加速器產(chǎn)生的短脈沖如何用于治療？

由于高梯度直線加速器，質(zhì)子直線加速器（LINAC）因達(dá)到治療能量的尺寸過長，高頻系統(tǒng)太復(fù)雜，束流性能如占空比值過高等原因，至今尚未應(yīng)用于醫(yī)療環(huán)境。當(dāng)前正在考慮一種高梯度靜電加速器。一種新的介質(zhì)，能耐強(qiáng)流的高阻抗絕緣體，和能耐受很高的電壓而無電弧。現(xiàn)考慮用>100MeV/m的加速梯度，若此技術(shù)能成功，則一臺(tái)質(zhì)子直線加速器可以僅長2.5m。

出國看病機(jī)構(gòu)愛諾美康介紹到，這個(gè)加速器能夠產(chǎn)生治療用的短脈沖，能對(duì)每個(gè)脈沖的能量、流強(qiáng)和截面進(jìn)行控制，并能裝在射波刀（CyberKnife）系統(tǒng)那樣的機(jī)器臂上或一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)機(jī)架上。激光和等離子加速，F(xiàn)aure等和Schwoerer等發(fā)表在Nature雜志上的文章中，討論了一個(gè)非常小的加速結(jié)構(gòu)，還探討了不可忽視的功率和外設(shè)的要求。

實(shí)驗(yàn)顯示，當(dāng)用一個(gè)強(qiáng)大的激光脈沖（強(qiáng)度約102°W/cm2）從薄靶上打出電子和質(zhì)子，可產(chǎn)生一個(gè)很強(qiáng)的局部電場。終的極化效應(yīng)能導(dǎo)致一個(gè)TV/m(即1000000MeV/m）的電場，并且還能使束流能量達(dá)到10MeV的射程。靶的厚度在數(shù) 微米時(shí)，束流就能到達(dá)到治療用能量。目前，已發(fā)布了束流能散和發(fā)射度的銳化工作，正在研究粒子位置和動(dòng)量的測量工作。

一些實(shí)驗(yàn)顯示，若將一個(gè)質(zhì)子源集中于電場軸的中心，就能改善能譜，但所有的允許容差都很窄。若要應(yīng)用于臨床，還需進(jìn)行大量研究。過去30年中，加速器應(yīng)用已從純物理研究應(yīng)用，擴(kuò)展至粒子治療的應(yīng)用。目前，若有一個(gè)不具備物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)的經(jīng)銷商，去建造一臺(tái)用于粒子治療的可靠的專用加速器，也已不再是件新鮮事。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化的回旋加速器和同步加速器進(jìn)一步精煉時(shí)，應(yīng)用超導(dǎo)的新觀念和加速的新方法都在不斷革新。邏輯上，這種新技術(shù)建造的機(jī)器的重量和尺寸都會(huì)減少。

出國看病機(jī)構(gòu)愛諾美康介紹到，也可以預(yù)見，這種令人滿意的研發(fā)循環(huán)，即治療學(xué)的發(fā)展促使這種新技術(shù)更加實(shí)用；新的技術(shù)革新又能進(jìn)一步激發(fā)更多的創(chuàng)新，從而又有更多的新開發(fā)基金，將新技術(shù)的開發(fā)改進(jìn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。這些對(duì)新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、研制開發(fā)、調(diào)試和檢查的努力是十分明顯的。但在現(xiàn)實(shí)中，往往有許多開發(fā)工作比預(yù)計(jì)和期望的時(shí)間還要長。人們有如下一些印象，即可能由于醫(yī)務(wù)界，為安全起見，通常不使用新研發(fā)的成果，而加速器實(shí)驗(yàn)室往往又習(xí)慣于這些拓展的研究課題，從而形成上述現(xiàn)象。

因此，必須用務(wù)實(shí)的計(jì)劃和期望保持這種樂觀的氣氛。這種氣氛能培養(yǎng)和促進(jìn)用戶和銷售商之間進(jìn)行更多的合作，一切基于醫(yī)療目的的方案大多會(huì)取得成功。出國看病機(jī)構(gòu)愛諾美康介紹到，十分重要的是，必須有一個(gè)團(tuán)隊(duì)持續(xù)地進(jìn)行研究，直至成功。若能如此，就像目前的醫(yī)用LINACs，每天會(huì)有1~2臺(tái)機(jī)器從總裝線上下來。