藥物臺灣自行生產(chǎn)的情況下，有助于降低BNCT所需含硼藥物的價格。

輻射劑量測定學(xué)是單元放射醫(yī)療的關(guān)鍵所在，更是二元放療 NCT 的一個核心技術(shù)。BNCT 根據(jù) CT?MRI（magnetic resonance imaging，磁共振成像術(shù)）影像顯示的病灶，來編制對患者的治療計劃，以期設(shè)定處方輻射劑量，在治療中以及治療后還需評估實際的治療劑量，便于在隨診中估計治療的預(yù)后。 

處方劑量主要是設(shè)定施予目標組織的中子注量率以及腫瘤組織中的10B 濃度。長期的臨床實踐表明，中子注量率的估計，不僅有精細的分隔網(wǎng)格與準確的三維計算方法，更有直接與間接的測量加以佐證，一般誤差可在人為控估之中。而腫瘤組織中硼濃度的定量測量，在臨床治療中是治療計劃軟件必須要輸入的參數(shù)。輸注人體中的摻硼藥物要被腫瘤所攝取，必須通過腫瘤生長中藥物與其生化代謝行程，因此進入細胞的部位、進入的數(shù)量，以及在細胞中的滯留能力都是一個時間的動態(tài)過程，外科醫(yī)師無法在BNCT 中子照射中，直接提取腫瘤樣品，從速化驗，取得數(shù)據(jù)，只能根據(jù)一定范圍動物實驗，人體中對某種腫瘤、某種藥物所作的體內(nèi)硼濃度分布的研究與測定歸納出在一定時程內(nèi)腫瘤對正常組織以及腫瘤對血液中硼濃度比值的變化曲線，在照射治療前、中、后分別抽取患者血液作快速分析，一般以 2∶1 ~3∶1 推斷設(shè)定該患者的腫瘤對血液（或正常組織）硼濃度比值，以測出的血硼濃度為依據(jù)來推定腫瘤中的硼濃度，并推算其輻射劑量。由于摻硼藥物在組織內(nèi)的代謝過程是隨腫瘤種類不同、藥物種類不同，以及患者個體的不同而變，現(xiàn)行硼濃度推測方法在臨床造成輻射劑量估計的不定性就可想而知了。以美國麻省理工學(xué)院組織的一個國際權(quán)威性的 BNCT 劑量測量學(xué)交流組織對施行 BNCT 臨床試治的 7 個國家中 8 個臨床中心的測量狀況統(tǒng)計為例[3]，用標準化歸一基準對各個中心的數(shù)據(jù)做了仔細的分析，發(fā)現(xiàn)各家自行制定的技術(shù)規(guī)格書，對大腦最大容許劑量都設(shè)定為 10 Gy ( 權(quán)重 ) , 而臨床治療中的實際值估計，若以美國勃洛克海汶中心設(shè)定為 1，則美國哈佛／麻省醫(yī)療隊中心為 1. 32，芬蘭 VTT 醫(yī)療中心為 1. 43，荷蘭 Petten 聯(lián)合治療中心為 1. 49，瑞典 Studsvik 治療中心為 1. 74，其差異之大，表明 BNCT 的劑量測定學(xué)急需改進，并予歸一。

在估計體內(nèi)硼濃度分布的測量方法上，進展也是明顯的?；A(chǔ)研究中，常用經(jīng)跡刻觸技術(shù)的物理測量法，即取樣含硼的組織、血液經(jīng)中子照射產(chǎn)生10B ( n. α ) 7Li，反應(yīng)后，用明膠制成切片，用顯微鏡直接觀察核反應(yīng)產(chǎn)物 α 粒子在組織內(nèi)遷移的經(jīng)跡。用同一切片上單是組織結(jié)構(gòu)的顯微照片做精準的重疊，就能確定 α 粒子對組織結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)，反推算出反應(yīng)的強度與 10B 的數(shù)量。這種方法用 0. 5 mg 液滴就能探測 ng 量級的天然硼含量，其靈敏度是可用的，但操作工序繁多，從切樣到探測耗時個把小時，不適合臨床治療之需。

