學術專欄(一)：清華大學水池式反應器 BNCT(硼中子捕獲治療)研究進入臨床試驗

文/核工所 江祥輝教授

BNCT(硼中子捕獲治療) 是一種輻射標靶治療方法。將含10B同位素親癌細胞之藥物慢慢滴注入人體內，等10B藥物集中至癌腫瘤位置，當濃度足夠高時，將病人移至由原子爐引出之中子束埠，利用中子束照

射；當中子進入人體後，變成熱中子，由於10B與熱中子產生核反應的截面非常大，熱中子隨即與集中於腫

瘤細胞內之10B發生核反應；反應生成的α和7Li兩個粒子具有高能量，但其射程很短，約與細胞大小相當，

因此只會把宿主癌細胞殺死，周圍含硼濃度相對很小的正常細胞受影響的很少，幾乎都能存活下來。BNCT

主要用來治療其他任何方法無法治療的癌症，如惡性腦腫瘤、皮膚黑色素瘤以及復發性頭頸癌。BNCT發展

已有三、四十年歷史，但全世界只有六、七個國家有BNCT設施和技術並用於人體治療。目前世界上最活躍

成功的 BNCT設施當屬日本和芬蘭，累積已治療了幾千個病人。

BNCT(硼中子捕獲治療) 除了用在惡性腦瘤(GBM)之治療外，近兩年來已廣泛用於復發性頭頸癌的治

療，而後者之治療案例已可與前者分庭抗禮。2008年年初以來，清華BNCT 研究團隊與台北榮總癌症中心積

極展開密切合作，目標即瑣定利用清華BNCT 設施從事復發性頭頸癌人體治療。因為台灣頭頸癌病人數目很

多，而復發性頭頸癌並無其他有效治療方法，BNCT 由於其標靶特性且頭頸癌通常深度較淺，正好是對於頭

頸癌很有潛力的治療方法。由日本與芬蘭近年許多成功治療案例可以支持我們所選定目標的正確性。BNCT

對復發性頭頸癌與惡性腦瘤(GBM)之治療，在藥物和照射上似乎大同小異，雖然芬蘭團隊只用BPA 藥物而日

本團隊除使用BPA 外也有與BSH合併使用。BNCT向來主要用於惡性腦瘤(GBM)和皮膚黑色素瘤(Melanoma)

