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激光工具可以提供更好的放射治疗

2021-11-08 16:50     来源:UKRI     放射诊疗

一种使用高功率激光的新工具可用于改善癌症的治疗。

该工具由贝尔法斯特女王大学的研究人员开发,可生成明亮的超短粒子源,可用于研究生物样本在极端条件下对辐射的反应。

研究人员与科学技术设施委员会 (STFC) 的中央激光设施 (CLF) 合作,该项目由工程和物理科学研究委员会 (EPSRC) 资助。

高级放疗

研究人员认为,这种工具可能会为更先进、更有效的放射治疗方法铺路。

项目负责人 Marco Borghesi 教授说:“目前放射疗法用于治疗多种形式的癌症,虽然这通常使用 X 射线完成,但更先进和更昂贵的治疗形式使用粒子束。

特别是碳离子在治疗对其他形式的辐射有抵抗力的肿瘤类型方面非常有效。”

该团队在位于牛津郡卢瑟福阿普尔顿实验室的 CLF 使用了强大的双子座(Gemini)激光器。它是世界领先的激光设施之一,致力于研究高能激光的应用。

CLF 的链接科学家 Nicola Booth 博士说:“Gemini 设施具有高强度、高对比度的激光脉冲,是这些尖端实验的理想选择。这项工作使我们能够为未来新的和先进的放射治疗应用铺平道路。”

该研究还涉及斯特拉斯克莱德大学和伦敦帝国理工学院的研究人员。

博尔盖西教授补充说:“当前放射治疗的一个有希望的发展是“闪光”方法,其中辐射以短而强烈的爆发形式传递,继而减少副作用并使治疗更有效。“

因此,人们对研究人体细胞(健康的和癌性的)在暴露于超快离子辐射后的反应非常感兴趣。

通过研究,我们生产了一种超短碳束,可以以纳秒或更短的时间爆发其能量。这对于推进癌症治疗背后的科学非常具有创新性和重要意义。

利用尖端研究来改进医疗保健技术

女王大学研究员兼该研究的主要作者 Aodhan McIlvenny 博士解释说:“当我们在一个非常薄的物体上发出短暂的光,即激光时,我们可以以非常高的速度

推动它前进。通常,激光传输的能量会被我们不想要的粒子带走,我们无法使用它。”

然而,我们现在发现,通过极快地加热物体,我们可以在用强激光脉冲击中物体之前去除这些不需要的颗粒。这意味着我们随后能够产生我们感兴趣的粒

子类型的几乎纯净的光束:在这种情况下它是碳离子。这使我们能够选择特定类型的辐射并将其用于我们尚未探索的新领域的靶向辐射实验。

EPSRC 研究基地主任 Jane Nicholson 说:“这种创新的新方法展示了尖端物理科学研究在改进医疗保健技术方面的影响,例如更有效的癌症放射治疗。”

在 EPSRC 的支持下,英国研究人员的创造性、以发现为导向的工作将在推动知识前沿和应对医疗保健领域的挑战以提供更好的生活质量方面发挥关键作用。
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