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RaySearch 和 Mevion 探索提供 FLASH 质子治疗的新方法

2021-10-28 17:07          质子治疗
RaySearch Laboratories 和 Mevion Medical Systems 正在开发先进的治疗计划方法,以在具有 HYPERSCAN 的 Mevion S250i 质子治疗系统上提供 FLASH 治疗。


RaySearch 和 Mevion 正在努力开发一种新方法,以通过 HYPERSCAN 增强 Mevion S250i 质子治疗系统上的 FLASH 质子治疗

FLASH 治疗是目前正在研究的一种先进的放射治疗形式。它旨在在不到一秒的时间内提供无创、超高剂量的辐射,以有效治疗肿瘤,同时保护健康组织。对于他们的努力,RaySearch 和 Mevion 专注于 FLASH 强度调制质子治疗,这是一种改变质子束以适应肿瘤形状的方法。然后它将多个小质子束施加到不同的强度水平以精确地破坏肿瘤。

FLASH 疗法需要足够的剂量覆盖大肿瘤体积,通常为数百立方厘米。结合目标形状的复杂性和周围有风险器官的限制,这使得单场 FLASH 治疗不太可能提供相对于传统治疗计划可接受的剂量分布。为了解决这个问题,Mevion 和 RaySearch 开发了一种“合并场”技术,该技术基本上将较小的场缝合在一起,以允许以覆盖大体积而保护周围器官的速度输送 FLASH 剂量。每个较小的场都是几立方厘米,可以通过这种方法在大小和重量上进行调制,并在非 FLASH 时间尺度上传送。

Mevion 的研发临床工程师 Daniel Owen 告诉 HCB 新闻:“我们与 RayStation 的合作将建立在这项技术的基础上,以开发促进最佳目标适形和正常组织保留所需的时间和空间模型。”

该方法首先以 FLASH 剂量率分别应用相邻的强度调制小体积,然后组合各个小体积以创建可以有效应用治疗同时仍保留正常组织的单个大体积。预计将 IMPT 和 FLASH 结合到一个递送系统中,每个体积以补充 Mevion 系统的 FLASH 剂量率应用。

合作将侧重于计算 FLASH 加权剂量分布,包括优化和考虑组织类型依赖性。就其本身而言,RaySearch 将利用其蒙特卡罗剂量计算系统进行最终剂量计算,并确定该技术与 Mevion 系统的最佳使用方式。RaySearch 首席科学官 Kjell Eriksson 表示:“我们现在很高兴探索 RayStation 如何为 HYPERSCAN 系统创建最佳 FLASH 计划并进一步深化我们的合作伙伴关系。

Mevion 目前正在研究将 FLASH 剂量率传递到数百立方厘米或更多的更大体积的方法,这是典型癌症患者的常见照射体积。它之前在 S250i 质子加速器的临床前试验中使用了 FLASH 效应。在这个试验中,FLASH 效应在布拉格峰,它绘制了电离辐射穿过物质时的能量损失,并在质子、α 射线和其他离子射线粒子静止之前立即发生。

该治疗应用于小鼠,目标是通过以 FLASH 速率输送剂量来提高它们的生存能力,如果以常规速率施用,这将是致命的。通过达到布拉格峰,Mevion 成功地将快速剂量应用于肿瘤,同时保留了 FLASH 场内的健康组织。它使用脉冲质子束代替电子束证明了在临床重要深度研究 FLASH 应用的机会。

Mevion 的 S250i 质子加速器配备直接束流传输 (DBD) 系统架构,其束线传输效率不低于 70%。这可以在超高剂量率下实现布拉格峰值 FLASH 效应。HYPERSCAN 能够在不影响健康组织的同时更快、更锐利地向肿瘤输送治疗辐射。

RaySearch 和 Mevion 之前已经为 HYPERSCAN 笔形束扫描和自适应孔径 pMLC 开发了先进的治疗计划功能。

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