Новая технология, разрабатываемая лабораторией SLAC и Стэнфордским университетом, направлена на снижение побочных эффектов лучевой терапии рака путем сокращения ее продолжительности с нескольких минут до менее одной секунды.
Созданные в будущем компактные медицинские устройства, использующие технологии физики высоких энергий, также могут помочь сделать лучевую терапию более доступной во всем мире.
Теперь команда исследователей SLAC/Stanford получила решающее финансирование для продолжения двух проектов по разработке возможных методов лечения опухолей — один с использованием рентгеновских лучей, другой с использованием протонов.
Идея обоих заключается в том, чтобы атаковать раковые клетки так быстро, что органы и другие ткани не успевают получить вред. Это намного уменьшает вероятность того, что радиация повредит здоровую ткань вокруг опухоли, делая лучевую терапию более быстрой и точной.
В современных медицинских устройствах электроны пролетают через трубчатую ускорительную структуру длиной около метра, получая энергию от радиочастотного поля, которое проходит через трубку в то же время и в том же направлении. Затем энергия электронов преобразуется в рентгеновские лучи. За последние несколько лет исследователи разработали и испытали прототипы ускорителей со специальными формами и новыми способами подачи радиочастотных полей в трубу.
Эти компоненты уже работают, как и прогнозировалось, и прокладывают путь для создания конструкций ускорителей, которые поддерживают большую мощность в компактном размере.
Водятся ли на Титане стрекозы?
«Мы построим структуру ускорителя и проверим риски технологии, которая через три-пять лет может привести к первому фактическому устройству, которое в конечном итоге может быть использовано в клинических испытаниях», — говорят исследователи.
Протоны менее вредны для здоровой ткани, чем рентгеновские лучи, потому что они аккумулируют свою убивающую опухоль энергию в более ограниченном объеме внутри тела. Однако протонная терапия требует больших усилий для ускорения протонов и корректировки их энергии. Она также использует магниты весом сотни тонн, которые медленно перемещаются вокруг тела пациента, чтобы направлять луч в цель.
«Мы хотим придумать инновационные способы манипулирования протонным лучом, которые сделают будущие устройства проще, компактнее и намного быстрее», — сказал Эмилио Нанни, научный сотрудник SLAC, который возглавляет проект.
Эта цель вскоре может быть достигнута благодаря недавнему гранту. «Теперь мы можем двигаться вперед в разработке, изготовлении и тестировании структуры ускорителя, которая будет способна управлять протонным пучком, настраивать его энергию и доставлять высокие дозы излучения практически мгновенно», — говорят исследователи.
Еще одна ключевая задача проектов — сделать лучевую терапию более доступной для пациентов во всем мире.
Сегодня миллионы пациентов во всем мире получают только паллиативную помощь, потому что у них нет доступа к терапии рака, говорят ученые. «Мы надеемся, что наша работа будет способствовать обеспечению максимально возможного лечения большему количеству пациентов в большем количестве мест».
Ученые демонстрируют существование новой формы электронного вещества
Именно поэтому команда исследователей фокусируется на разработке компактных, экономичных и эффективных в клинических условиях систем и совместимых с существующей инфраструктурой по всему миру.
Источник: