碳离子束FLASH照射实验束流配送方式的研究

作     者：刘志强 周利荣 张秋宁 石健 王小虎 Liu Zhiqiang;Zhou Lirong;Zhang Qiuning;Shi Jian;Wang Xiaohu

作者机构：兰州科近泰基新技术有限责任公司兰州730000 中国科学院近代物理研究所兰州730000 

出 版 物：《中华放射肿瘤学杂志》 (Chinese Journal of Radiation Oncology)

年 卷 期：2024年第33卷第6期

页      面：548-553页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 100207[医学-影像医学与核医学] 1006[医学-中西医结合] 1002[医学-临床医学] 1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 08[工学] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 100106[医学-放射医学] 10[医学] 100602[医学-中西医结合临床] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFC2401505) 甘肃省技术创新引导计划(22CX8JA149) 甘肃省科协创新驱动助力工程项目(GXH20220617-3) 甘肃省科技厅重点研发计划项目(20YF8FA116) 

主　　题：碳离子束 FLASH治疗 同步加速器 束流性能 

摘      要：目的:改进一套临床碳离子治疗系统的束流配送方式,并测试其性能,以满足使用碳离子束进行FLASH细胞及动物实验的条件。方法:使用碳离子治疗系统的垂直束,通过缩短同步加速器束流引出时间提高流强的方法,来获取超高剂量率。将高流强的束流在深度方向采用脊形过滤器展宽,横向使用点扫描技术扩展,可形成细胞学实验和动物实验所需的射野。测量射野平坦度、半影、吸收剂量、平均剂量率等,以验证束流性能是否满足要求。结果:深度方向展宽的Bragg峰和设计一致,横向剂量曲线测量得到的射野平坦度和半影等参数满足实验要求。扩展后在20 mm×20 mm×10 mm的靶体积内,射野吸收剂量达到8 Gy,射野平均剂量率60 Gy/s,最大可以达到100 Gy/s;30 mm×30 mm×10 mm靶体积内,射野吸收剂量为4 Gy,部分能量的射野平均剂量率40 Gy/s,实验中可选择剂量率适合的能量进行照射。结论:经过对束流配送方法的改进,已经能够在同步加速器上实现碳离子FLASH细胞学实验的条件,通过对加速器的改进实现加速粒子数倍增后,剂量率和剂量都可以达到目前文献报道的FLASH动物实验条件。