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胶质母细胞瘤治疗的革命
摘要：胶质母细胞瘤是成人中最常见的恶性原发性脑肿瘤，平均生存期为 12.1 至 14.6 个月。标准治疗结合手术、放疗和化疗，效果不如我们所愿。然而，由于生物技术的快速进步，目前的可能性不再局限于标准疗法。新方法通过针对单个细胞和抗原来攻克癌症，从而实现更精准的方法。对于胶质母细胞瘤的治疗，这些包括伽玛刀治疗、质子束治疗、肿瘤治疗场、EGFR 和 VEGF 抑制剂、多种 RTKs 抑制剂和 PI3K 通路抑制剂。此外，对免疫系统在肿瘤发生中的作用的认识不断加深以及识别肿瘤特异性抗原的能力有助于开发针对 GBM 和免疫细胞的免疫疗法，包括 CAR-T、CAR-NK 细胞、树突状细胞和免疫检查点抑制剂。上述每种方法都有其优点和缺点，并且都面临着一些问题，例如难以有效地穿过血脑屏障、各种神经和全身副作用以及肿瘤的逃逸机制。本文旨在介绍目前胶质母细胞瘤的现代治疗方法。
NPL 报告光离子束剂量测定 Hugo Palmans ...
轻离子束剂量测定 Hugo Palmans 1、Russell Thomas 1、David Shipley 1、Andrzej Kacperek 2 1 生活质量部，辐射剂量测定团队 2 道格拉斯回旋加速器，Clatterbridge 肿瘤中心，威勒尔，英国 摘要 本报告概述了“改进的轻离子束剂量测定”战略研究项目所做的科学工作，以及英国贸易和工业部 2001-2004 国家测量系统、电离辐射计量计划下的工作。它根据 2004-2007 国家测量系统、英国贸易和工业部电离辐射计量计划下开展的工作进行了修订，以完成早期计划中启动的工作。这项工作还极大地受益于 Clatterbridge 肿瘤中心和加拿大自然科学与工程研究委员会 (NSERC) 的研究项目以及与比利时根特大学的合作。引言部分简要介绍了质子束放射治疗领域，第二章对相关文献进行了全面概述。第三章介绍并讨论了该项目范围内进行的实验工作，第四章讨论了支持进行的模拟。结论部分总结了主要成就以及这项工作为 NPL 创造的机会。
IMB-CNM 的碳化硅二极管
放射治疗 (RT) 的主要挑战是向肿瘤提供足够高的治疗剂量，同时保持附近器官受到可耐受的剂量，新的治疗方式正在迅速涌现。FLASH 放射治疗提供的治疗剂量比传统 RT（0.05 Gy/s）快几个数量级（≥40 Gy/s），并且已被证明可以降低正常组织发生并发症的可能性，同时提供与传统剂量率相似或更好的肿瘤控制率，减少治疗时间和器官运动相关问题。然而，FLASH RT 的临床实施面临着重大挑战，因为它的要求使得大多数现有的剂量测定设备已过时。碳化硅 (SiC) 的物理特性使其成为一种有趣的辐射剂量测定材料。SiC 的宽带隙降低了热产生电荷载流子的速率，从而与硅相比降低了漏电流和噪声。特别值得注意的是，SiC 每 mGy 沉积的信号产量（4H-SiC 为 425 pC/(mGy · mm3)）低于硅。这使得 SiC 成为超高剂量脉冲辐射场或直接光束监测剂量测定的良好选择，其中半导体中的瞬时剂量沉积很大，可能会使传统硅二极管饱和。此外，SiC 具有更高的位移能量阈值，因此辐射硬度高于硅。如今，SiC 技术已经成熟，高质量基板可达 200 毫米，可广泛使用。在本次演讲中，我们将介绍在 IMB- CNM 设计和制造的新型碳化硅 PiN 二极管，旨在应对 FLASH RT 的技术挑战。在 PTB（德国）使用 20 MeV FLASH 电子束进行的首次表征中，这些二极管显示出其适用于高达每脉冲 11 Gy（4 MGy/s）剂量的相对剂量测定，且剂量测定性能可与商用金刚石剂量计相媲美 [doi:10.1088/1361-6560/ad37eb]。在 CMAM（西班牙）使用 7 MeV 质子测试了带有 FLASH 质子束的 SiC 二极管的性能，结果显示它们与剂量率具有良好的信号线性度，并且每脉冲剂量至少为 20 Gy 时响应可重复。最后，在 CNA（西班牙）使用高 LET、强脉冲质子束研究了二极管的抗辐射性。二极管的灵敏度在 1 MeV 质子中以 -1.34%/kGy 的初始速率逐渐下降，并且仅在接近 750 kGy 的剂量下才稳定下来。然而，即使累积剂量为几 MGy，每脉冲剂量的线性响应在很宽的剂量率范围内也能保持。所有这些测量都是在无需外部施加电压的情况下进行的。总之，在 IMB-CNM 制造的碳化硅二极管是硅和金刚石剂量计的真正替代品，适用于需要精确实时相对剂量测定的广泛应用，要求快速响应和长期稳定性。
NPL 报告光离子束剂量 Hugo Palmans...
