得益于萨斯喀彻温大学（USask）研究人员在加拿大光源（CLS）领导下进行的新研究，有一天可以将创新的放射疗法作为对无法手术的脑和脊柱肿瘤的常规放射疗法的有价值的补充，这项研究成果离我们越来越近了。

 
微束放射疗法（MRT）使用由同步加速器产生的非常高剂量的X射线束（比人的头发还窄）来对肿瘤进行辐射，同时保留健康的组织。想法是，在尝试了最大的常规放射疗法后，MRT将向肿瘤提供额外的放射剂量，从而为患者提供可以延长其寿命的另一种疗法。
 
但是长期存在的问题是：MRT辐射剂量的最佳X射线能量范围是什么，既能穿透人体的厚度又能使健康的细胞免受伤害？如何以人体治疗所需的准确度传递和测量极高的辐射剂量？
 
在刚刚发表的《医学与生物学物理学》论文中，该研究小组是第一个证明MRT可扩大用于人体放射治疗的研究团队。研究小组确定了如何最佳地辐射，以确保潜在的人类癌症治疗的安全性和有效性。
 
该论文的主要作者，美国大学生命科学博士的法利·奇西洛（Farley Chicilo）说：“挑战在于确定所需的理想能量范围，以便将该疗法用于下一代同步加速器的人体中。”
 
目前世界各地同步加速器可用的能量范围还不足以穿透人体的厚度。
 
Chicilo说：“我们能够确定穿透人体厚度所需的更高的X射线能量范围，从而验证了数学建模的预测。”他指出，数学模型已表明最佳X射线能量为150至250千电子伏特（keV）。
 
MRT与其他类型的辐射相比具有关键优势：由于轰击X射线的显微镜狭窄光束像梳子上的牙齿一样被切开，因此细微束之间的未辐射健康组织能够帮助治愈被辐射的组织。微束路径。
 
Chicilo说：“要使MRT成功，我们需要尽可能清晰地定义平行微束。” “想象一下使用刀口割伤的肿瘤疗法太薄，以至于它们可以完全切穿动物的脊髓而不会麻痹动物。MRT就是那把刀口割伤的薄。”
 
该小组的实验表明，在150 keV时，高能，高强度的微束不会模糊，从而使微束路径中受损的细胞能够被相邻的健康细胞快速修复。
 
Chicilo的共同主管USask医学影像专家Dean Chapman说：“人们可能会认为，电子在更高的能量下会散射并破坏周围的组织，但事实恰恰相反。” “这些新知识将影响未来将开发用于MRT的专用机器。”
 
研究MRT的科学家面临的另一个重大挑战是缺少一种能够以微米级分辨率准确，精确地测量极高辐射剂量的检测器。
 
USask工程学教授Safa Kasap说：“我们的团队要做的是开发一种独特的高剂量辐射测量探测器技术，并使用它来确定微束所传递的确切辐射剂量轮廓。”担任Chicilo的主管超过二十年。
 
该探测器使用含有containing和稀土离子的特殊玻璃，这可以帮助团队测量辐射剂量并确保其精确和受控。这种玻璃杯本身是由新西兰惠灵顿维多利亚大学的安迪·埃德加（Andy Edgar）制作的，它是USask集团的长期合作者。使用这种玻璃的探测器和测量设备是在USask设计和开发的，USask是唯一使用这种独特材料进行MRT电离辐射测量的地方。
 
mar在被蓝色激光激发时会发出橙色光，但是当暴露于X射线时，离子会获得电子并发出红色光。通过观察橙色与红色的比率，该团队能够在较大的MRT剂量范围内以非常高的分辨率测量沉积的剂量。
 
卡萨普说：“这是为测量微束边缘的详细轮廓而开发的最好的检测器之一。”
 
USask的兼职教授兼团队成员Fred表示，新发现的功能既可以预测X射线的理想能量范围，也可以预测人体治疗的微束的理想宽度，这“对于将来在临床试验中进行治疗计划至关重要”。盖斯勒（Geisler），一位核物理学家和神经外科医生，是国际著名的脊髓损伤和脊柱外科专家。
 
盖斯勒说：“在使MRT用于人类癌症治疗的过程中，这些都是重要而令人振奋的步骤。”
 
同步加速器是产生足够高强度的平行X射线用于MRT研究的唯一手段。CLS是世界上为数不多的能够生产具有合适能量范围的微束的设备，用于测试生物和医学应用。
 
CLS与西方兽医学院以及萨斯喀彻温省癌症局（SCA）一起位于USask校园内，这为跨学科研究人员的不断发展提供了至关重要的力量。
 
实际上，Chicilo和他的一些合作者目前正在与SCA一起在小鼠模型上合作，以确定已经尝试过标准放射疗法后何时进行MRT。