BNCT治疗的成败主要定于

(1)肿瘤细胞的硼-10含量是否相对高于正常组织细胞；

(2)是否有足够数量且能量适合的中子抵达肿瘤所在位置。

药物关系BNCT治疗成败的主要因素是含硼药物，必须确认该含硼药物经由静脉注射进入人体后，肿瘤细胞的硼-10含量足够、且相对高于正常组织细胞的B-10含量。

目前临床试验的要求，肿瘤细胞的B-10含量必须高于正常组织细胞的B-10含量达2.5倍以上（即T/N ratio值 > 2.5）。
截至目前为止，全球的研究均一致发现：

BPA(Boronophenylalanine)及BSH(sodium borocaptate )这两种含硼药物对癌细胞的亲和性最为显着。其中BPA结构与人体必须氨基酸-苯丙氨酸(Phenylalanine)相似，过往研究显示：BPA可被恶性黑色素皮肤癌及其他代谢旺盛的癌细胞高度吸收，而且当BPA与果糖(fluctose)结合后，亦可增强癌细胞对BPA的吸收能力。

台湾执行BNCT临床试验，早期系由国际BPA药物，再委由台湾生技公司进行配制，每次照射所需的药费相对昂贵。

目前，台湾生技公司已有能力自行生产BPA药物，也是现在台湾BNCT临床试验唯一的制药厂，在BPA药物台湾自行生产的情况下，有助于降低BNCT所需含硼药物的价格。

辐射剂量测定学是单元放射医疗的关键所在，更是二元放疗 NCT 的一个核心技术。BNCT 根据 CT､MRI（magnetic resonance imaging，磁共振成像术）影像显示的病灶，来编制对患者的治疗计划，以期设定处方辐射剂量，在治疗中以及治疗后还需评估实际的治疗剂量，便于在随诊中估计治疗的预后。 

处方剂量主要是设定施予目标组织的中子注量率以及肿瘤组织中的10B 浓度。长期的临床实践表明，中子注量率的估计，不仅有精细的分隔网格与准确的三维计算方法，更有直接与间接的测量加以佐证，一般误差可在人为控估之中。而肿瘤组织中硼浓度的定量测量，在临床治疗中是治疗计划软件必须要输入的参数。输注人体中的掺硼药物要被肿瘤所摄取，必须通过肿瘤生长中药物与其生化代谢行程，因此进入细胞的部位、进入的数量，以及在细胞中的滞留能力都是一个时间的动态过程，外科医师无法在BNCT 中子照射中，直接提取肿瘤样品，从速化验，取得数据，只能根据一定范围动物实验，人体中对某种肿瘤、某种药物所作的体内硼浓度分布的研究与测定归纳出在一定时程内肿瘤对正常组织以及肿瘤对血液中硼浓度比值的变化曲线，在照射治疗前、中、后分别抽取患者血液作快速分析，一般以 2∶1 ~3∶1 推断设定该患者的肿瘤对血液（或正常组织）硼浓度比值，以测出的血硼浓度为依据来推定肿瘤中的硼浓度，并推算其辐射剂量。由于掺硼药物在组织内的代谢过程是随肿瘤种类不同、药物种类不同，以及患者个体的不同而变，现行硼浓度推测方法在临床造成辐射剂量估计的不定性就可想而知了。以美国麻省理工学院组织的一个国际权威性的 BNCT 剂量测量学交流组织对施行 BNCT 临床试治的 7 个国家中 8 个临床中心的测量状况统计为例[3]，用标准化归一基准对各个中心的数据做了仔细的分析，发现各家自行制定的技术规格书，对大脑最大容许剂量都设定为 10 Gy ( 权重 ) , 而临床治疗中的实际值估计，若以美国勃洛克海汶中心设定为 1，则美国哈佛／麻省医疗队中心为 1. 32，芬兰 VTT 医疗中心为 1. 43，荷兰 Petten 联合治疗中心为 1. 49，瑞典 Studsvik 治疗中心为 1. 74，其差异之大，表明 BNCT 的剂量测定学急需改进，并予归一。

