新技术可提高肿瘤质子疗法效率

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瑞士研究人员开发出一种新技术，可高效产生医用质子束流，提高用质子疗法清除肿瘤的效率。

在医疗领域，质子疗法是使用质子束来照射病变组织，最常见的是治疗癌症。与使用X射线的传统放射性治疗相比，质子疗法的主要优势在于质子的剂量沉积在一个狭窄的深度范围内，对健康组织的影响相对更小，有利于实现精准治疗。

然而，粒子加速器产生的质子束流能量较高，在用于人体之前需要降能，然后通过狭缝装置的筛选，只有很少一部分质子能得到利用。瑞士谢乐研究所团队在英国《自然·物理学》杂志上发表论文说，他们用特殊的“楔子”取代狭缝装置，调整质子束流的性质，使更多质子可得到利用。

质子进入人体后，在射程终点处形成一个尖锐的剂量峰，称为布拉格峰。这一用聚乙烯材料制成的楔形装置利用“动量冷却”原理，其几何特征使不同能量的粒子穿透后发生不同程度的能量损失，从而降低束流的动量散度，后者是能否在肿瘤部位精准产生布拉格峰的关键指标。

实验表明，加速器产生的质子中，以往最多只有0.27%能最终用于治疗，新技术将该比例提高到了0.5%。这意味着产生的医用质子束流强度提高，治疗照射时间可缩短近一半。模拟计算显示，以这种楔形装置为基础重新设计对质子降能和筛选的系统，有望将利用率进一步大幅提高。