之治療，近兩年來廣泛用於治療復發性頭頸癌，甚至也有論文報告在乳癌、早狀腺癌和肝癌治療上之應用。

意大利團隊最引以自豪的是利用BNCT 從事肝癌體外治療：2001 年首次對一位55 歲病人從事肝癌體外

BNCT 治療，結果相當成功，病人存活了44 個月。

台北榮總癌症中心BNCT團隊去年底開始向該院院內提出IRB申請利用清華水池式反應器BNCT設施，執

行BNCT復發性頭頸癌人體試驗；院內審查通過後，送衛生署審查，今年年中獲衛生署審查通過。另一方面，

清華水池式反應器BNCT設施亦獲原子能委員會安全審查通過。經由緊鑼密鼓的準備工作，一系列的設施操

作流程測試、病人治療流程測試以及治療前病人定位設定，終於在8月11日和8月13日分別執行了國內第一位

和第二位復發性頭頸癌病人BNCT治療。過程順利，為我國18年來BNCT的研究發展立下一道光明蓬勃的里

程碑。

學術專欄(二)：混合輻射場的劑量與微劑量學研究

文/醫環系 許芳裕兼任助理教授 暨 原子科學技術發展中心三等核能技師

近年來因科技的進步及醫療上的需求，國內相當多的大型醫院，皆引進高能量及高強度的輻射設施，

如生產正子造影(Positron Emission Tomography, 簡稱PET)所需的放射性藥物(如18F-FDG)的迴旋加速器(能量

在9~16.5 MeV)，以及體外放射線治療所使用的醫用直線加速器(能量在6~18 MeV)等。國內二家醫學中心級

的大型醫院(長庚及台大醫院)已規劃將在未來的3至5年內，會擁有約250~300 MeV的質子治療機，也有醫院

規劃擁有更高能量的重荷電粒子治療機；此外，清華大學與台北榮總合組之硼中子捕獲治療團隊，研究利用

可有效積聚在頭頸部腫瘤的含硼藥物，以核反應器照射超熱中子束後產生阿伐粒子與鋰七重核進行頭頸部腫

瘤復發病人的治療，目前也已進入臨床人體試驗階段。這些新穎放射治療的技術，目的均是為了提供病患更

佳的腫瘤治癒率及治療後的生活品質。這些重粒子放射治療的興起，使得高能粒子放射治療室之環境輻射場

的輻射劑量研究，具有高度的實用與學術價值。要度量這些環境輻射場並不容易，其通常伴隨著多種類的輻

射如中子、光子、重荷電粒子等，形成「混合輻射場」。

混合輻射場中最主要評估之對象為中子輻射，中子輻射之劑量評估，較一般傳統光子或電子輻射場的評

估更困難與複雜。由於中子的能量不同，造成之生物效應亦不盡相同，因此對於中子劑量之度量，需考慮到

該中子之能量，才能有效的進行度量進而評估其所造成之風險。對快中子而言，與物質作用的主要機制為彈

性碰撞，對熱中子而言，熱中子與物質作用主要為吸收反應；本研究團隊利用雙偵測器：雙游離腔及雙熱發

光劑量劑(thermoluminescent dosimeter，簡稱TLD)方法進行各種混合輻射場之環境中子劑量評估研究，建立

未來重粒子放射治療劑量評估之技術。所使用之雙游離腔包含了一支對光子與快中子皆敏感的組織等效游離

腔(tissue equivalent ion chamber)及一支僅對光子敏感的碳石墨游離腔(carbon graphite ion chamber)。雙熱發光

劑量計使用TLD-600與TLD-700兩種LiF TLD互相搭配，以包覆鎘片(113Cd)與不包覆鎘片方法，利用兩種TLD

之6Li含量不同，作為偵測評估熱中子之劑量計。TLD方法因其體積小，可方便置於環境空間與假人體內，

因此在放射治療的治療室環境劑量與病患體內劑量評估上使用非常廣泛。在低能量的中子輻射場下，6Li與

7Li對中子的作用截面(機率)的差異很大(如圖一)，由於TLD-700晶片只有含微量的6Li，其餘的Li均為7Li，因

此TLD-700受輻射照射後所產生的反應大部份來自於光子的劑量貢獻，故TLD-700可以忽略熱中子的劑量貢

獻；然而當中子能量增加，7Li對中子的作用截面(機率)亦隨之增加，當中子能量大於1MeV以上時， 6Li與

7Li對中子的作用截面(機率)差異在一個數量級(10倍)內，因此高能中子對TLD-700造成的劑量貢獻即不可以

忽略，也因此混合輻射場之中子能譜量測亦極為重要。多球體搭配碘化鋰LiI偵檢系統及不同金屬箔片

(multi-foils)配合MCNPX、UMG3.3及SAND-II等程式，為目前評估中子能譜分佈特性之主要方法。本研究團

隊除使用雙偵測器法評估混合輻射場劑量外，目前亦與俄羅斯Institute of General and Inorganic Chemistry of

the Russian Academy of Sciences的TLD研究團隊合作，進行新型TLD(如LikGdF5、K2GdF5等熱發光材料)之研

發與特性測試，期望能共同研製出可方便區分快中子、熱中子與光子劑量的TLD。

鑑於現今各種新穎之放射治療設備與技術如質子治療、硼中子捕獲治療乃至於重粒子治療等，均是利用

具有高線性能量轉移(LET)的高游離能力輻射如質子、阿伐粒子或重荷電粒子進行癌症治療，殺死腫瘤細胞，

降低對正常組織之傷害。對於這些新穎的治療方式與技術而言，微劑量學的研究尤其重要；微劑量學主要是

探討在微觀體積下游離輻射能量沉積的情形，對於高LET輻射而言，因其在短距離內會有大量的游離事件發

生，因此對生物體的傷害程度較傳統低LET輻射(如X射線)治療不同。若要詳細了解微米大小的細胞在不同

LET輻射場照射下，游離輻射能量沉積的情形，即可以微劑量學的方法進行評估。利用本研究團隊自製的微

劑量計(抽真空後，充入組織等效氣體，可模擬不同微米大小的細胞)偵測系統(如圖二)測得混合輻射場之微

劑量參數能譜，經過生物加權函數轉換，可評估得到有效相對生物效應值(effective RBE)，作為各種治療射

束之輻射品質評估與比較之依據。

1.E-151.E-141.E-131.E-121.E-111.E-101.E-091.E-081.E-07

1.E-08 1.E-06 1.E-04 1.E-02 1.E+00 1.E+02

Neutron Energy (MeV)

Resp

onse

(Gy/

n*cm

-2)