在估计体内硼浓度分布的测量方法上，进展也是明显的。基础研究中，常用经迹刻触技术的物理测量法，即取样含硼的组织、血液经中子照射产生10B ( n. α ) 7Li，反应后，用明胶制成切片，用显微镜直接观察核反应产物 α 粒子在组织内迁移的经迹。用同一切片上单是组织结构的显微照片做精准的重叠，就能确定 α 粒子对组织结构的关联，反推算出反应的强度与 10B 的数量。这种方法用 0. 5 mg 液滴就能探测 ng 量级的天然硼含量，其灵敏度是可用的，但操作工序繁多，从切样到探测耗时个把小时，不适合临床治疗之需。

临床较广泛采用的是等离子体原子光谱分析法，如 ICP - AES（inductively coupled plasma - atomic emission spectroscopy，电感耦合等离子体—原子发射光谱仪），即取样含硼的组织与血液，经硝化等处理，测量样品的等离子体火焰中与硼元素相对应的光谱发射线强度，推算出样品中的硼含量。如荷兰 Petten 核研中心 BNCT 临床应用的 ICP -AES，约花 20 min 时间，就能在 1 mg 样品中获得  1 ppm 10B 的探测极限。

类似的方法中，也有采用 ICP - MS（inductively coupled plasma-mass spectroscopy，电感耦合等离子体一质谱仪）法，探测血液中 BPA 的浓度时，测量容积要求比 ICP - AES 更少。此外美国俄亥俄州立大学使用 DCP - AES（direct current plasma - atomic emission spectroscopy，直流等离子体—原子发射光谱仪）法，可探测许多具有不同化学结构的化合物，制样不需要高温、高压等易爆设备，还避免硝化过程操作的复杂性，大量样品能在短时间内方便地制备。在浓度达到每 mL 中 25 μg硼的肌肉、血液与肿瘤组织等样品中，均可测得 μg 量级的硼。

种种化学测量方法，一般都会破坏样品，测量程序多重，耗时几十分钟，难以在临床测量中使用。

效能更高的核测量法因临床之需产生了，它可直接抽取微量组织或体液样品装入小罐内，用气动传输系统快速到达核反应堆内照射，利用（n. α）核反应所瞬发的 470 keV 能级的射线，把样品打回到高纯锗 谱议上，分辨其能量、探测其强度，就能推算样品中硼浓度的数量。例如美国 MITR-II 研究堆，建立了一套瞬发中子活化分析系统，提供了一条能域为 0. 06 ± 0. 01 eV 相对纯的中子束，样品注量率为 3. 5 × 106 cm-2 · s-1，使用 3~5 mL 样品，就可获得 <0.5 ppm 的10B 浓度。这种核分析方法可与患者在堆上作 BNCT 照射时的中子注量同步测量，时间上、精确度上都满足了临床需求。

归根结底，上述物理测量法、化学测量法以及核测量法只能提供一个时间点、一处取样点上的硼浓度数值，不能完全解决 BNCT 治疗肿瘤时估算辐射剂量的四维问题，即肿瘤组织代谢过程不同区域内的硼浓度定量值，以及不同区域内肿瘤对正常组织、肿瘤对血液中的硼浓度定量比值。只有完全掌握这些信息，治疗计划软件才能有效地设定处方剂量，同时可以预测患者的治疗预后效果。得益于计算机断层扫描影像医学的兴起，这种近乎理想的探测要求在 20 世纪后期渐见端倪。

首先是 CT 与 MRI 的问世。它们避免了 X 光透视在内部组织分辨率低、成像模糊、对一些肿瘤难以确切判断等缺点，提供具有高分辨率的断层切面图像，并可绕过厚厚的颅骨，清晰展示脑组织的结构。对 MRI 技术而言，它是一种非侵袭性的检查，不断加大仪器的磁场强度就可用于探测包括脑疾、主动脉瘤、主动脉瘤夹层动脉瘤、动脉闭塞、周围血管疾患等症。在 BNCT 应用上，它们解决了肿瘤扩展形态、分布范围等三维度量问题，但还不能提供根本的药物在组织内代谢的信息。

