布鲁克海文国家实验室的科学家获得专利的改进癌症治疗设备

四在美国能源部（DOE）的布鲁克海文国家实验室的物理学家已获得美国专利号7432516 B2“医疗同步”能够提供高精度质子辐射剂量癌肿瘤周围的健康组织，以最小的损害的设计。

新设备将小于现有的质子治疗系统更精确和昂贵，无形中增加了这对蚕儿世界各地的患者治疗的有效性和效益。布鲁克海文国家实验室的科学家们正在寻找工业合作伙伴，许可和商业化的技术。

“质子治疗在癌症治疗领域，被认为是”无刀术“，因为质子束可以提供极其精确的细胞的杀伤能量，不像传统的X射线放射治疗，说：”布鲁克海文国家实验室的物理学家斯蒂芬，率先Peggs对项目的科学家。 Peggs，而在美国能源部的费米国家加速器实验室的工作，亲眼目睹了全国第一医院为基础的质子治疗同步，安装在加州罗马琳达大学医学中心于1990年完成。

“几乎就罗马琳达同步走出了门，我们就开始思考如何建立一个更好的机器，Peggs说。”目前的设计 - 开发和完善了作为Peggs和其他物理学家曾在大型加速器物理实验，包括在布鲁克海文实验室的相对论重离子对撞机（RHIC） - ，是这种努力的成果。

“我们的新设计，在光束聚焦技术的改进，使尽可能小的光束大小 - 也就是说，幅度最大的可能”刀“，”说Peggs。由于较小的梁提供具有更高的精度的辐射，这种改善有显著的影响，缩短治疗时间，提高其效率，或两者。新的设计也有望成为成本更低，更可靠，更应增加其可用性。

它是如何工作

放射治疗背后的想法是提供一个致命剂量的辐射癌细胞。在传统的X射线放射治疗，也暴露了许多健康的细胞周围的辐射，因为X射线束存款自己的能量，他们通过组织旅游。事实上，大部分的X射线的剂量交存体表附近。虽然癌细胞往往更容易受到辐射（或更少能够修复）的破坏性影响，对健康组织的附带损害限制的剂量医生可以用它来摧毁肿瘤。

质子治疗提供了一种比传统的X -射线的前进，因为质子束存款的大部分精力的束停止。设计的原始质子治疗同步加速器提供三个方面的辐射剂量对肿瘤细胞的杀伤为目标，从多个方向的质子束，停在肿瘤组织的深度。 ，精确瞄准，允许医生提供高剂量的肿瘤细胞，同时保留健康的周围组织。

但加速器往往昂贵的建立和难以维持，说明为什么必须从根本上修改了医院为基础的加速器的设计原则，以及为什么相对较少的医院。布鲁克海文国家实验室的团队开发的新的加速器的设计提供了两大优势：“强聚焦”，“快速循环”和

快速循环，让质子束被注入，并从周围的环形粒子加速器在短短的一转中提取同步。与较早的机器，它需要多个轮流不同，这消除了需要灵敏的反馈系统来控制光束电流。

“这使得机器更加稳定和可靠的操作，这是一个交钥匙的操作，Peggs说。” “打开它，它始终像一个变压器，而不是像PC启动启动。”

强聚焦是指形状的质子束的能力，并保持它的重点，以精确的尺寸。相比之下罗马琳达机，梁跨厘米的地方，新的设计可以实现束窄之一毫米。

精确度，减少附带损害，并允许他们使用的剂量医生更灵活。高剂量可产生更有效的治疗，可能在少的治疗方法。

紧凑的光束大小还有其它好处：整个设备以及更小的元件（束管，磁铁等）。 Peggs表示，这使得一切更轻，更便宜。较小的规模也将消除水冷最磁铁的需要，将足够的空气冷却。这增加了更节约成本。

“现在我们最大的挑战是找到一个工业财团的合作伙伴，帮助我们建立这些新机器之一，说：”Peggs。 “这是我们作为一个国家实验室，以放一起团队和服务于国家在技术转让方面的需求的使命的一部分，我们将帮助建立的第一个专业，高科技项目，但大部分加速器是提出从传统的技术，和按行业是可以做的的，所以我们正在寻找一个财团看到这个举措 - 进入商业部门和全国各地的医院，“他说。

此外Peggs，布伦南迈克尔约瑟夫Tuozzolo，和亚历山大Zaltsman，在布鲁克海文国家实验室实验室的对撞机加速器部，合作项目。他们的想法和设计直接源于其粒子加速器物理实验工作经验。

“这是事实，我们像RHIC的加速器，使我们能够做到这为医疗应用科学，Peggs说。”

物理学家在RHIC和改善医疗同步发展的工作是支持由能源部科学办公室（办公室核物理）。

http://www.bnl.gov/