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在加速器基硼中子俘获治疗（BNCT）中，中子相对生物学效应（RBE）计算至关重要。研究人员对比传统与新方法计算 RBE，发现二者差异在临床适用系统中较小。该研究为 BNCT 系统发展提供依据，有助于提升治疗效果。
硼中子俘获治疗（BNCT，Boron Neutron Capture Therapy）是一种利用
10B(n,α)
7Li 核反应释放的辐射来治疗疾病的方法。在过去的研究中，BNCT 展现出了不错的临床效果，不过以往大多使用核反应堆作为中子源。然而，在医院里安装核反应堆面临着诸多严格的规定和挑战，这使得其应用受到限制。为了解决这一问题，加速器基中子源应运而生，它让 BNCT 能够在医院环境中开展，并且临床效果与基于反应堆的 BNCT 相当。
在加速器基 BNCT 系统中，中子的相对生物学效应（RBE，Relative Biological Effectiveness）对其临床应用起着关键作用。RBE 用于衡量不同辐射产生相同生物效应所需剂量的差异，对于准确评估中子束在治疗中的效果意义重大。但在实际的加速器基 BNCT 中，中子束里除了中子，还存在污染的伽马射线，这给中子 RBE 的准确计算带来了困难。目前对于如何准确计算考虑伽马射线剂量的中子 RBE，仍缺乏统一且精准的方法。
为了深入探究这一问题，来自国外（具体为日本相关研究机构，如 National Cancer Center Hospital 等）的研究人员开展了一项研究。他们利用安装在日本国立癌症中心医院（National Cancer Center Hospital）的由 Cancer Intelligence Care Systems（CICS）制造的线性加速器基 BNCT 系统，该系统配备了固态锂靶。研究人员选用了四种细胞系：人鳞状细胞癌（SAS）、小鼠鳞状细胞癌（SCCVII）、人恶性胶质瘤（U87 - MG）和正常人皮肤成纤维细胞（NB1RGB），通过一系列实验来评估中子的 RBE。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，利用蒙特卡罗模拟代码（PHITS，ver. 3.02）评估中子能量谱，进而确定相应位置的中子剂量；其次，使用封装有 LiF 的放射光致发光玻璃剂量计测量伽马射线剂量；最后，通过菌落形成试验和细胞存活分数（SF，Survival Fraction）计算，结合线性和线性 - 二次（LQ，Linear - Quadratic）模型来推导不同辐射条件下的细胞存活曲线，从而计算出达到 10% 细胞存活分数（D10）所需的剂量。
生存分数计算
研究人员通过对四种细胞系分别进行 X 射线和中子束照射实验，获取细胞存活数据。根据这些数据，利用线性和线性 - 二次模型计算出 X 射线和中子达到 10% 细胞存活分数的 D10 值。结果显示，四种细胞系的 RBE1（采用传统方法计算的 RBE 值）平均值为 1.9，RBE2（采用新方法计算的 RBE 值）平均值为 2.0。
RBE 与代表性束流参数的关系
研究人员探讨了 RBE 值与伽马射线剂量和总剂量比值（G/T ratio）这一代表性束流参数的关系。结果发现，RBE2 值不受 G/T 比值变化的影响，而 RBE1 值会随着伽马射线污染剂量的增加而升高。当 G/T 比值在 - 10% 到 10% 之间变化时，不同细胞系中 RBE1 和 RBE2 的差异有所不同，如 SAS 细胞系中差异范围为 - 5.1% 到 14%。
光子等效剂量与 RBE 加权剂量的比较
研究人员计算了光子等效剂量（考虑了放射生物学效应和 RBE 加权的剂量），并与分别使用 RBE1 和 RBE2 计算得到的 RBE 加权剂量进行比较。结果表明，不同细胞系中光子等效剂量与 RBE1 加权剂量、RBE2 加权剂量的差异较小，如 SAS 细胞系中，光子等效剂量与 RBE1 加权剂量差异为 2.7%，与 RBE2 加权剂量差异为 - 0.8% 。
研究结论和讨论部分指出，在使用固态锂靶的加速器基 BNCT 系统中，传统和新提出的 RBE 评估方法计算出的平均 RBE 值差异小于 5%，这与以往使用不同加速器基 BNCT 系统（铍靶）的研究结果相当。新方法通过对中子和污染伽马射线分别应用不同模型，在理论上提高了模型的准确性。虽然传统方法在某些情况下可能会出现 RBE 值异常，但在临床应用的加速器基 BNCT 系统中，两种方法计算的 RBE 值具有可比性。此外，研究还发现剂量率效应可能对 RBE 值产生影响，不过其影响较为复杂，受到多种因素制约，且目前关于这方面的研究报道有限。
这项研究的重要意义在于，通过比较两种不同方法计算的 RBE 值，不仅能够验证 RBE 测量的准确性，还能对加速器基 BNCT 系统的代表性束流参数进行验证，为加速器基 BNCT 系统的进一步发展和优化提供了重要依据，有助于推动该技术在临床治疗中的更广泛应用，提高肿瘤等相关疾病的治疗效果。该研究成果发表在《Applied Radiation and Isotopes》上，为该领域的研究提供了有价值的参考。
