【脈衝的雷射器可以使質子治療更易於訪問】

明道

【脈衝的雷射器可以使質子治療更易於訪問】

 

 

外側劑量

表頂部質子加速器為醫學療法可一步接近感謝由德國物理學家所做工作。

團隊的系統基於緊湊鈦寶石鐳射，哪些火災超短光脈衝在金剛石鋁箔生產的質子束與大約 5 MeV 的能量。

該小組展示了其設備交付與劑量由很多較大的常規質子治療系統創建類似的生物細胞的輻射劑量。

研究人員說，技術還可以用於研究生物學和化學中的超快過程。

準確的交貨期

質子 — — 和碳等其他重離子顯示放射治療的極大潛力，因為當射入活組織，他們在非常具體的深度取決於其初始能量存入其能量的大部分。

這是組織的不同于 x 射線和電子，傾向于在更大區域存款能源。

結果，質子可以用於摧毀腫瘤同時離開周圍的健康組織沒有受到傷害。

質子治療的缺點是加速器的它需要使用的一個龐大和昂貴，只可以在世界各地的約 30 設施。

醫學物理學家正在尋找到更多的人提供質子治療的目的，在如何緊湊型雷射器可用於創建較小和較不昂貴的質子來源。

基本想法是消防短而強雷射脈衝在薄的目標，即釋放質子或其他離子，小至幾微米的距離並加速他們。

研究人員已經顯示表頂部飛秒雷射器的脈衝能量的幾個焦耳可以創建質子束與達 40 MeV 的能量。

生物有效性

但鐳射驅動離子束可以用於病人之前，有必要研究如何質子脈衝與活細胞進行交互。

在中，特別是科學家必須比較超短脈衝離子束的有效性與那從常規加速器的連續梁。

為此目的，從慕尼克技術大學和同事 Jan 威爾肯斯有用於大功率表頂部鐳射生成毫微秒質子束提供單次劑量最多七個灰色的活細胞。這是相當於最高劑量率的 79 Gy/s 1 ns 間隔和這種劑量是足夠的放射治療。

系統設置

研究人員使用 ATLAS 鐳射 — — 提供了 30 fs 脈衝表頂部鈦寶石鐳射 — — 在馬克斯 · 普朗克研究所的量子光學慕尼克附近。

雷射脈衝與 0.4 J 能量都集中到 3 μ m 現貨，收益率峰值強度的 8 × 1019 W/cm2。

這束被用來照射厚度 20 和 40 毫微米的金屬箔類金剛石碳 (DLC)。

納米箔啟用 [標準] 微米厚的目標，而更高的百倍 [質子] 光度解釋 Jörg 施賴貝爾，從路德維希馬克西米利安大學的慕尼克，是團隊的一。

「 我們已率先納米類金剛石薄膜的應用，它已經還清了。

光束線包括 DLC 鋁箔把重點放在一個距離 1.2 m 質子後面插入微型四極雙膠合磁透鏡。

圓孔放置從目標，在偏轉栽的質子偶極子磁鐵 810 毫米。

這樣可以避免輻射的 x 射線雷射脈衝猛烈撞擊目標時創建的儲存格。

光束線撤離，要照耀活細胞，質子束通過 Kapton 視窗離開真空，進入自訂儲存格持有人。

輻照癌細胞

研究人員暴露宮頸癌細胞對質子在一槍中生成的單個圖層。

由此產生的劑量分佈測量在儲存格後使用放射性鉻薄膜。

微結構網格儲存格的持有啟用註冊的劑量分佈與空間不確定性的 21 μ m。

團隊證實細胞遭到使用檢測存在斷股的 DNA 化學測定法的質子。

使用這些資料，小組計算相對生物效能 (RBE) 的劑量，併發現它是類似于常規的質子束在可比較的能量。

研究人員說，這項工作演示用於創建強脈衝質子，而且幾乎照射包含相對較小的背景輻射小、 高重複率鐳射的潛力。

超快的研究

超越質子治療，研究人員說質子源可用於基本科學：驅動雷射光束可能作為一種工具快速生物或化學過程中產生影響。

特別感興趣的其他可用性世俗地同步鐳射驅動源，以使泵探針實驗，他們注意到。

現在目標團隊創建梁具有更高的離子能量。

這就需要更強大的雷射器，目前正在修建在我們的實驗室和其他地方，威爾肯斯和施賴貝爾解釋。

研究報告中應用物理快報.

關於作者

泰咪 · 弗裡曼是 medicalphysicsweb 的編輯器中

 

 

引用：http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fjan%2F16%2Fpulsed-lasers-could-make-proton-therapy-more-accessible