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 硼中子俘獲療法（Neutron Capture Therapy，NCT）是采用熱中子束和親腫瘤藥物相結(jié)合的一種“二元腫瘤治療方法”，從上世紀(jì)50年代開始就有相關(guān)研究的報(bào)道。其中親腫瘤藥物研究比較多的是摻硼（10B）的藥物，硼藥的性能基本達(dá)到臨床試治的要求；也有研究機(jī)構(gòu)開展摻釓（157Gd）的藥物研究，釓藥有開展小動物實(shí)驗(yàn)的報(bào)道。中子俘獲療法與上世紀(jì)90年代流行的快中子治療方式不同，快中子治療不借助于親腫瘤組織的藥物而直接使用能量為數(shù)十兆電子伏特的快中子，快中子治療因?yàn)槠漭^嚴(yán)重的遠(yuǎn)期并發(fā)癥效應(yīng)而逐漸被放棄使用；而中子俘獲療法使用能量為電子伏特以下的熱中子并結(jié)合靶向藥開展癌癥治療。

硼中子俘獲治療（Boron Neutron Capture Therapy，BNCT）是一種具有“固有”安全性的生物靶向放射治療模式，對于浸潤型、彌漫型、結(jié)節(jié)型或有轉(zhuǎn)移的腫瘤具有治愈的可能性。BNCT通過將具有親腫瘤組織的無毒的含硼藥物注入人體血液，待硼藥物富集在腫瘤組織后，利用超熱中子束照射腫瘤部位，經(jīng)由熱中子與硼-10發(fā)生反應(yīng)，放出具有高線性傳能密度（高LET，單位距離上沉積能量多）特性、高相對生物效應(yīng)的粒子來殺滅癌細(xì)胞。過去幾十年的BNCT臨床治療主要集中在治療少數(shù)惡性腫瘤上，比如多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（GBM）、惡性黑色素瘤和頭頸部復(fù)發(fā)性腫瘤，對于其他種類常見腫瘤（肺癌、腎癌、肝癌等）也做了臨床試治，都具有很好的治療響應(yīng)。

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。

臺灣水池式反應(yīng)器（Tsing Hua Open-pool Reactor, 簡稱THOR）是臺灣第一座、也是目前唯一運(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，為了整合臺灣BNCT研究團(tuán)隊(duì)、并支持BNCT相關(guān)研究照射，遂向相關(guān)部門申請通過「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)時全世界八個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，其中針對中子束的設(shè)計(jì)考慮主要包括如下：

• 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治療最適當(dāng)?shù)哪芰糠秶?eV～10keV）。

• 中子射束的強(qiáng)度：中子射束的強(qiáng)度主要是考慮治療時間的合理性。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間在1小時以內(nèi)完成。
  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超過限定值。

• 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，臺灣大學(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)過程不會造成THOR安全疑慮，改建計(jì)劃案經(jīng)原子能委員會審查通過后才開始進(jìn)行改建工作。是整個 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，需要較長時間的預(yù)先模擬定位動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)時信息(on-line monitor)，達(dá)到劑量精準(zhǔn)給予的目的。

硼中子俘獲療法適合治療多種癌癥種類，包括晚期復(fù)發(fā)類癌癥：

　　1. 各種惡性原發(fā)性腦腫瘤;

　　2. 黑色素瘤;

　　3. 頭頸部腫瘤(口腔癌，舌癌，咽癌，喉癌，甲狀腺癌，腮腺癌，外耳癌，中耳癌癥);

　　4. 肝臟腫瘤(包括幾個病灶);

　　5. 膀胱癌;

　　6. 局部復(fù)發(fā)性乳腺癌;

　　7. 肺癌;

　　8. 結(jié)腸癌;

　　9. 間皮瘤。