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德国GSI亥姆霍兹重离子研究中心首次进行碳离子FLASH实验

2021-07-14 17:06     来源:质子中国     重离子治疗回旋加速器
近日,德国GSI亥姆霍兹重离子研究中心与反质子与离子研究设施(Facility for Antiprotons and Ion Research, FAIR)首次成功进行碳离子FLASH实验(FAIR-Phase 0)。实验中碳离子束可达到非常高的剂量率,并对肿瘤进行照射,目前结果正在评估中。实验由GSI生物物理系、GSI/FAIR加速器团队、德国癌症研究中心(DKFZ)和海德堡离子治疗中心(HIT)共同完成。

碳离子FLASH照射实验装置

碳离子FLASH治疗在技术上面临巨大挑战,截至目前,FLASH技术只适用于电子和质子加速器。虽然使用回旋加速器可以实现电子和质子所需的剂量率,但使用重离子治疗所需的同步加速器(例如GSI的SIS18)则更加困难,因此当前FAIR-Phase 0实验是非常关键的一步。GSI加速器设施将作为FAIR的一部分,对现有GSI加速器设施进行改进,可实现碳离子FLASH治疗的剂量率。然而,在该技术作为常规对患者进行治疗前,仍需大量技术开发和研究。

FAIR位于GSI亥姆霍兹重离子研究中心,目前正在建设中。该设施可供约50个国家的3000名左右研究人员同时开展多项物理学研究。研究人员已经在FAIR合作开展了强子物理学及核结构等领域的研究,为设施的启用测试做准备。详情请见质子中国往期报道《首届国际生物物理学合作会将于2019年5月20~22日在德国GSI研究所举行》。


FAIR效果图

GSI生物物理研究部负责人Marco Durante教授对FLASH照射成功感到非常高兴:“这是一种前瞻性的方法,可以显著增加放射治疗的治疗窗口。我很高兴研究人员和加速器团队能够证明碳离子束FLASH照射的可能性,这对肿瘤FLASH治疗是必要的。如果我们能够将重离子治疗好的疗效和高精确度与FLASH照射结合,同时保持疗效,对健康组织的伤害很小,这将为日后几年的放射治疗铺平道路。”

GSI和FAIR的科研总经理Paolo Giubellino教授也非常高兴:“生物物理学和医学方面的专业知识以及卓越的工程技术相结合,使第一次世界级使用离子束进行 FLASH照射的实验得以进行。这可能对现有的放射治疗方法进行重要补充。肿瘤治疗应用是可从GSI加速器强度增加受益的研究领域之一。现代放射生物学将从更高强度的束流中获益,例如我们将在目前正在建设的FAIR设施中使用的束流。FLASH是这些未来工作方向的第一个例子。”

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