在最近的研究中已经提出了一种在肿瘤中集中放射治疗剂量同时使对健康细胞的损害最小化的新方法。

在斯特拉斯克莱德大学的科学家领导的研究中，提出了一种在肿瘤中集中放射治疗剂量，同时尽量减少对健康细胞的损害的新方法。

该研究提出，将高能粒子束聚焦在身体深处的一个小点上可能使临床医生能够精确地靶向癌症肿瘤，同时减少对周围组织的剂量。

外照射放射治疗包括用高能X射线或粒子束治疗患者。通过辐射杀死肿瘤细胞，辐射通常以多个部分施用，其每天施用数周。主要目标是使用辐射束杀死肿瘤细胞，同时尽量减少对健康细胞的损害。

该研究发表在Nature Research期刊“科学报告”上。

负责该项目的Dino Jaroszynski教授说：“大约一半的人口将在他们的生命中的某个时间患上癌症。在这些人中，有一半将使用放射疗法或放疗和化疗联合治疗。

“放射治疗的挑战之一是以剂量完全'符合'肿瘤的方式沉积高辐射剂量，以确保所有癌细胞被杀死，同时防止对健康细胞的损害。我们的研究表明我们可以非常简单地将辐射聚焦到肿瘤上以照射它，同时减少周围健康组织的剂量。

“以类似于放大镜将太阳光线聚焦到一个小点的方式，我们建议使用磁透镜将粒子束聚焦到一个小点，以消融肿瘤。”

目前在放射治疗中使用的常见辐射形式包括由来自“医疗”线性加速器或直线加速器的电子束产生的X射线，其产生称为bre致辐射X射线的一种辐射，然后靶向肿瘤。

来自直线加速器的这些相对低能量的电子束也可以直接用于照射肿瘤，但是它们不会深入到体内，因此不常用。

在放射疗法中使用X射线的一个缺点是它们被人体吸收并且它们的效果减弱，导致高的入口剂量。在肿瘤之前和之后的近端和远端剂量也可以与肿瘤中的辐射剂量一样高或更高。

为了用足够的辐射精确地照射肿瘤以杀死所有肿瘤细胞，X射线束经常在从不同方向指向肿瘤的同时旋转，同时患者保持静止。

有效的放射治疗方式使用较重的颗粒，如质子和离子。这些具有辐射剂量的优点，可以将其限制在称为“布拉格峰”的小区域。质子放射治疗设施可用，但非常昂贵。

参与该项目的斯特拉斯克莱德物理系研究员恩里科·布鲁内蒂博士说：“这项工作提供了一项全面的数值研究，研究了癌症治疗中遇到的基本问题，这些问题涉及各种几何形状的高能电子。结果表明该技术常规用于高能粒子加速器的光束传输系统可以直接应用于该领域，扩大了可用于放射治疗的工具范围。“

负责该项目的斯特拉思克莱德博士生Karolina Kokurewicz说：“电子很像质子，具有颗粒特有的特性。但是，电子质量要小得多，必须通过增加能量来补偿，因此惯性才能达到效果。类似于高质量粒子。我们推动全面研究极高能电子(VHEE)在放射治疗中的潜在优势。

“在我们的研究中，我们发现VHEE光束在聚焦时可以很容易地控制，以精确定位类似于光束扫描模式的肿瘤。净效应是一个大大增强的剂量分布，与目标体积密切相关，可能提供更好的肿瘤这是实现VHEE真正潜力的第一步。“

Jaroszynski教授说：“我们正在斯特拉斯克莱德苏格兰等离子体加速器应用中心(SCAPA)建立一条新的医用光束线，使用激光产生的高能电子加速器来研究我们论文中发表的观点。

“这些超紧凑的激光尾流场加速器只有几毫米长，可以很容易地聚焦;大部分空间都被激光器供电。这是一个非常激动人心的新项目，有可能最终改变放射治疗通过降低成本，同时提高其效率。“

该研究还涉及斯特拉斯克莱德药学和生物医学科学研究所的Marie Boyd博士和Annette Sorensen博士的国际合作。

此外，它还涉及格拉斯哥大学和萨里大学的临床医生，生物学家和物理学家，Wolfson Wohl癌症研究中心，英国国家物理实验室和印第安纳大学医学院。