قد تزيد معدلات الجرعات العالية جدًا المستخدمة في العلاج الإشعاعي بالفلاش من النافذة العلاجية عن طريق حماية الأنسجة الطبيعية من التلف الإشعاعي. يعتقد بعض الباحثين أن حزم بروتون FLASH قد تكون متاحة مع حزم البروتون المُسرعة بالسيكلوترون المتاحة تجاريًا أيضًا. ولكن عندما يتم دمج FLASH مع أكثر أنواع العلاج بالبروتونات تقدمًا ، المسح الجانبي للحزمة بالقلم الرصاص (PBS) ، فإن توصيلات بروتون PBS المستخدمة لعلاج السرطانات المعقدة بدقة لا مثيل لها تؤثر أيضًا على معدلات الجرعة المحلية الحاسمة لتحقيق تأثير FLASH.
الباحثون في المركز الطبي لجامعة إيراسموس, المعهد التقني العالي Lisbon و هولندا وضعت لحساب الاختلافات المحلية في معدل الجرعة الناتجة عن توصيل بروتون PBS. تم الإبلاغ عن دراستهم الأخيرة في المجلة الدولية لعلم الأورام الإشعاعي، وعلم الأحياء، والفيزياء، يزيد من تغطية FLASH عن طريق تحسين نمط مسح PBS باستخدام المقاييس المستندة إلى voxel.
يقول المؤلف الرئيسي رودريجو خوسيه سانتو: "كنا نحاول تحسين FLASH من خلال تحسين معدل الجرعة ، دون المساس بجودة الخطة من حيث جرعة الإشعاع". "كنا نحاول إنشاء خط أنابيب يعمل باستمرار على تحسين تغطية FLASH لأشكال وأحجام الورم المختلفة ، دون إعادة تحسين خطة العلاج واعتبار FLASH تأثيرًا محليًا يعتمد على نمط توصيل الحزمة بالقلم الرصاص."
النتيجة: تحسين خطط العلاج بالبروتون FLASH دون المساس بمعدل الجرعة.
برنامج تلفزيوني كمندوب مبيعات متنقل
تطرح مشكلة البائع المتجول السؤال التالي: "بالنظر إلى قائمة المدن والمسافات بين كل زوج من المدن ، ما هو أقصر طريق ممكن يزور كل مدينة مرة واحدة بالضبط ويعود إلى المدينة الأصلية؟"
هذه المشكلة ، التي درسها باحثو التحسين التوافقي منذ فترة طويلة ، هي مقياس للخوارزميات الجينية المستخدمة في علوم الكمبيوتر وبحوث العمليات. أدرك خوسيه سانتو ، الذي يعمل حاليًا طالب دكتوراه في UMC Utrecht ولكنه كان طالب ماجستير عندما تم تنفيذ العمل ، أنه يمكن استخدام الخوارزميات الجينية لحل مشكلته الخاصة - تحسين الترتيب الذي يتم فيه تشعيع حزم قلم رصاص بروتون لزيادة تغطية FLASH. .
يستخدم النهج الناتج للباحثين مقياسًا يعتمد على فوكسل محددًا بواسطة عتبات جرعة ثابتة لتحديد متى يبدأ تشعيع هذا الفوكسل وينتهي. تقوم الخوارزمية بتقييم معدل الجرعة لكل حزمة قلم رصاص على حدة وتفترض أن FLASH هو تأثير محلي وأن إجمالي وقت التشعيع هو معلمة FLASH مهمة.
يتم تشغيل الخوارزمية على حلول مختلفة بالتوازي ، على الرغم من أنها تشارك المعلومات بين الحين والآخر. يتم تضمين متوسط المسافة بين حزم القلم كدالة تكلفة لتقليل المسافة الإجمالية المقطوعة في المستوى المستعرض لاتجاه الحزمة. يتم تطبيق الخوارزمية بالتتابع بعد مواضع شعاع القلم الرصاص والأوزان التي يتم تحسينها ودون المساس بجودة الخطة من حيث الجرعة الممتصة (الاسمية).
اختبر الباحثون الخوارزمية الخاصة بهم على خطط العلاج باستخدام حزم قلم رصاص لنقل 20 مريضًا يعانون من سرطان الرئة في المراحل المبكرة ونقائل الرئة. (تعتبر آفات الرئة مواقع مثالية لـ FLASH ، كما يقول الباحثون - تتضمن العلاجات الحالية بالبروتون FLASH حزمًا عالية الطاقة تمر عبر المريض بدلاً من حزم ذروة Bragg التي يتم تسخيرها للعلاج بالبروتون التقليدي).
تحسنت تغطية FLASH المتوسطة من 6.9٪ لأنماط المسح القياسية سطراً إلى 29٪ مع تحسين PBS. لاحظ الباحثون أن الخطط المُحسَّنة من برنامج تلفزيوني لها مظهر يشبه الدَّوامة. تغيرت نافذة FLASH بشكل طفيف فقط بالنسبة لتيارات الشعاع المختلفة بشكل هامشي.
العلاج بالبروتونات FLASH: الكشف عن تقنية التوصيل المثلى
نظرًا لأن مجموعات البحث الأخرى تعمل بشكل أساسي على تحسين FLASH على مستوى تخطيط العلاج ، يقول الباحثون إنه من الصعب مقارنة نتائجهم المحسّنة من PBS بدراسات العلاج بالبروتونات FLASH الأخرى - وفقًا لمعرفتهم ، فإن هذه الدراسة هي الأولى التي تقوم بإجراء شعاع قلم رصاص تحسين نمط التسليم للعلاج بالبروتون FLASH. إنهم يركزون الآن على تحسين تقديم دعم السلوك الإيجابي لأهداف أكبر ودمج تحسين معدل الجرعة في خط أنابيبهم الحالي لتحسين الجرعة.
"لا يزال العلاج الإشعاعي يتحسن باستمرار ، وتأثير FLASH هو طريق واعد لنتائج علاج أفضل للمرضى. يُعد العلاج بالبروتونات ، جنبًا إلى جنب مع خوارزميات التحسين مثل تلك التي طورناها ، خطوة مهمة نحو تحقيق ذلك بالضبط ، "كما يقول خوسيه سانتو. "تؤكد مخطوطتنا أن هناك مجالًا كبيرًا لمزيد من تحسين العلاج بالبروتون FLASH كطريقة علاجية ، حتى مع أجهزة الحزمة الحالية."
