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CLEAR的研究为新型电子癌症治疗铺平了道路

2021-6-17 09:12| 发布者: vantsing| 查看: 963| 评论: 0

摘要: CERN的CLEAR(一种测试设施),在那里对超高能电子束进行测试有些癌症肿瘤通过手术、化学疗法或传统放射疗法无法治愈。这些具有抗药性的肿瘤导致该疾病成为全球死亡的主要原因之一,但科学界充满了让癌症死亡成为过 ...

CERNCLEAR(一种测试设施),在那里对超高能电子束进行测试

有些癌症肿瘤通过手术、化学疗法或传统放射疗法无法治愈。这些具有抗药性的肿瘤导致该疾病成为全球死亡的主要原因之一,但科学界充满了让癌症死亡成为过去的想法。在最新的医学和技术创新中,粒子治疗的逐渐发展起来,即使用粒子加速器产生的高能粒子束照射肿瘤的过程,这种方法可以治疗会致命的肿瘤。


目前,全世界有超过10000台小型电子直线加速器用于癌症治疗。这些机器中的大多数依靠电子产生的光子束来照射目标。然而,有些人使用电子束本身进行直接低能电子照射,尽管这只能到达浅表肿瘤。这些方法不同于强子疗法,后者是一种基于质子或重离子束照射的技术。


强子和低能电子疗法的一个可能补充是使用高能电子束,它可以更深地穿透组织。然而,这种技术很少使用,因为与光子设施相比,生产它们所需的加速器成本更高,尺寸更大。此外,它们的深度剖面不如强子束精度高。欧洲核子研究中心的CLIC研究所推动的紧凑型直线加速器的最新进展已经开始改变这种情况。


最近的一项发现可能是朝着使用高能电子束迈出的又一步。涉及斯特拉斯克莱德大学和曼彻斯特大学的两项研究是在欧洲核子研究中心的线性电子加速器研究(CLEAR)上进行的,CLEAR是一个服务于加速器技术研究和开发工作的测试设施。研究人员测试了一种新的辐射技术,该技术涉及聚焦在一个小而密集的点上的超高能电子(VHEE)束。通过用大孔径电磁透镜聚焦VHEE光束,他们确定粒子可以在没有显着散射的情况下进入水幻影(用于研究辐射的大桶水)几厘米深,也就是说,同时保持聚焦在一个定义明确的目标量。因此,这种光束理论上可用于治疗深部癌细胞,对周围组织的伤害有限。


由于多种原因,这对医疗技术界来说是个好消息:由紧凑型直线加速器在临床环境中产生的VHEE光束不仅可以提供比其他粒子束疗法更具成本效益的替代方案,而且还可以为医生提供高度可靠的介质,因为它们在不均匀组织中的散射是有限的。这些因素可能会大大扩大符合电子治疗条件的患者群体。此外,VHEE光束将与FLASH放射疗法兼容,这是一种几乎立即(不到一秒)将高能粒子传送到组织的技术。CERN和洛桑大学医院(CHUV)最近联手建立了一个用于FLASH治疗的高能量临床设施,初步测试将在CLEAR设施中进行。


  超聚焦VHEE光束是CERN CLIC研究取得的线性加速技术进步的直接成果。它证明了这一研究领域不仅对粒子物理学而且对整个社会的相关性。尽管VHEE光束需要更多的研究才能在临床环境中得到实际应用,但CLEAR的结果有助于拓宽癌症治疗的可能性领域。

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