轻离子束剂量测定 Hugo Palmans 1 、Russell Thomas 1 、David Shipley 1 、Andrzej Kacperek 2 1 生活质量部，辐射剂量测定团队 2 道格拉斯回旋加速器，Clatterbridge 肿瘤中心，威勒尔，英国 摘要 本报告概述了战略研究项目“改进的轻离子束剂量测定”中所做的科学工作以及英国贸易和工业部 2001-2004 年国家测量系统、电离辐射计量计划下的工作。它根据英国贸易和工业部 2004-2007 年国家测量系统、电离辐射计量计划下开展的工作进行了修订，以完成早期计划中启动的工作。这项工作还极大地受益于克莱特布里奇肿瘤中心和加拿大自然科学与工程研究委员会 (NSERC) 的研究项目以及与比利时根特大学的合作。介绍是对质子束放射治疗领域的一个非常简短的介绍，第二章提供了文献的广泛概述。第三章介绍并讨论了在本项目范围内进行的实验工作，第四章讨论了为支持而进行的模拟。结论部分总结了这项工作为 NPL 创造的主要成就和机遇。
高能大型强子对撞机中Betatron准直损失的影响
响应于2013年欧洲粒子物理战略的建议，这是对所谓的高能LHC（HE-LHC）CERN进行能源升级的概念设计工作，作为未来圆形围栏研究的一部分。HE-LHC机器（旨在在现有的LHC隧道中使用16吨磁铁技术）将在27 TEV（〜2×LHC）的质子碰撞中提供质子碰撞，总储存的能量为1.34 gJ（〜4×LHC）。通过调整LHC准直探针，构思了He-LHC的Betatron清洁插入的第一个布局，需要维持至少10秒钟的次数，即约1.86兆瓦的影响，对应于12分钟的光束寿命，而无需诱导任何磁铁淬火或对其他加速度造成任何损坏。在本文中，我们通过粒子跟踪和相互作用计算评估了HE-LHC机器在HE-LHC机器中质子束操作的准直插入的功率沉积。通过三步模拟方法评估了对温暖元件以及超导分散抑制磁体的束损失影响。尤其是对于未来提议的高能LHC，我们证明了在分散抑制器中添加局部准直仪的必要性，并且我们发现了准直插入中梁线“ Dogleg”的有害后果。
高亮度纳米颗粒的制备与开发...