SPECT（single photon emission computed tomography，单光子发射计算机断层扫描仪）技术的出现带来了希望。这种单光子发射计算机断层扫描技术，是用诸如放射性药物 输入人体，在其所亲和的组织或脏器上，通过发射的高能粒子，与其所附着的机体产生核反应，即同核异能迁跃，激发出光子。这些药物或聚集在器官内，或参与体内某种代谢过程，再对器官组织中放射性物质的浓度分布和代谢活动进行成像，不仅可获得解剖图像，还可取得生理、生化、病理过程以及功能改变的图像。这种放射性药物在体内的全身吸收剂量仅为 0. 03 mGy，比体外 X - CT 的每一断面剂量为 1~4 mGy 少两个数量级。虽然 SPECT 技术在探测肿瘤的灵敏度与特异性上比 CT､MRI 更优越，但其空间的分辨率低，单光子记录易受环境干扰，仍不宜在 BNCT中使用，直至 PET 技术成功实施才达到完美程度。

PET 技术，即正电子发射断层扫描技术。它发射正电子的放射性同位素，一般为18F，所标记的药物通过静脉注入人体后，发射的正电子与邻近组织的负电子相结合，随即放出能量相同、方向相反的 2 个光子，即所谓正电子湮没过程。利用符合电路同时探测这两个光子，以获得真实的信号。环境本底等干扰不可能正好产生 2 个方向相反、能量相同的光子，因而这种技术降低了噪声、提高了图像品质，其分辨率可达 3 mm。利用 PET 检查肿瘤，可以分辨 CT､MRI 难以辨认的病灶 , 还能判定那些被治疗杀灭的组织、复发或是新生的癌组织，判别的准确度 >90 % 。用于 PET 探测的 18F 量也是极低的，一般为 10-9 ~10-12 mol 的数量，一次检查的辐射吸收剂量与一次 X 光胸透相当。这正是 BNCT 辐射剂量测量等所迫切期盼的。

20 世纪末，首先由日本学者 FukudaH 提出了应用 BPA 药物的 PET 扫描观察药物在肿瘤中的作用及其定量。接着，日本学者 IShiwataK 等研究了 18F 对 BPA 的氟化作用。最终由日本学者 Imahori Y 建立了18F - BPA - PET 的临床应用技术体系。

进入 21 世纪时, BNCT 已能把 18F - BPA - PET 技术，说得确切些就是18F - L - BPA - f - PET 技术，即把 18F 标记在 BPA 的对映异构体的正位，左映并作葡萄糖处理的 P - L - BPA - f上，较多地应用在脑胶质瘤、皮肤黑素瘤、头颈部肿瘤以及其他一些肿瘤的临床试治上，无疑是 BNCT 技术的一大跃进。这项技术对 BNCT 的贡献如下：

1) 使 BNCT 试治迈向个体化治疗，逐步避免个体患者在辐射剂量测量上取用通用输入数据的弊端。

2) 能准确辨认诸如恶性脑瘤等 CT､MRI 难以判断的肿瘤病灶，并能显现其恶变程度。

3) 定量显示（不需要组织取样）人体组织、体液中的10B 浓度 , 并能给定研究时段肿瘤对正常组织的10B 浓度比值。4) 对就诊的患者，在 BNCT 前每人做一次微量18F - BPA - PET 研究，用于：

a. 判断患者是否适合 BNCT 治疗 , 作科学删选,并合理利用医疗资源 ; 

b. 凡适合 BNCT 的患者，可预告治疗功效及治疗预后；

c. 纳入治疗的患者，根据 PET 研究资料编制个人治疗计划的种种输入数据，包括设定照射光圈尺度，照射场与病灶距离、方位，照射场强度与照射场照射次数，照射时间，以及治疗效果评估；

ｄ. 利用专门药剂，显示肿瘤乏氧区的状态。