硼中子俘获治疗中血硼浓度的测量方法

 介绍了硼中子俘获治疗（BNCT）过程中的血硼浓度测量的概念,分析总结了物理测量法、化学测量法、核测量法这3 种测量血硼浓度方法的不足。其中,着重介绍了基于核测量法的血硼浓度测量技术。血硼浓度的快速精确的测量是硼中子俘获治疗过程中的关键,综述了核测量法--瞬发γ射线中子活化分析（PGNAA）技术的发展及应用;PGNAA装置测量血硼浓度的技术现状;当前核测量方法存在的问题及解决办法。认为未来硼浓度测量技术的发展方向是BNCT治疗肿瘤时四维估算照射剂量技术。     

血硼浓度测量对BNCT具有重要意义

 1936 年Locher 首先提出硼中子俘获治疗（boron neutron capture therapy,BNCT）的概念,即首先让癌细胞吸收易于与热中子发生反应的硼化合物,随后照射聚集在肿瘤部位的¹⁰B,¹⁰B 俘获中子后产生α粒子和⁷Li,进而杀灭肿瘤细胞,而不伤及正常细胞。BNCT 为许多用传统方法无法治疗的肿瘤提供了一种新的治疗方法,这种疗法对于癌细胞与正常细胞混杂在一起,恶性程度较高的脑肿瘤等肿瘤具有卓越疗效,由于它只对癌细胞进行有选择的破坏,因此对身体负担小,有助于患者维持生活品质。     

在清华大学屏蔽试验堆上实现硼中子俘获治疗

硼中子俘获治疗（ＢＮＣＴ）是中子治癌研究中的一个重要课题。将清华大学屏蔽试验堆（９０１堆）的１＃孔道改建成ＢＮＣＴ的治疗孔道实现硼中子俘获治疗。为估价孔道改建的可行性，利用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ程序进行了计算，并同实验和ＳＮ计算方法的结果进行了对比。其结论是功率为１ＭＷ的９０１反应堆１＃孔完全可以满足ＢＮＣＴ的要求，超热中子通量达１０９ｃｍ－２ｓ－１。     

镅铍源硼中子γ测井的可行性

为降低测井成本,用镅铍源取代脉冲中子源,研究在储层已注入硼酸溶液的条件下进行中子γ测井即硼中子γ测井的可行性。用Monte-Carlo模拟技术即通用程序MCNP(3B),计算了该测井方法的俘获γ能谱、俘获γ计数与含水饱和度及源距的关系。得出了俘获γ计数随含水饱和度的增加呈指数规律衰减;井眼对俘获γ计数的影响很小,而且俘获γ计数与地层孔隙度具有良好的相关性。从计算结果看,用镅铍源取代脉冲中子源进行硼中子γ测井是可行的,其适应性强,成本低。     

基于Geant4的硼中子俘获治疗的能量沉积分布研究

硼中子俘获治疗(BNCT)是一种治疗癌症的有效手段.采用国际通用的Geant4开发程序包,以Snyder模型为对象,构建中子输运计算模型,评估在给定中子束流能谱和入射方向条件下,脑组织吸收不同10 B质量比的含硼药物对癌变组织及正常组织的能量沉积的来源和分布情况.研究表明,10 B引起的能量沉积呈先升高后降低的变化趋势...     

基于碳化硼慢化体和涂硼微结构中子探测器的通用中子能谱仪设计和解谱方法研究

本文提出了一种基于碳化硼慢化体和涂硼微结构中子探测器的通用中子能谱仪设计方法, 获得了计算最优慢化体厚度和探测器响应函数的通用公式, 并用蒙特卡罗方法进行了验证和修正, 可实现对中子能谱仪的快速设计. 该类能谱仪可实现各中子响应函数之间的解耦, 使每个探测器对各个分立能量区间的中子最为敏感, 具有较强适用性和灵活性. 基于该方法, 我们设计了一个用于硼中子俘获治疗（BNCT）超热中子能谱测量的能谱仪, 通过Gravel算法实现了中子能谱解析, 并提出了一种具有良好普适性的基于响应函数的预置谱设置方法. 结果表明, 该能谱仪对单能中子的峰位解析精度约为1%, 对BNCT连续谱的解析均方差约为0.76%, 具有较大技术优势和可行性.     

低浓化医院中子照射器（IHNI-1）堆芯的物理方案设计

采用蒙特卡罗程序MCNP/4B模拟计算了功率为30 kW的低浓化医院中子照射器的堆芯物理参数,设计了合理的堆芯布置方案、235U富集度、控制棒价值、后备反应性和停堆深度,得到固有安全性较高、寿期达10年且无需换料、采用低浓化UO2燃料的医院中子照射器的堆芯物理设计方案,为后续反应堆工程设计以及硼中子俘获治疗肿瘤用中子束的设计提供理论依据。     

硼中子寿命测井的研究及应用

硼中子寿命测井是在中子寿命测井改进中发展起来的一种适应低矿化度地层的动态监测新技术。它是向地层中注入高俘获截面的硼酸,使中子寿命测井也适用于低矿化度地区。该技术通过暂时改变井筒附近地层水的性质,采用“测—注—测”工艺获取地层剩余油信息,直观解释产层的油水比例关系。根据硼中子寿命测井资料实施措施的通61-更40井和河68-24井取得了明显的增油效果。在油田开发进入中后期后,新区产能又接替不上的情况下,加快硼中子寿命测井的探索和推广应用,挖掘潜力油层,具有重要的现实意义。     