质子束直写 (PBW) 是由新加坡国立大学离子束应用中心 (CIBA-NUS) 开发的一种直写光刻技术，该技术利用聚焦质子来制造三维纳米结构 [1 – 3] 。与电子束光刻 (EBL) 相比，PBW 的优势在于质子比电子重 ~1800 倍，这使得质子传递给二次电子的能量更少，可以更直地穿透材料，并在光刻胶中沿其路径沉积恒定的能量 [4] 。凭借这些独特的特性，PBW 可以制造没有邻近效应且具有光滑侧壁的纳米结构 [3,5] 。目前，PBW 在光斑尺寸和吞吐量方面的性能受到 PBW 系统中射频 (RF) 离子源亮度较低 (~20 A/(m 2 srV)) 的限制 [6,7] 。因此高亮度离子源是进一步提升PBW系统性能的关键。降低的亮度是体现光束质量的重要参数，如束流密度、束流角度扩展和束流能量扩展[8,9]。减小虚拟源尺寸是获得高亮度离子源的一种实用方法[10]。高亮度离子源，如液态金属离子源 (LMIS) 和气体场电离源 (GFIS)，具有较小的虚拟源尺寸。LMIS 是应用最广泛的高亮度离子源，其尖端顶部有一个液态金属储存器[11-13]。强电场用于将液态金属拉到尖锐的电喷雾锥，称为泰勒锥[14]。
新加坡国立大学高能离子纳米...
新加坡国立大学核显微镜研究中心拥有三条最先进的光束线，连接到高亮度高压工程 Europa 3.5 MV Singletron 加速器。其中一条线是 NEC（美国国家静电公司）离子通道设备，利用宽束离子束分析技术进行先进材料研究。另外两条线是微束设备；一条用于生物医学样品和先进材料的核显微镜，需要相对较高的电流（>50 pA）；另一条用于质子束微加工（PBM）和材料改性，可使用较低的电流。对两条微束线的分辨率性能进行了测量，结果如下：（1）核显微镜线采用 Oxford Microbeams OM2000 终端站，配备以高激发三重态模式配置的 OM50 四极透镜。该线在 290 400 nm 的分析应用中实现了世界最佳性能，适用于 2 MeV 质子的 50 pA 电流。（2）PBM 线是世界上第一条此类线，它采用了新一代紧凑型（OM52）四极透镜（Oxford Microbeams Ltd.），也配置了高激发、三重态配置。该设备具有出色的缩小性能，在低电流应用方面实现了世界最佳性能。使用直接扫描透射离子显微镜测量的束流为每秒 10,000 个质子，光斑尺寸为 35 75 nm。2003 Elsevier BV 保留所有权利。
使用LIF荧光核轨道检测器检测质子轨道
荧光检测核轨迹是一种辐射测量方法，最初是由Akselrod和使用Al 2 O 3：C，Mg单晶的同事开发的（Akselrod等，2006a; Akselrod等，2006b），并成功地引入了应用程序的各个领域（Al.akselenber and kousselrodg，akselrodg and akselrodg and.220; akselrod等人，2006b）。 2018年; Akselrod和Sykora，2013年；在过去的几年中，发现另一种材料适合用作荧光核轨道检测器（FNTD）：未含量的氟氟化锂晶体（Bilski和Marczewska，2017; Bilski等，2019b）。LIF中粒子轨迹的荧光成像的物理机制是基于创建的，这是通过电离颗粒F 2颜色中心在晶体晶格中的产生。这些中心用蓝光（在445 nm左右的波长）激发时，在红色光谱范围内发出光致发光（在670 nm处达到峰值）。使用荧光显微镜，使用高放大倍数和灵敏的数码相机，可以以低于1微米的分辨率对辐射轨道进行成像。轨道强度是从轨道发出的荧光灯的强度，取决于电离密度，即，即局部沉积的能量的量。lif晶体已成功地用于图像各种离子的轨道，从氦与铁不等（Bilski等，2019a）。对于质子，对于高能梁，像放射疗法中使用的光束一样，由于这些颗粒的电离密度较低，很难观察到原代质子的单个轨道。对质子辐照的LIF晶体的初步分析揭示了某些荧光轨道的存在，但仅以几乎没有分布的斑点的形式。 这些斑点的数量比撞击晶体上的质子数量低的数量级。 