TLD-700 neutron response

TLD-600 neutron responsee

▲圖1 以蒙地卡羅MCNP 4C程式模擬計算TLD-600及TLD-700對不同能量中子的劑量響應

▲圖2 自製的微劑量計偵測系統 ▲圖3 混合輻射場之劑量評估實驗系統

重離子治療與醫療用加速器國際研討會

文/醫環系 羅建苗教授

為推動國內重離子治療的應用，本校原子科學院與錫安生技公司合作舉辦「重離子治療與醫療用加速

器國際研討會International Symposium on Heavy ion Therapy and Medical Accelerator」，於2010年8月21日在本

校原子科學院生醫工程與環境科學系館一樓演講廳舉行，本次會議共有80餘人參加。開幕典禮由大會主席原

科院潘欽院長及台北榮民總醫院癌病治療中心主任顏上惠醫師共同主持。上午的研討會由顏上惠醫師主持，

由韓國國家癌病中心質子治療中心研究員Sung-Yong Park博士及日本筑波Feynnan公司及炭素線癌治療研究

所主席研究員Masayuki Kumada博士作兩場精采的演講，題目分別為”Recent Advances in Image Guided Proton

Therapy”及”The Heavy Ion Accelerator for Cancer Therapy of Next Generation”，充分敘述國際上先進重離子治

