Các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore (LLNL) lần đầu tiên chứng minh khả năng ứng dụng hiệu quả của các máy gia tốc cảm ứng tuyến tính (LIA) trong việc cung cấp liều bức xạ trong xạ trị FLASH cho bệnh nhân ung thư. Kỹ thuật mới này có khả năng tiêu diệt các tế bào ung thư một cách có chọn lọc, giảm tối đa mức tổn thương đối với các tế bào khỏe mạnh.
Trong nhiều thập kỷ, việc điều trị ung thư thường kéo theo tác động phụ khi bệnh nhân phải chịu liều bức xạ thấp trong khoảng thời gian dài với mục đích đủ tiêu diệt các tế bào ung thư mà không làm tổn hại quá nhiều đến các tế bào khỏe mạnh của bệnh nhân. Những cải tiến và nỗ lực nghiên cứu trong việc tạo ra liều xạ trị nhanh, lớn, chính xác hoặc xạ trị FLASH (FLASH-RT) ở độ sâu cần thiết, đã đặt ra yêu cầu về các loại thiết bị phức tạp, có kích thước lớn (tương đương phòng chứa). Điều đó cho đến nay đã được chứng minh là không thực tế trong các ứng dụng lâm sàng. Kết quả nghiên cứu được công bố mới đây đã chứng minh sự hiệu quả khi sử dụng các LIA đủ mạnh chỉ với kích thước không quá 3m đã có khả năng cung cấp liều bức xạ cần thiết tiêu diệt các tế bào ung thư.
(Xạ trị FLASH là công nghệ xạ trị mới được định nghĩa là phương pháp xạ trị tốc độ liều cực cao (≥ 40 Gy/s). So với các phương pháp xạ trị thông thường, tốc độ xạ trị của FLASH-RT nhanh hơn 400 lần.)
Một thiết bị FLASH-RT
Được phát triển như một phần của chương trình quản lý kho dự trữ cho Phòng thí nghiệm, các LIA công suất lớn đã được sử dụng tại LLNL từ những năm 1960 trong các thí nghiệm hạt nhân và vũ khí hạt nhân. Tại Khu vực 300, Địa điểm Thử nghiệm Nevada và Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos, các phiên bản lớn của các máy gia tốc này được sử dụng để phát ra các tia bức xạ năng lượng cao, theo trình tự tạo ra mô phỏng vụ nổ hạt nhân. Các nhà khoa học tại đây đã chứng minh khả năng ứng dụng phương pháp đối với các cuộc thử nghiệm đó có thể hiệu quả trong các liệu pháp điều trị ung thư. Mặc dù LIA đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ, nhưng các máy gia tốc này vẫn chưa được xem xét sử dụng trong các ứng dụng y tế. Phương pháp này là sự kết hợp các công nghệ được phát triển cho vũ khí hạt nhân với xạ trị ung thư.
Một máy gia tốc cảm ứng tuyến tính (LIA) dài 3,5 mét với bốn đường ngắm về phía bệnh nhân.
Các phần tử màu xanh lam hội tụ từ tính và định hướng các chùm điện tử của LIA.
Trong FLASH-RT, tốc độ liều tối thiểu > 40 Gy/s (đại lượng thể hiện lượng bức xạ được phân phối trong một khoảng thời gian) trước đây đã được chứng minh là có hiệu quả, với hiệu ứng tối đa ở > 100 Gy/s đến đảm bảo các hiệu ứng tác động là tối thiểu trên các mô khỏe mạnh. Điều quan trọng là tốc độ liều tức thời > 2×105 Gy/s, nằm ngoài khả năng của các máy gia tốc thông thường. Thực tế đã chứng minh rằng với liều bức xạ tức thời cao hơn với thời gian chiếu ngắn hơn sẽ có hiệu quả tốt hơn liều bức xạ thấp mà thời gian chiếu dài.
Để tạo ra một liều đủ cao để tiêu diệt tế bào ung thư nhưng trong thời gian đủ ngắn để tránh làm tổn thương các tế bào khỏe mạnh, các nhà khoa học LLNL đã phát triển một phương pháp liên quan đến LIA, tạo ra bốn chùm tia đặt đối xứng xung quanh bệnh nhân. Bằng cách kiểm soát các cực nam châm, tập trung chùm chiếu xạ từ FLASH-RT, có thể chứng minh khả năng biến đổi trong ung thư học. Các nghiên cứu sâu hơn đã chỉ ra rằng LIA FLASH-RT trong lâm sàng không chỉ có hiệu quả tiêu diệt các bệnh ung thư tập trung như khối u, mà còn cả các bệnh ung thư phân tán, chẳng hạn như ung thư trong não hoặc trong máu.
Từ khóa: Xạ trị ung thư; FLASH-RT; máy gia tốc LIA;
– CMD&DND –