它们的荧光强度非常低 - 与伽马辐射产生的轨道的强度相似。 因此，很难确定观察到的轨道是由原代质子，能量降解的质子还是由某些二次颗粒产生的。 另一方面，众所周知，低能质子可能会产生完全不同的轨道，因为它发生在热中子辐照的LIF晶体中，其中由2.73 MeV 3 h核产生的轨道（中子的核反应与6 Li核的核反应的产物）可见（Bilski等人，2018年）。 因此，本工作的目的是更仔细地研究LIF FNTD在检测低能和高能量质子方面的能力。 该受试者不仅与放射疗法质子束的测量相关，而且与质子丰富的宇宙辐射的剂量计有关。对质子辐照的LIF晶体的初步分析揭示了某些荧光轨道的存在，但仅以几乎没有分布的斑点的形式。这些斑点的数量比撞击晶体上的质子数量低的数量级。它们的荧光强度非常低 - 与伽马辐射产生的轨道的强度相似。因此，很难确定观察到的轨道是由原代质子，能量降解的质子还是由某些二次颗粒产生的。另一方面，众所周知，低能质子可能会产生完全不同的轨道，因为它发生在热中子辐照的LIF晶体中，其中由2.73 MeV 3 h核产生的轨道（中子的核反应与6 Li核的核反应的产物）可见（Bilski等人，2018年）。因此，本工作的目的是更仔细地研究LIF FNTD在检测低能和高能量质子方面的能力。该受试者不仅与放射疗法质子束的测量相关，而且与质子丰富的宇宙辐射的剂量计有关。
引用已发表的版本（哈佛）：Melia，E＆Parsons，JL 2023，“电离辐射方式的DNA损伤和修复依赖性”，Bioscien
放射疗法用于治疗约50％的所有人类癌症，这些癌症主要采用光子辐射。然而，由于更精确的剂量沉积和增加的线性递送转移（LET），颗粒放疗对常规光子具有显着益处，从而产生增强的治疗反应。具体而言，质子束疗法（PBT）和碳离子放疗（CIRT）的特征是Bragg峰，该峰会产生低入口辐射剂量，其中大多数能量沉积在一个小区域内定义，可以专门针对肿瘤，以低出口剂量为下降。PBT被认为相对较低，而CIRT则更密集地电离，因此较高的LET。尽管采用了放射疗法类型，但肿瘤细胞的杀伤仍依赖于引入DNA损伤，这使肿瘤细胞的修复能力淹没了。众所周知，DNA损伤的复杂性随着使生物学有效性增强而增加，尽管在不同的辐射源之后被激活的特定DNA修复途径尚不清楚。需要此知识来确定是否可以针对这些途径内的特定蛋白质和酶来进一步提高辐射的疗效。在这篇综述中，我们概述了对这些响应响应的辐射方式和DNA修复途径。我们还提供了研究研究和DNA损伤复杂性对DNA修复途径选择的影响的最新知识，其次是证据，证明了这些途径中的酶如何有可能被治疗中利用以进一步提高肿瘤放射效率，从而进一步提高放射治疗的功效。
使用 BEAMnrc 设计 50kVp 接触式 X 射线治疗装置的平坦化滤波器
利用 MCNP 计算非均匀体模内电子束的剂量分布并通过实验测量进行验证。 Hassan Ali Nedaie，伊朗德黑兰医科大学癌症研究所 使用 NPL 网格上的 DOSRZnrc 计算英国主要标准治疗级电子束热量计的间隙校正 Mark Bailey，英国泰丁顿国家物理实验室 辐照小组建模工作组 - 蒙特卡罗代码审查 Mark Bailey（辐照小组秘书），英国泰丁顿国家物理实验室 使用 BEAMnrc 设计 50kVp 接触式 X 射线治疗装置的平坦滤波器 Gareth M. Baugh，英国考文垂大学医院阿登癌症中心 验证 PENELOPE 蒙特卡罗代码以计算异质体模中的吸收剂量 Léone Blazy，CEA-Saclay，法国亨利贝克勒尔国家实验室 使用不同版本 MC 代码对低能锗探测器进行蒙特卡罗校准的结果 PENELOPE Robert Brettner-Messler，FJ Maringer，奥地利维也纳联邦计量测量局 Geant4 作为质子束中 Al2O3：C 发光响应的轨迹相互作用模型的传输代码 S. Greilich，Risø 国家实验室，DK-4000 罗斯基勒，丹麦 探测器死层厚度对探测器效率的影响 Mario Kedhi，阿尔巴尼亚地拉那核物理研究所 探测器效率和巧合求和 c 的计算