臨床較廣泛采用的是等離子體原子光譜分析法，如 ICP - AES（inductively coupled plasma - atomic emission spectroscopy，電感耦合等離子體—原子發(fā)射光譜儀），即取樣含硼的組織與血液，經(jīng)硝化等處理，測量樣品的等離子體火焰中與硼元素相對應(yīng)的光譜發(fā)射線強度，推算出樣品中的硼含量。如荷蘭 Petten 核研中心 BNCT 臨床應(yīng)用的 ICP -AES，約花 20 min 時間，就能在 1 mg 樣品中獲得  1 ppm 10B 的探測極限。

類似的方法中，也有采用 ICP - MS（inductively coupled plasma-mass spectroscopy，電感耦合等離子體一質(zhì)譜儀）法，探測血液中 BPA 的濃度時，測量容積要求比 ICP - AES 更少。此外美國俄亥俄州立大學(xué)使用 DCP - AES（direct current plasma - atomic emission spectroscopy，直流等離子體—原子發(fā)射光譜儀）法，可探測許多具有不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的化合物，制樣不需要高溫、高壓等易爆設(shè)備，還避免硝化過程操作的復(fù)雜性，大量樣品能在短時間內(nèi)方便地制備。在濃度達到每 mL 中 25 μg硼的肌肉、血液與腫瘤組織等樣品中，均可測得 μg 量級的硼。

種種化學(xué)測量方法，一般都會破壞樣品，測量程序多重，耗時幾十分鐘，難以在臨床測量中使用。

效能更高的核測量法因臨床之需產(chǎn)生了，它可直接抽取微量組織或體液樣品裝入小罐內(nèi)，用氣動傳輸系統(tǒng)快速到達核反應(yīng)堆內(nèi)照射，利用（n. α）核反應(yīng)所瞬發(fā)的 470 keV 能級的射線，把樣品打回到高純鍺 譜議上，分辨其能量、探測其強度，就能推算樣品中硼濃度的數(shù)量。例如美國 MITR-II 研究堆，建立了一套瞬發(fā)中子活化分析系統(tǒng)，提供了一條能域為 0. 06 ± 0. 01 eV 相對純的中子束，樣品注量率為 3. 5 × 106 cm-2 · s-1，使用 3~5 mL 樣品，就可獲得 <0.5 ppm 的10B 濃度。這種核分析方法可與患者在堆上作 BNCT 照射時的中子注量同步測量，時間上、精確度上都滿足了臨床需求。

歸根結(jié)底，上述物理測量法、化學(xué)測量法以及核測量法只能提供一個時間點、一處取樣點上的硼濃度數(shù)值，不能完全解決 BNCT 治療腫瘤時估算輻射劑量的四維問題，即腫瘤組織代謝過程不同區(qū)域內(nèi)的硼濃度定量值，以及不同區(qū)域內(nèi)腫瘤對正常組織、腫瘤對血液中的硼濃度定量比值。只有完全掌握這些信息，治療計劃軟件才能有效地設(shè)定處方劑量，同時可以預(yù)測患者的治療預(yù)后效果。得益于計算機斷層掃描影像醫(yī)學(xué)的興起，這種近乎理想的探測要求在 20 世紀后期漸見端倪。

首先是 CT 與 MRI 的問世。它們避免了 X 光透視在內(nèi)部組織分辨率低、成像模糊、對一些腫瘤難以確切判斷等缺點，提供具有高分辨率的斷層切面圖像，并可繞過厚厚的顱骨，清晰展示腦組織的結(jié)構(gòu)。對 MRI 技術(shù)而言，它是一種非侵襲性的檢查，不斷加大儀器的磁場強度就可用于探測包括腦疾、主動脈瘤、主動脈瘤夾層動脈瘤、動脈閉塞、周圍血管疾患等癥。在 BNCT 應(yīng)用上，它們解決了腫瘤擴展形態(tài)、分布范圍等三維度量問題，但還不能提供根本的藥物在組織內(nèi)代謝的信息。

