stringtranslate.com

Пик Брэгга

Кривая Брэгга альфа-излучения с энергией 5,49 МэВ в воздухе имеет пик справа и скошена влево , в отличие от рентгеновского луча ниже.

Пик Брэгга — это ярко выраженный пик на кривой Брэгга, которая отображает потерю энергии ионизирующего излучения во время его прохождения через вещество. Для протонов , α-лучей и других ионных лучей пик возникает непосредственно перед тем, как частицы приходят в состояние покоя. Он назван в честь Уильяма Генри Брэгга , открывшего его в 1903 году. [1]

Когда быстрая заряженная частица движется сквозь материю, она ионизирует атомы материала и откладывает дозу на своем пути. Пик возникает потому, что сечение взаимодействия увеличивается по мере уменьшения энергии заряженной частицы. Энергия, теряемая заряженными частицами, обратно пропорциональна квадрату их скорости, что объясняет пик, возникающий непосредственно перед полной остановкой частицы. [2] На верхнем рисунке это пик альфа-частиц с энергией 5,49 МэВ, движущихся в воздухе. На нижнем рисунке это узкий пик «родной» кривой пучка протонов, создаваемой ускорителем частиц на 250 МэВ . На рисунке также показано поглощение пучка энергичных фотонов ( рентгеновских лучей ), которое имеет совершенно иную природу; кривая в основном экспоненциальная .

Доза, производимая нативным и модифицированным пучком протонов при прохождении через ткань, по сравнению с поглощением фотонного или рентгеновского пучка.

Эта характеристика протонных пучков была впервые рекомендована для использования в терапии рака Робертом Р. Уилсоном в его статье 1946 года «Радиологическое использование быстрых протонов». [3] Уилсон изучал, как глубиной проникновения протонного пучка можно управлять с помощью энергии протонов. Это явление используется в терапии частиц рака, особенно в протонной терапии, чтобы сконцентрировать воздействие лучей легких ионов на подлежащую лечению опухоль , минимизируя при этом воздействие на окружающие здоровые ткани. [4]

Синяя кривая на рисунке («модифицированный протонный пучок ») показывает, как исходный моноэнергетический протонный пучок с острым пиком расширяется за счет увеличения диапазона энергий, так что можно лечить больший объем опухоли. Плато, созданное путем модификации протонного луча, называется расширенным пиком Брэгга, или SOBP, что позволяет лечению соответствовать не только более крупным опухолям, но и более конкретным трехмерным формам. [5] Этого можно достичь, используя глушители переменной толщины , например, вращающиеся клинья. [6] Импульсное охлаждение в установках протонной терапии на основе циклотрона позволяет добиться более резкого дистального спада пика Брэгга и достижения высоких мощностей дозы. [7]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Чарли Ма, CM; Ломакс, Тони (2012). Протонная и углеродно-ионная терапия . Бока-Ратон: CRC Press. п. 4. ISBN 9781439816073.
  2. ^ «Кривые и пики Брэгга». Брукхейвенская национальная лаборатория . Проверено 27 января 2016 г.
  3. ^ Уилсон, Роберт Р. (1 ноября 1946). «Радиологическое использование быстрых протонов». Радиология . 47 (5): 487–491. дои : 10.1148/47.5.487. ISSN  0033-8419. ПМИД  20274616.
  4. ^ Трикалинос, Т.А.; и другие. (2009). Лучевая терапия частицами рака [Интернет]. Технические обзоры сравнительной эффективности, № 1. Роквилл (Мэриленд): Агентство исследований и качества здравоохранения (США). стр. ES1–ES5.
  5. ^ Джетт, Д.; Чен, В. (2011). «Создание разбросанного пика Брэгга в протонных пучках». Физика в медицине и биологии . 56 (11): N131-8. дои : 10.1088/0031-9155/56/11/N01. PMID  21558588. S2CID  37517481.
  6. ^ Паганетти, Харальд; Бортфельд, Томас. «Протонно-лучевая лучевая терапия – современное состояние1» (PDF) . ААПМ . п. 16 . Проверено 27 января 2016 г.
  7. ^ Марадия В., Меер Д., Доллинг Р. и др. Демонстрация импульсного охлаждения для повышения потенциала лечения рака с помощью протонной терапии. Нат. Физ. (2023). https://doi.org/10.1038/s41567-023-02115-2.

Внешние ссылки