粒子線治療装置と技術開発の現状：ホウ素中性子捕捉療法（BNCT）

Current status of boron neutron capture therapy（BNCT）：equipment and technology development

悪性脳腫瘍などいまだに治療法が確立できていない難治性がんや再発がんなどに対する治療法としてホウ素中性子捕捉療法（boron neutron capture therapy：BNCT）が注目されている。BNCTの原理は，がん細胞に選択的に集積する特性を有する化合物にホウ素の同位体であるホウ素10（¹⁰B）を結合させた薬剤（ホウ素薬剤という）を患者に事前に投与し，がん細胞にホウ素薬剤が集積したタイミングで病巣部に中性子を照射する。¹⁰Bは比較的エネルギーの低い中性子に対して大きな反応断面積を有しているため（約3,840barn），がん細胞に付与された中性子と¹⁰B（n，α）⁷Li反応を起こし，ヘリウム原子核（アルファ線）とリチウム原子核の2つの粒子を放出する。この2つの粒子は細胞内で移動する飛程がともに10μm弱と短く，この距離はちょうどがん細胞径と同等であるため，この2つの粒子はがん細胞のみを破壊して止まり，隣接する隣の細胞までは届かない。したがって，原理的にはたとえ正常細胞内にがん細胞が散らばっているようながんに対しても，がん細胞が存在する領域に広く中性子を照射することで，がん細胞だけを選択的に破壊して，周囲の正常組織へのダメージを抑えて温存することができる。また，がん細胞内で発生する2つの粒子はいずれも殺細胞効果の高い重イオンであるため，BNCTは細胞レベルで重粒子線治療を実施していることになる。

This chapter introduces advanced technology related to boron neutron capture therapy（BNCT）. Clinical trials for BNCT had been conducted using research reactors in the world in the past because the therapy needs high-intensity neutrons. Recent progress in technologies in accelerators and neutron sources with accelerators has realized “accelerator-based BNCT” which conducts the treatment by using the neutron beam generated by a compact accelerator. In the development related to accelerator-based BNCT devices, high-current compact accelerators and neutron-generating target materials in particular have been performed concentrated in recent years. And technologies controlling neutron energy and distribution such as beam-shaping assembly, collimators, and bolus were also sophisticated from the reactor-based BNCT devices. Based on a lot of developments and efforts, in the 2020 s some devices have succeeded to generate enough neutrons for the treatment. Peripheral devices relating to dose estimation, patient alignment technique, radiation measurements, etc. currently have several issues. Improvement of the equipment and software will contribute to establishing BNCT in the near future.