伦敦癌症研究所和皇家马斯登NHS基金会信托的研究团队与德国电子同步加速器中心(DESY)合作,以DESY位于措伊滕的PITZ(光注入器测试装置)加速器设施为核心,探索了利用超强电子束进行癌症治疗的潜力。研究成果发表于《医学物理学与生物学》杂志。
放射治疗的目标始终是在有效靶向肿瘤的同时最大限度减少对健康组织的损伤。FLASH放射治疗能在几分之一秒内完成剂量输送,临床前研究表明其可在保持肿瘤疗效的同时减少对健康组织的损伤。空间分割放射治疗(SFRT)则通过创建高剂量点网格来摧毁肿瘤并保护周围健康组织。本研究为将这两种方法结合奠定了基础。
PITZ产生的电子束剂量率远超当今临床设备,研究团队据此开发了电子束数学模型并与快速剂量计算方法相结合。研究人员首先在水模体中测量了17.5 MeV电子束,计算得到的剂量分布与测量结果在3%的实验不确定度范围内吻合。随后,团队将该方法应用于六名浅表性脑转移瘤患者的匿名数据,并与CyberKnife光子照射及多种质子疗法进行了比较。
模拟结果表明,扫描电子束能精确靶向治疗区域,对浅表脑转移瘤的靶区剂量分布比其他方法更为均匀,同时健康脑组织和皮肤的剂量也保持在可接受范围内。
DESY的PITZ负责人弗兰克·斯蒂芬表示,研究证明PITZ的电子束可以有效整合到实际治疗计划中,这是系统开发FLASH和SFRT联合疗法的关键前提。DESY加速器主任Wim Leemans指出,FLASH和SFRT研究将尖端加速器技术与现代医学核心挑战相结合。目前该项工作仍处于规划和可行性研究阶段,尚未发展为临床治疗。