实时硼成像技术：为 BNCT 精准 “导航”，开启癌症治疗新篇章

硼中子俘获疗法（BNCT）需实时监测10B 剂量来提升疗效，当前成像技术却无法满足需求。研究人员利用碲化镉双面条探测器（CdTe-DSD）开展实时硼成像研究。结果成功获取样本中10B 的分布图像，为 BNCT 发展助力。

　　在癌症治疗的领域中，硼中子俘获疗法（BNCT）宛如一颗冉冉升起的新星，备受瞩目。它是一种极具针对性的放射治疗手段，利用中子与癌细胞中富集的硼 - 10（¹⁰B）发生核反应，产生的粒子能精准地摧毁癌细胞，同时尽可能减少对健康细胞的损伤。想象一下，这就像是给癌细胞设下的一个 “温柔陷阱”，中子如同 “信使”，找到富集¹⁰B 的癌细胞后，引发一系列反应，让癌细胞在不知不觉中 “缴械投降” 。

然而，BNCT 要想充分发挥其优势，精准地把握¹⁰B 的分布情况至关重要。就好比射箭需要精准瞄准靶心一样，只有清楚知道¹⁰B 在肿瘤组织和正常组织中的具体位置，才能在中子辐照时做到有的放矢，提高治疗效果的同时降低对正常组织的伤害。但目前，现有的成像技术却无法实时追踪核反应过程中¹⁰B 的动态位置，这无疑成为了 BNCT 进一步发展的 “绊脚石”。

为了攻克这一难题，来自多个研究团队的研究人员展开了深入研究，论文发表在《Applied Radiation and Isotopes》。他们将目光聚焦在碲化镉双面条探测器（CdTe-DSD）上，希望借助它出色的性能，为 BNCT 的实时硼成像带来突破。

在研究过程中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：一是使用新型 2mm 厚的 CdTe-DSD 进行 γ 射线测量，其相比 0.75mm 厚的旧版本，对 478keVγ 射线的检测效率大幅提升；二是在日本原子能机构的日本研究堆 3 号（JRR - 3）的瞬发 γ 活化（PGA）分析设施中，搭建带有 2mm 针孔准直器的中子实验，利用该成像系统对含有¹⁰B 的固体样本进行观测。

性能研究

研究人员对 CdTe-DSD 的性能进行了详细研究。CdTe-DSD 设计独特，其两侧各有 128 条条状电极，阳极和阴极条呈正交排列，条间距为 250μm，成像面积达 32mm×32mm。这样的设计使得它在硬 X 射线和软 γ 射线的定位上表现出色，能提供高空间分辨率。并且，通过专用集成电路（ASIC）集成了阴极和阳极条的读出系统，保障了数据读取的准确性。

光谱分析

研究人员对测量数据进行光谱分析。通过能量校正方法，获取了阳极和阴极侧读出信号的能量光谱，范围在 400 - 700keV。从光谱中，他们能深入了解 γ 射线的相互作用过程，识别出¹⁰B 的 γ 射线发射，即便其信号会受到¹¹³Cd 的 γ 射线背景干扰。

成像实验

研究人员准备了含有约 0.3mg¹⁰B 的 8.86mg 固体硼样本，进行 42 小时的中子辐照。之后，利用 CdTe-DSD 获取的数据，包括入射光子的能量和位置信息，进行能谱分析和二维图像重建。最终成功捕获到样本中¹⁰B 的分布，得到了直径 11.5mm 的圆形投影图像，计数率为 0.115cps，信噪比约为 25.7% 。

研究结果意义重大，成功实现了基于 CdTe-DSD 的实时二维¹⁰B 成像技术，为 BNCT 提供了更精确的¹⁰B 分布信息。这不仅有助于优化 BNCT 治疗方案，提高治疗效果，还为未来 BNCT 的临床应用奠定了坚实基础。不过，研究也存在一定的局限性，目前实验是在 PGA 设施的低噪声环境下进行的，而临床环境更为复杂，噪声更多，后续还需要进一步研究如何将这些成果更好地转化到临床实践中。但无论如何，这项研究都为 BNCT 的发展指明了新的方向，有望让更多癌症患者从中受益。