Быстрый протон облучение это a больше эффективный и менее инвазивный рак лечение чем рентгеновские лучи. Однако, модерн протон терапия требуется большой частица газ педали , который имеет светодиод эксперты исследовать альтернатива газ педаль концепции , такой как лазер системы ускорение протоны. Такие системы развернуты в доклинические исследования для проложить путь для оптимального облучение терапия. A research group led by Helmholtz-Zentrum dresden - rosssendorf (HZDR) has now successfully tested laser proton irradiation in animals for the first time, with the group's report published in the journal Nature Physics.
Облучение терапия есть один из основной рак лечение. Оно обычно использует интенсивный, сфокусированный рентгеновские лучи. Протоны - ядра из водород атомы - ускоренный к высокие энергии и и связанный в маленький, точно целевой лучи есть другой вариант. Они могут проникнуть в в опухоль ткань, где они хранить большинство из их энергия, разрушение рак в то время уход в окружение ткань в значительной степени неповрежденный. Это делает the method more effective and less inlevive than x-ray therapy, объясняет Dr. Elke Beyreuther, a researcher at HZDR: "This method is particularly approachable for irradiating опухоли at the base of the skull, in the brain and in the central nervous system. It is also used in pediatric cancer patients to minimize possible long-term-effects."
Однако, это метод is much more complex than x-ray therapy потому что это требует сложный газ педаль оборудование к генерировать быстро протоны и передавать их к the пациенту. Это есть почему там есть только a несколько протон терапия центры в Германия. Эксперты на сейчас неуклонно улучшается это метод к сделать это подходит для пациентов. Лазерный протон газ педали может сделать а решающий вклад в это отношение.
Индивидуальный лазер сцинтилляция
Dr. Florian Kroll, a physicist at HZDR, explains, "This method is based on the generation of strong and very short light pulses by a high-power laser, which is fired onto a thin layer of plastic or metal foil." The intensity of these flashes knocks electrons out of the foil, creating a powerful electric field that can beam protons into pulses and accelerate them to high energies. Interestingly, the scale of the process is very small:the acceleration path is only a few micrometers long.
"We've been working on this project for 15 years, but so far the protons haven't gotten enough energy to irradiate." Beyreuther says, "In addition, the pulse intensity varies too much, so we can't be sure we're delivery the right dose." In the past few years, scientists have last made key advances, especially due to a better understanding of the interaction between the лазер вспышка и фольга. "Большинство важно, the precise shape of the laser flashes is particularly important, and we can now tune them to produce proton pulses with sufficient energy and sufficient stability." The researchers объяснение.
Газ педаль готовность и балка доставка устойчивость.
Новое исследования потребности
The parameters were optimized allowing the HZDR team to initiate a series of key experiments: the first controlled облучение из мышь опухоли использование лазерное ускорение протоны. Эти эксперименты были проводились в сотрудничество с экспертами в Дрезден Университет Больница в онкорей - the Национальный Центр для Радиация Исследования в Онкология - и были бенчмарки против сравнение эксперименты в обычный протон терапия оборудование. "We found that the laser-driven proton source cold produce biologically valuable data, which laid the groundwork for further research and allowed us to test and optimize our approach."
Another characteristic of laser-accelerated proton pulses is their enormous intensity. Whereas in conventional proton therapy the radiation dose is delivered in a matter of minutes, the laser-based process can be completed in a millionth of a second," explains Elke Beyreuther: "There are indications that such a fast dose administration helps to protect the surrounding healthy tissue even better than before. We want to follow up these indications with our experimental device and conduct preclinical studies to investigate when and how this rapid irradiation method can be used to gain advantages in cancer treatment."
