清華大學硼中子捕獲治療計畫程式THORplan劑量計算準確度驗證

李憲昇(Hsien-Sheng Li)

指導教授 ： 薛燕婉

國立清華大學/原子科學院/工程與系統科學系/碩士(2009年)

摘要

在癌症對人類生命威脅越來越大的同時，各種治療方式也不停的進步。硼中子捕獲治療（BNCT）便是其中一種，利用其高LET、標靶治療的特性，避免其他正常組織接受不必要的劑量，減低副作用，提升治癒率與病人的生活品質。
清華大學自行發展之BNCT治療計畫程式THORplan自2004年林宗逸學長以IDL語法建構起完全圖型化界面後，歷經一再改版至今2.1.7版。本研究針對此新版程式先進行功能與準確性測試；然後再應用在長庚醫院、台北榮民總醫院提供的GBM病人CT案例上。
本研究利用頭型數值假體進行THORplan之準確性驗證。同時也對國際上BNCT臨床使用之SERA與NCTPlan進行準確性評估。結果顯示，與採解析模型之參考計算比較，SERA會高估熱中子通率2%至5%，造成中子劑量高估2%~9%；其光子劑量結果則很接近參考值；總劑量受中子劑量高估影響也呈現高估的情形。NCTPlan深度大於2公分則是會低估熱中子通率5~19%；造成光子劑量及總劑量也都會低估。THORplan除了在組織交界面受限於CT影像厚度有較大誤差外，其餘與參考計算結果相差僅1%，準確性明顯優於SERA與NCTPlan。
本研究亦針對長庚紀念醫院、台北榮民總醫院提供之GBM病人CT影像，透過THORplan進行劑量評估。在長庚的案例中，於熱中子通率較高的深度1.8~4.8公分繪製一直徑3公分之假想腫瘤，並將其硼濃度設為正常組織的三倍。硼劑量如預期在腫瘤區約為正常組織的九倍，最大治療比例達4.16。定位靈敏度測試顯示，射源面與病人的距離的不準度對劑量影響最大；位移1.5 cm影響約7%。在榮總之GBM 病例中，由於腫瘤體積相當大，以致DVH圖顯示劑量分佈較不理想。建議此種病例宜以多次照射來減少腫瘤體積，提昇治療效果。
本研究對THORplan之使用與改進建議為：(1)THORplan中總劑量有兩種劑量計算方式可選用，分別為組織劑量轉換因子(KERMA factor) 和能量投遞計數。透過使用Modified Snyder Phantom的數值假體測試，建議採F6 卡方式計數。(2)THORplan中硼劑量建議使用FM4 卡計算。(3)THOR超熱中子束除了中子射源外，同時會有光子射源，此光子射源會貢獻最多約1 cGy/min之背景劑量。 目前使用的THORplan為2.1.7版，在未來的THORplan 3.0版中，劑量計算除了使用F6 卡方式外，還會將FM4計數方式加入，以針對重要元素進行劑量計算。而在劑量顯示上也會增加更多資訊，如重要器官之體積、最大劑量、最小劑量等。THORplan計算核心為MCNP，目前使用版本為4C，其對記憶體支配能力較差。未來也將適時更新為MCNP5版。透過THORplan、MCNP的更新，臨床治療評估病人劑量分佈時，將會更準確、快速。

關鍵字

硼中子捕獲 ； 治癌 ； 計畫程式

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THORplan ； BNCT

參考文獻

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