SPECT（single photon emission computed tomography，單光子發(fā)射計算機斷層掃描儀）技術(shù)的出現(xiàn)帶來了希望。這種單光子發(fā)射計算機斷層掃描技術(shù)，是用諸如放射性藥物 輸入人體，在其所親和的組織或臟器上，通過發(fā)射的高能粒子，與其所附著的機體產(chǎn)生核反應(yīng)，即同核異能遷躍，激發(fā)出光子。這些藥物或聚集在器官內(nèi)，或參與體內(nèi)某種代謝過程，再對器官組織中放射性物質(zhì)的濃度分布和代謝活動進行成像，不僅可獲得解剖圖像，還可取得生理、生化、病理過程以及功能改變的圖像。這種放射性藥物在體內(nèi)的全身吸收劑量僅為 0. 03 mGy，比體外 X - CT 的每一斷面劑量為 1~4 mGy 少兩個數(shù)量級。雖然 SPECT 技術(shù)在探測腫瘤的靈敏度與特異性上比 CT?MRI 更優(yōu)越，但其空間的分辨率低，單光子記錄易受環(huán)境干擾，仍不宜在 BNCT中使用，直至 PET 技術(shù)成功實施才達到完美程度。

PET 技術(shù)，即正電子發(fā)射斷層掃描技術(shù)。它發(fā)射正電子的放射性同位素，一般為18F，所標記的藥物通過靜脈注入人體后，發(fā)射的正電子與鄰近組織的負電子相結(jié)合，隨即放出能量相同、方向相反的 2 個光子，即所謂正電子湮沒過程。利用符合電路同時探測這兩個光子，以獲得真實的信號。環(huán)境本底等干擾不可能正好產(chǎn)生 2 個方向相反、能量相同的光子，因而這種技術(shù)降低了噪聲、提高了圖像品質(zhì)，其分辨率可達 3 mm。利用 PET 檢查腫瘤，可以分辨 CT?MRI 難以辨認的病灶 , 還能判定那些被治療殺滅的組織、復(fù)發(fā)或是新生的癌組織，判別的準確度 >90 % 。用于 PET 探測的 18F 量也是極低的，一般為 10-9 ~10-12 mol 的數(shù)量，一次檢查的輻射吸收劑量與一次 X 光胸透相當(dāng)。這正是 BNCT 輻射劑量測量等所迫切期盼的。

20 世紀末，首先由日本學(xué)者 FukudaH 提出了應(yīng)用 BPA 藥物的 PET 掃描觀察藥物在腫瘤中的作用及其定量。接著，日本學(xué)者 IShiwataK 等研究了 18F 對 BPA 的氟化作用。最終由日本學(xué)者 Imahori Y 建立了18F - BPA - PET 的臨床應(yīng)用技術(shù)體系。

進入 21 世紀時, BNCT 已能把 18F - BPA - PET 技術(shù)，說得確切些就是18F - L - BPA - f - PET 技術(shù)，即把 18F 標記在 BPA 的對映異構(gòu)體的正位，左映并作葡萄糖處理的 P - L - BPA - f上，較多地應(yīng)用在腦膠質(zhì)瘤、皮膚黑素瘤、頭頸部腫瘤以及其他一些腫瘤的臨床試治上，無疑是 BNCT 技術(shù)的一大躍進。這項技術(shù)對 BNCT 的貢獻如下：

1) 使 BNCT 試治邁向個體化治療，逐步避免個體患者在輻射劑量測量上取用通用輸入數(shù)據(jù)的弊端。

2) 能準確辨認諸如惡性腦瘤等 CT?MRI 難以判斷的腫瘤病灶，并能顯現(xiàn)其惡變程度。

3) 定量顯示（不需要組織取樣）人體組織、體液中的10B 濃度 , 并能給定研究時段腫瘤對正常組織的10B 濃度比值。4) 對就診的患者，在 BNCT 前每人做一次微量18F - BPA - PET 研究，用于：

a. 判斷患者是否適合 BNCT 治療 , 作科學(xué)刪選,并合理利用醫(yī)療資源 ; 

b. 凡適合 BNCT 的患者，可預(yù)告治療功效及治療預(yù)后；

c. 納入治療的患者，根據(jù) PET 研究資料編制個人治療計劃的種種輸入數(shù)據(jù)，包括設(shè)定照射光圈尺度，照射場與病灶距離、方位，照射場強度與照射場照射次數(shù)，照射時間，以及治療效果評估；

ｄ. 利用專門藥劑，顯示腫瘤乏氧區(qū)的狀態(tài)。