基于PARTER开展肿瘤Flash-RT研究——设计及计算

闪光放疗(Flash-RT)是近年来国际肿瘤放疗研究的前沿科技和研究热点,其使用超大剂量率(通常大于100 Gy/s)在极短时间(1～50 ms)内将全部放疗剂量注入靶区.研究发现其对正常组织体现出更小的损伤,同时可呈量级地降低放疗时间.中国工程物理研究院太赫兹自由电子激光装置上的超导电子加速器可提供最高平均流强5 mA的6～8 MeV电子束流,基于它的先进放疗研究平台(PARTER)具有Flash-RT研究的潜力.本文首次介绍PARTER及详细的Flash-RT专用靶和准直器物理设计方案,并给出关键参数的蒙特卡罗模拟计算结果.根据设计,平台上生物样品内注入的最高剂量率达2000 Gy/s,剂量注入时间从μs到百ms持续可调,100 Gy/s以上剂量率覆盖深度超过20 cm,符合Flash-RT研究要求.文中给出了详细的计算过程和结果分析,以提供给之后在PARTER上开展Flash-RT实验研究作为基本参考数据.