激光-FLASH：高剂量、超高剂量率、单脉冲激光驱动质子源的放射生物学

激光驱动的质子源长期致力于其在放射治疗医学应用中的潜力。这些源具有紧凑、多功能的特性，显示出极端瞬时剂量率、短持续时间和宽能谱等独特特征。典型的激光驱动照射时间模式所谓的快速分层，源于多个在时间上分离的超短剂量分层的组合。本文提出了使用高能激光系统通过单脉冲纳秒脉冲递送靶剂量，以实现对生物样本的超快速照射。由两组永久磁偶极子和散射系统组成的输送线用于改善剂量剖面并控制每脉冲递送的剂量。针对宽谱质子源开发了单次剂量测量协议。可在单脉冲内递送最高达20 Gy的剂量，持续时间不足10纳秒，覆盖1.0cm直径的样本持器器，剂量率超过10^9 Gy/s。 presented for in vitro and in vivo irradiation. A reduction of radiation-induced oxidative stress in-vitro and radiation-induced developmental damage in vivo were observed, whereas anti-tumoral efficacy was confirmed by cell survival assay. 对于极端激光驱动照射条件（落入FLASH照射方案内），本文展示了其体外和体内照射的探索性应用。观察到体外剂量诱导的氧化应激减少，体内剂量诱导的发育损伤减轻，同时通过细胞存活实验确认了抗肿瘤效果。