物美價廉的新放療技術(shù)：精度提高，降低成本
斯特拉斯克萊德大學(xué)的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一項研究提出了一種新的方法，即在腫瘤中集中放療劑量，同時盡量減少對健康細胞的損害。
該研究提出，將高能粒子束聚焦在身體深處的一個小點上可能使臨床醫(yī)生能夠精確地靶向癌癥，同時減少對周圍組織的劑量。
外照射放療包括用高能X射線或粒子束治療患者。一般將總劑量劃分為幾個部分，每周5天，一個療程一般有4-6周。主要目標(biāo)是使用輻射束殺死腫瘤細胞，同時盡量減少對健康細胞的損害。
該研究發(fā)表在Nature Research期刊“科學(xué)報告”上。
負責(zé)該項目的Dino Jaroszynski教授說：“大約一半的人在一生中的某個時候會患上癌癥。在這些人中，有一半將接受放射治療或放射治療與化療相結(jié)合的治療。”
“放射治療的挑戰(zhàn)之一是以完全“符合”腫瘤的方式儲存高輻射劑量，以確保殺死所有癌細胞，同時防止對健康細胞的損害。我們的研究表明，我們可以非常簡單地將輻射集中到腫瘤上，以照射腫瘤，同時減少周圍健康組織的劑量。”
“以類似于放大鏡將太陽光線聚焦到一個小點的方式，我們建議使用磁透鏡將粒子束聚焦到一個小點，以消融腫瘤。”
目前在放射治療中使用的常見輻射形式包括由來自“醫(yī)療”線性加速器或直線加速器的電子束產(chǎn)生的X射線，其產(chǎn)生稱為bremsstrahlung 的X射線，然后靶向腫瘤。
來自直線加速器的這些相對低能量的電子束也可以直接用于照射腫瘤，但是它們不會深入到體內(nèi)，因此不常用。
在放射治療中使用X射線的一個缺點是，X射線被人體吸收，其效果減弱，從而導(dǎo)致高劑量的進入。近端和遠端劑量——腫瘤前后——也可能高達或高于腫瘤的輻射劑量。
為了精確地用足夠的輻射照射腫瘤以殺死所有的腫瘤細胞，X射線束經(jīng)常在從不同方向指向腫瘤的同時旋轉(zhuǎn)，而患者則保持靜止。
一種有效的放射治療方式是使用更重的粒子，如質(zhì)子和離子。這些裝置的優(yōu)點是輻射劑量可以限制在一個稱為“布拉格峰”的小區(qū)域內(nèi)，質(zhì)子放射治療設(shè)備是可用的，但非常昂貴。
參與該項目的斯特拉斯克萊德物理系研究員恩里科·布魯內(nèi)蒂(音譯，Enrico Brunetti)博士說：“這項工作提供了一項全面的數(shù)值研究，研究了癌癥治療中遇到的基本問題，這些問題涉及各種幾何形狀的高能電子。結(jié)果表明該技術(shù)常規(guī)用于高能粒子加速器的光束傳輸系統(tǒng)可以直接應(yīng)用于該領(lǐng)域，擴大了可用于放射治療的工具范圍。”
負責(zé)該項目的斯特拉思克萊德博士生Karolina Kokurewicz說：“電子和質(zhì)子很像，具有粒子特有的性質(zhì)。但是，電子質(zhì)量要小得多，必須通過增加能量和慣性來補償，從而達到類似于高質(zhì)量粒子的效果。我們推動全面研究極高能電子(VHEE)在放射治療中的潛在優(yōu)勢。”
“在我們的研究中，我們發(fā)現(xiàn)VHEE光束在聚焦時可以很容易地控制，以精確定位類似于光束掃描模式的腫瘤。凈效應(yīng)是一個大大增強的劑量分布，與目標(biāo)體積密切相關(guān)，可能提供更好的腫瘤這是實現(xiàn)VHEE真正潛力的第一步。”
Jaroszynski教授說：“我們正在斯特拉斯克萊德的蘇格蘭等離子加速器應(yīng)用中心(SCAPA)建立一條新的醫(yī)用光束線，使用激光產(chǎn)生的高能電子加速器來研究我們論文中發(fā)表的觀點。”
“這些超緊湊的激光尾流場加速器只有幾毫米長，可以很容易地聚焦;大部分的空間都被激光器的電源所占據(jù)。這是一個非常令人興奮的新項目，它有可能最終通過降低放射治療的成本來改變放射治療，同時提高放射治療的效果。”
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