贫金属星HD 122956的中子俘获元素丰度

根据贫金属星ＨＤ１２２９５６的中子俘获元素的观测丰度,利用贫金属星中子俘获元素丰度的计算模型,采用最小二乘法精确地确定了三种不同的中子俘获过程对该贫金属星中子俘获元素丰度的贡献,从理论上预言了贫金属星ＨＤ１２２９５６的中子俘获元素的丰度,并给出了计算结果与预测结果的比较。     

含肿瘤BNCT网格模型的Monte Carlo剂量计算

根据Snyder解析模型建立了一个含有肿瘤的BNCT(硼中子俘获治疗)-4 mm网格模型,应用MCNP(Monte Carlo N-particle)程序进行模拟计算,并对结果进行了物理分析;使用新研制的MCDB(Monte Carlodosimetry in brain)程序对Snyder加肿瘤模型进行了模拟,得到和MCNP程序几乎完全一致的结果,验证了MCDB程序的正确性,由于MCDB采用了适合均匀网格的快速粒子径迹算法,因而提高了计算速度,较MCNP节省了36%的模拟时间。     

脂质体作为钆中子俘获治疗肿瘤药物载体的跨膜动力学及机理研究

制备和表征了包埋Gd-EDTA的脂质体,测定了pH,离子强度,缓冲液组成及温度对Gd-EDTA脂质体的影响,比较了Gd-EDTA脂质体和Gd-EDTA被肿瘤细胞摄入的动力学曲线。结果表明,Gd-EDTA脂质体在37℃和生理条件下最稳定,肿瘤细胞摄入Gd-EDTA脂质体速率是Gd-EDTA的8倍,而释放Gd的速率,Gd-EDTA脂质体远远低于Gd-EDTA,这些结果提供了脂质体包埋Gd-EDTA作为钆中子俘获治疗药物的可能性。     

葡萄糖在细胞吸收硼酸及取代硼酸中的作用研究

硼中子俘获治疗(boron neutron capture therapy, BNCT)是肿瘤治疗的一种二元体系，利用含10B药物对肿瘤细胞的高选择性、在肿瘤细胞中有足够的富集量和滞留时间，用具有合适能量的超热中子束照射肿瘤部位，发生中子俘获反应10B(n，α)7Li，反应释放出的高传能线密度α粒子和7Li，在一个细胞大小范围杀死肿瘤细胞．因此，含10B药物的高效、高选择性对肿瘤细胞的靶向输送是BNCT有效性提高的关键．为了提高肿瘤细胞对含硼化合物的吸收，本文基于糖类物质与硼酸及其衍生物的相互作用，以及糖类具有在肿瘤细胞中富集的性质，研究了葡萄糖对正常细胞和肿瘤细胞吸收硼酸及其衍生物的影响，探讨了利用糖类物质增加肿瘤细胞中10B含量的可能性．研究结果表明，随着葡萄糖含量的增加，肿瘤细胞对硼酸及取代硼酸的吸收增加，而正常细胞的吸收增加不明显．此外，葡萄糖对硼化合物在细胞中的滞留无明显的影响．      

医用堆与池式供热堆耦合建造的概念研究

正在试验和研究中的硼中子治疗术（ＢＮＣＴ），要求设计专用反应堆，以适应大规模治疗的需要。在反应堆用于低温核供热的研究中，简单、安全、无压力的池式堆能够满足城市供热的需要，而池式堆又可提供廉价的辐射能。所以提出了一种新的池式耦合堆的设计，将ＢＮＣＴ及成熟的医用放射性同位素的生产相结合，建造功率为１２ＭＷ的医用堆。医用堆与１２０ＭＷ核供热堆耦合建造，建设投资较低。辐射和供热综合利用，医用堆的核燃料成本大为下降。这种低成本反应堆为这类专用堆的建设提供了良好的现实性。     

慢化体材料对加速器BNCT束流装置中子品质影响研究

基于加速器中子源的硼中子俘获治疗(BNCT)是一种较好的肿瘤治疗技术,通过慢化得到的超热中子可用于非浅表肿瘤BNCT治疗.本文以2.3 MeV、10 mA质子流强的7Li(p,n)7Be中子源为对象,建立了加速器BNCT束流装置模型,采用中子输运程序MCNP研究了慢化体材料对超热中子束流品质的影响.结果表明:采用重水作为慢化体材料可有效的提高束流出口处超热中子水平,对于2.3 MeV、10 mA质子流强的7Li(p,n)7Be中子源,超热中子束流水平为0.669×109n/(cm2.s),超热中子与快中子产额比达62.3,基本达到临床治疗所需109n/(cm2.s)的超热中子水平.     

纳米冷冻治疗学——纳米医学的新前沿

近年来,借助低温方法对恶性肿瘤实施靶向治疗已成为肿瘤临床和生物医学工程研究领域中的重要主题。为了突破制约传统冷冻手术治疗效率的技术瓶颈,本实验室首次提出将纳米技术与低温工程学相结合,以发展先进肿瘤微创治疗方法的技术理念,并在相应的机理分析、试验研究和医疗仪器的研制等方面取得进展。种种态势表明,纳米冷冻治疗学正成为纳米医学领域内极具探索价值的新前沿。由于这一方法在调控冰球生长方向和强度、确保肿瘤适形治疗以及提高医学成像分辨率等方面均优于传统手段,因而在预期的临床应用上可望取得较佳结果。该方法的提出,为发展高效物理靶向治疗开辟了一条新的途径。本文在简要剖析低温医学技术发展态势的基础上,评述了纳米冷冻治疗这一未来纳米医学领域可能具有重要意义的概念,阐述了其基本特点、功能和应用方式等问题,并以本实验室前期取得的系列进展为例,剖析了在现阶段发展纳米冷冻治疗技术的途径;同时也对纳米冷冻治疗学的前景进行了展望,归纳出了一些有待解决的基础科学和应用技术问题。