放射療法精確地針對腫瘤 對健康細胞的損害較小
在最近的研究中已經提出了一種在腫瘤中集中放射治療劑量同時使對健康細胞的損害最小化的新方法在斯特拉斯克萊德大學的科學家領導的研究中,提出了一種在腫瘤中集中放射治療劑量,同時盡量減少對健康細胞的損害的新方法。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腫瘤,同時減少對周圍組織的劑量。外照射放射治療包括用高能X射線或粒子束治療患者。通過輻射殺死腫瘤細胞,輻射通常以多個部分施用,其每天施用數(shù)周。主要目標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“科學報告”上。
負責該項目的Dino Jaroszynski教授說:“大約一半的人口將在他們的生命中的某個時間患上癌癥。在這些人中,有一半將使用放射療法或放療和化療聯(lián)合治療。
“放射治療的挑戰(zhàn)之一是以劑量完全'符合'腫瘤的方式沉積高輻射劑量,以確保所有癌細胞被殺死,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聚焦到腫瘤上以照射它,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生的X射線,其產生稱為bre致輻射X射線的一種輻射,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,因此不常用。
在放射療法中使用X射線的一個缺點是它們被人體吸收并且它們的效果減弱,導致高的入口劑量。在腫瘤之前和之后的近端和遠端劑量也可以與腫瘤中的輻射劑量一樣高或更高。
為了用足夠的輻射精確地照射腫瘤以殺死所有腫瘤細胞,X射線束經常在從不同方向指向腫瘤的同時旋轉,同時患者保持靜止。
有效的放射治療方式使用較重的顆粒,如質子和離子。這些具有輻射劑量的優(yōu)點,可以將其限制在稱為“布拉格峰”的小區(qū)域。質子放射治療設施可用,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·布魯內蒂博士說:“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。結果表明該技術常規(guī)用于高能粒子加速器的光束傳輸系統(tǒng)可以直接應用于該領域,擴大了可用于放射治療的工具范圍。“
負責該項目的斯特拉思克萊德博士生Karolina Kokurewicz說:“電子很像質子,具有顆粒特有的特性。但是,電子質量要小得多,必須通過增加能量來補償,因此慣性才能達到效果。類似于高質量粒子。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。凈效應是一個大大增強的劑量分布,與目標體積密切相關,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蘇格蘭等離子體加速器應用中心(SCAPA)建立一條新的醫(yī)用光束線,使用激光產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;大部分空間都被激光器供電。這是一個非常激動人心的新項目,有可能最終改變放射治療通過降低成本,同時提高其效率。“
該研究還涉及斯特拉斯克萊德藥學和生物醫(yī)學科學研究所的Marie Boyd博士和Annette Sorensen博士的國際合作。
此外,它還涉及格拉斯哥大學和薩里大學的臨床醫(yī)生,生物學家和物理學家,Wolfson Wohl癌癥研究中心,英國國家物理實驗室和印第安納大學醫(yī)學院。
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