استخدم فريق بحث أوروبي نموذجًا أوليًا لكاشف شوتكي دايود القائم على الماس للتكليف بنجاح اليكترون فلاش مسرع البحث لكل من العلاج الإشعاعي الفلاش التقليدي وقبل السريري. أثبت الكاشف الجديد أنه أداة مفيدة لتوصيف الحزمة السريعة والقابلة للتكرار ، ومناسب لمعدلات الجرعات العالية (UH-DR) وظروف الجرعة العالية لكل نبضة (UH-DPP). يعد هذا إنجازًا بارزًا لفريق التطوير الخاص بها ، والذي يترأسه جامعة روما تور فيرغاتا، نظرًا لعدم توفر مقاييس جرعات نشطة تجارية في الوقت الفعلي للعلاج الإشعاعي FLASH حاليًا.
العلاج الإشعاعي FLASH هو تقنية جديدة لعلاج السرطان يتم فيها تشعيع الأنسجة المستهدفة باستخدام معدلات جرعة أعلى بكثير من العلاج الإشعاعي التقليدي ، وبالتالي لأوقات تشعيع أقصر بكثير. يتسبب معدل الجرعة الفائقة هذا في حدوث ما يسمى بتأثير FLASH: انخفاض في السمية التي يسببها الإشعاع للأنسجة الطبيعية المحيطة ، مع الحفاظ على استجابة مكافئة لقتل الورم.
يتم الإشادة بهذه التكنولوجيا الناشئة عالميًا باعتبارها استراتيجية علاجية مثيرة مع إمكانية تغيير مستقبل علاج السرطان السريري. ولكن هناك عقبات يجب التغلب عليها ، من بينها تطوير نظام دقيق وفعال لقياس الجرعات لتحديد جرعة الإشعاع في الوقت الفعلي.
مقاييس الجرعات التجارية الحالية في الوقت الفعلي مثل غرف التأين وأجهزة الكشف عن الحالة الصلبة ليست مناسبة للاستخدام السريري ، بسبب إعادة التركيب والتشبع والتأثيرات غير الخطية التي لوحظت في استجابتها. تعمل مقاييس الجرعات السلبية مثل الألانين والأفلام اللونية GAF ، ولكن قد لا تتولد استجابتها لساعات أو حتى أيام بعد إجراء التشعيع ، مما يجعلها غير عملية لضمان جودة ليناك اليومية.
للتغلب على هذه القيود ، صمم الفريق كاشف flashDiamond (fD) خصيصًا لتطبيقات UH-DR و UH-DPP ، ووصفه في مقال نشر في يناير 2022 في الفيزياء الطبية. الآن ، المحقق الرئيسي جيانلوكا فيرونا ريناتي أجرى وزملاؤه تحقيقًا منهجيًا لاستجابة كاشف fD لحزم الإلكترون النبضي ، والتحقق من صحة استجابته الخطية في DPPs لما يصل إلى حوالي 26 Gy / نبضة ، ومعدلات جرعة لحظية تبلغ حوالي 5 MGy / s ومعدلات جرعة متوسطة تبلغ حوالي 1 kGy / s .
استخدم الباحثون بعد ذلك كاشف fD لتكليف ElectronFlash linac في سوردينا أيورت تكنولوجيز (SIT) في إيطاليا ، والإبلاغ عن النتائج التي توصلوا إليها في الفيزياء الطبية.
توصيف الجرعات
لتقييم النموذج الأولي لـ FD ، أجرى الفريق أولاً معايرات للجرعة الممتصة تحت ثلاث حالات تشعيع مختلفة: 60التشعيع المشترك في الظروف المرجعية في المختبر القياسي الثانوي PTW (PTW- فرايبورغ) ؛ حزم الإلكترون UH-DPP في PTB؛ وحزم ElectronFlash في الظروف التقليدية في SIT.
من المشجع أن القيم التي تم الحصول عليها من إجراءات المعايرة في المرافق الثلاثة متفق عليها بشكل جيد. حساسيات نموذج fd تم الحصول عليها بموجب 60كان التشعيع المشترك ، باستخدام حزم الإلكترون UH-DPP ومع حزم الإلكترون التقليدية 0.309 ± 0.005 و 0.305 ± 0.002 و 0.306 ± 0.005 nC / Gy ، على التوالي. يشير هذا إلى عدم وجود اختلافات في استجابة النموذج الأولي fD عند استخدام حزم الإلكترون التقليدية أو UH-DPP ، أو بين 60تشعيع الشعاع المشترك والإلكترون.
قام الفريق بعد ذلك بالتحقيق في خطية استجابة fD في نطاق UH-DPP. كشف تباين DPP بين 1.2 و 11.9 Gy أن استجابة النموذج الأولي كانت خطية على الأقل حتى الحد الأقصى لقيمة التحقيق 11.9 Gy.
قارن الباحثون أيضًا نتائج كاشف fD بنتائج مقاييس الجرعات المتاحة تجاريًا ، بما في ذلك المايكرو دايموند ، وغرفة التأين المتقدمة ماركوس ، وكاشف الصمام الثنائي السيليكوني وأفلام EBT-XD GAF اللونية. لاحظوا توافقًا جيدًا بين منحنيات جرعة العمق المئوية ، وملامح الحزمة وعوامل الإخراج المقاسة بواسطة النموذج الأولي fD والكاشفات المرجعية ، للإشعاع التقليدي و (مع أفلام EBT-XD) UH-DPP.
يوفر الخط السريري المحول العلاج الإشعاعي الفلاش
أخيرًا ، استخدم الفريق كاشف fD لتكليف ElectronFlash linac ، القادر على العمل في كل من الطرائق التقليدية و UH-DPP. تم تجهيز ليناك بالعديد من أدوات تطبيق PMMA الأسطوانية ، التي يتراوح قطرها بين 30 و 120 ملم ، والتي تستخدم لتغيير DPP. تم الانتهاء من التكليف من خلال الحصول على النسبة المئوية لجرعة العمق وملامح الحزمة لـ 7 و 9 من حزم الإلكترون النبضي MeV ، باستخدام جميع أدوات التطبيق المختلفة ، وفي كل من الطرائق التقليدية و UH-DPP.
خلص الباحثون إلى أن النموذج الأولي لـ fd يمكن أن يثبت أنه أداة قيمة للتكليف باستخدام خطوط شعاع الإلكترون للعلاج الإشعاعي FLASH. وهم يجرون حاليًا عمليات محاكاة مونت كارلو لكل من حزم Linac ElectronFlash وكاشف fD لتوفير الدعم النظري لتقديرات قياس الجرعات الخاصة بهم.