療與醫用加速器發展的近況。午後的研討會由本校生醫工程與環境科學系羅建苗教授主持，先由國內各方學

者專家包括國家同步輻射中心樊台清博士、國家同步輻射中心陳俊榮博士、國立中央大學物理系陳鎰鋒教

授、國立清華大學核子工程與科學研究所薛燕婉教授、國立清華大學原子科學與技術發展中心牛寰博士、長

庚大學醫學影像暨放射科學系李宗其教授和錫安生技股份有限公司陳進安執行長進行精采的演講，內容依序

包括竹北生醫園區發展近況、用於質子治療的加速

器、加速器技術的可靠性及人力、質子治療相關探

測器、硼中子捕獲治療、細胞質子照射研究、長庚

質 子 治 療 研 究 及 質 子 刀 在 哈 佛 大 學 教 學 醫 院

Massachusetts General Hospital（MGH）的臨床應用。

隨後並進行綜合討論，主題在於質子及重離子治療

的技術與發展並期整合國內相關領域的生醫產業與

研究，為國內的竹北生醫園區重症醫院質子治療中

心催生。

1954年質子治療最先開始應用於臨床癌症治療

上 ， 當 時 美 國 加 州 的 Lawrence Berkeley National

Laboratory (LBL)研究所，將物理研究用的加速器的

之質子射線，照射腦下垂體以緩和乳癌患者之症狀。

1961年初哈佛大學開發新的技術，將質子治療用於大

範圍腫瘤，開啟了質子治療新的研究，迄今哈佛大學

教學醫院MGH在眼睛及頭頸部的癌病治療約14,000

人次。日本於1983 年開始於筑波大學醫學院進行深

部臟器的癌症質子治療，在肝臟腫瘤方面有良好的治

療結果。質子治療及重離子治療在日本蓬勃發展，如

今是世界上技術最領先的國家，治療病患已超越歐美

國家。1990年美國加州Loma Linda University Medical

Center (LLUMC)醫學中心建造世界第一座醫用質子

治療設施用於臨床使用，迄今已治療約15,000人次。

2006年美國德州大學MD Anderson癌病治療中心開

始使用質子治療，迄今治療癌症病患約達1,800人次。由於加速器製造技術的更新、治療計畫的電腦化、影像

診斷技術的進步、以及世界各地質子治療設施成功的治療結果，迄2009年止全世界已有28座醫用質子治療設

施及日本二座碳離子治療設施，質子治療病人人數已超過68,000人次，其他重離子治療超過11,000人次。質

子治療在癌症之治療上，從學理上甚優於目前加馬刀的治療，未來勢必逐漸取而代之。國內至今尚無質子治

療的設施，中國大陸在山東已有一處質子治療設施，已作約1,000人次的人體治療，最近傳聞北京清華大學工

程物理系積極籌劃發展質子治療的設施。林口長庚醫院目前積極籌設質子治療，預計3年內完成，這無疑將

為國內癌症病人帶來一大福音。

本校為國內原子科學的發源地，此在國內舉辦的

第一次重離子治療與醫療用加速器國際研討會在本

校原子科學院舉辦，具有相當的意義。本院於3年前

恢復核子工程與科學研究所，如今已成為十分熱門的

研究所，吸引許多優秀的學子就讀。如今國際上在能

源方面，核能發電已如雨後春筍在世界各國陸續大量

興建。在放射醫療方面，質子及重離子治療已成治療

癌病最大的利器，在在需要大量的人力。加強輻射科

學的教育吸引新一代的新血加入質子及重離子治療

的陣容實刻不容緩，乃是本校原子科學院與錫安生技

公司舉辦此一國際研討會最大的宗旨。

▲ 下午的圓桌會議，由左至右分別為牛寰博士、陳俊

榮博士、陳進安執行長、羅建苗教授、樊台清博士、薛

燕婉教授、陳鎰鋒教授與李宗其教授。

▲▼韓國國家癌病中心質子治療中心研究員 Sung-Yong

Park 博士（上圖）及日本筑波 Feynnan 公司及炭素線癌

治療研究所主席研究員 Masayuki Kumada 博士（下圖）

為研討會進行專題演講。

▲ 研討會後所有與會者合影留念。

本院畢業系友大力支持清華「百人會」活動

本校秘書處財務規劃室籌劃清華校友「百人會」活動，希冀透過此次「百人會」的招募，募集新台幣 1

億元的建設基金，再加上母校配合款，完成多功能體育館的興建工程。截至 9 月 2 日為止，本院積極參與此

活動的校友包括原科所 64 級的李義發學長、核工系 68 級的金聯舫學長、核工系 68 級的許明德學長、核工

系 69 級的李偉德學長、核工系 77 級的高耿輝學長以及核工系 87 級的邱德成學長。而其中李偉德學長更於

今年 5 月 17 日與校長簽約，捐贈新台幣一億五千萬元協助本校興建「綠色低碳能源教學研究大樓」(詳見 2010

年 6 月原科院電子報)。

本院衷心感謝各畢業系友對於母校的教育研究發展的高度支持。

歡迎工科系 99 學年度新進教師

自 99 學年度起，本院工科系將有兩位教師加入我們的陣容，讓我們熱烈歡迎他們！

盧志文

工程與系統科學系副教授

國立交通大學電子所博士、光電所碩士

研究領域：Analog/Mixed-Signal IC Design, Flat

panel display driver circuit design, ADC/DAC

Design, PLL Design, Interface circuit design,

歐陽汎怡

工程與系統科學系助理教授

美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)材料科學與工程

博士、國立清華大學工程與系統科學系碩士

研究領域：導體 1st interconnect 可靠度之研究,電遷

移應力遷移及熱遷移,銅與無鉛銲料,微電子封裝

Laser diode driver design

“很榮幸能到原子科學院的工程與系統科學系服

務，我於民國八十八年交通大學電子所博士班畢

業，之前任教於暨南大學電機系，我的研究領域是

類比/混模訊號積體電路設計，盼望在原科院能和其

他教授合作做跨領域的研究，在工科系上盡自己的

力量教育學生。”

“真的很高興有這個榮幸能回到母系任教,我會好好

保握這個機會在系上貢獻我所學”

原科院好消息！！

恭喜核工所白寶實教授榮任本校原子科學與技術發展中心主任！

歡迎選修太陽光電科技學程

新學期開始囉！歡迎各位同學踴躍選修太陽光電科技學程，本學程不僅提供內容紮實的課程，也規劃

於學期中辦理不同性質的活動。包括於上學期辦理參訪太陽光電研究機構的活動，讓你有機會實地觀摩平日

不接受個人參訪的太陽光電研究或生產設施，實地深入了解太陽光電領域研發與實作的知識；本學程另於下

學期規劃專題競賽與創意實作模型成果展示課程，課程將會邀請業界工程師分享在太陽光電技術實務發展上

的瓶頸；授課老師會針對該瓶頸，設計創意實作專題題目，由你自己發揮創意設計出具有潛力的突破模型，

展現你傑出的學習成果。未來畢業後，將可投入現在最夯的太陽能電池領域的研究或工作喔！

★上學期開設基礎課程，至少任選 3 門(需滿 7 學分)。

♥下學期開設專業課程及創意實作，至少修滿 8 學分。

♣總學分達 15 學分者，可向本校註冊組申請頒發學程結業證明。

詳細內容請查詢本校課務組網頁：http://curricul.web.nthu.edu.tw/files/14-1073-8253,r1210-1.php

2010.8.9 恭賀核工七四級系友莊光明先生榮任台電公司副總經理。