Vier Physikern des US Department of Energy (DOE) Brookhaven National Laboratory US Patent Nr. 7.432.516 B2 für die Gestaltung der "medizinischen Synchrotron" ausgezeichnet wurden fähig zum liefern präzise Strahlendosen Proton zu Krebs Tumoren mit minimalen Schaden umgebenden gesundes Gewebe.
Das neue Gerät wäre eine präzisere und weniger kostspielig als bestehende Protonentherapie Systeme, möglicherweise erhöht die Verfügbarkeit und die Vorteile dieser Behandlung für Caner Patienten weltweit. Die Wissenschaftler Brookhaven suchen jetzt industrielle Partnern zur Lizenzierung und Vermarktung der Technologie.
"Im Reich der Krebsbehandlung, Protonentherapie"Chirurgie ohne ein Messer"betrachtet wird, weil Protonenstrahlen zelltötenden Energie mit extremer Präzision, im Gegensatz zu herkömmlichen Röntgen Strahlentherapie, liefern können", sagte Brookhaven Physiker Stephen Peggs, einer der Wissenschaftler führen auf das Projekt. Peggs, erlebte während der Arbeit an Damhirschkuh Fermi National Accelerator Laboratory, den Abschluss der Nation erste Krankenhaus-basierte Protonentherapie Synchrotron, installiert am Kaliforniens Loma Linda University Medical Center in 1990.
"Fast so schnell wie der Loma Linda Synchrotron aus der Tür ging, wir denken über Möglichkeiten, um eine bessere Maschine begonnen," sagte Peggs. Das aktuelle Design - entwickelt und verfeinert als Peggs und anderen Physikern bearbeitet großen Beschleuniger für Physik Experimente, einschließlich der Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) Brookhaven Labor - ist der Höhepunkt dieser Bemühungen.
"Unser neue Design hat Verbesserungen in Balken-konzentrieren Technik, um die kleinste mögliche Balken Größe - das heißt, die schärfsten möglich"Messer"," sagte Peggs. Da kleinere Strahlen Strahlung mit erhöhter Präzision liefern, könnten diese Verbesserung durch die Verkürzung der Dauer der Behandlung, erhöhen die Wirksamkeit oder beide erhebliche Auswirkungen haben. Das neue Design verspricht auch kostengünstiger und sicherer, die sollten die Verfügbarkeit erhöhen.
Wie es funktioniert
Die Idee hinter Strahlentherapie ist eine tödliche Dosis der Strahlung zu Krebszellen zu liefern. Im konventionellen Röntgenbild Strahlentherapie sind viele gesunde umgebende Zellen auch die Strahlung ausgesetzt, da x-ray Balken ihre Energie hinterlegen durch Gewebe Reisen. In der Tat, die meisten der Dosis von Röntgenstrahlen in der Nähe von der Oberfläche des Körpers hinterlegt ist. Obwohl Krebszellen tendenziell beschränkt mehr anfällige für die schädlichen Auswirkungen von Strahlung (oder weniger in der Lage, sie zu reparieren), die Kollateralschäden zu gesunden Gewebe die Dosis, die Ärzte verwenden können, um den Tumor zu zerstören.
Protonentherapie bietet einen Vorschuss über konventionelle Röntgenaufnahmen, da Protonenstrahlen hinterlegen ihre Energie dem hält des Strahls. Die ursprünglichen Proton Therapie Synchrotrons wurden entwickelt, um zelltötenden Strahlendosen zu Tumoren in drei Dimensionen zu liefern, mit dem Ziel Protonenstrahlen aus mehreren Richtungen, in die Tiefe des Gewebes Tumor zu stoppen. Die präzise Ausrichtung kann Ärzte, höhere Dosen zu den Tumorzellen zu liefern, während Schonung gesundes umgebende Gewebe.
Beschleuniger sind jedoch oft teuer zu bauen und schwer zu pflegen sind, erklären, warum die Design-Prinzipien für Krankenhaus-basierte Beschleuniger radikal geändert werden müssen, und warum relativ, die einige Krankenhäuser haben sie. Das neue Beschleuniger Design entwickelt vom Brookhaven Team bietet zwei wesentliche Vorteile: "schnelle Radfahren" und "starke konzentrieren."
Schnelle Radfahren kann Protonenstrahlen injiziert und aus dem Synchrotron in nur einem umdrehen der kreisförmigen Teilchenbeschleuniger extrahiert werden. Im Gegensatz zu den früheren Maschinen, die mehrere Runden erforderlich, dadurch die Notwendigkeit, sensible Motorfeedback-Systeme zu steuern, die Bündelströme.
"Das macht die Maschine, robuster und zuverlässiger zu bedienen. Es ist mehr eine schlüsselfertige Operation,"sagte Peggs. "Turn it on and es konsequent wie ein Transformator, anstatt wie ein PC Hochfahren startet."