রঙ-সমাধান করা Cherenkov ইমেজিং রেডিওথেরাপি ডোজ পর্যবেক্ষণের সঠিকতা উন্নত করে

রেডিওথেরাপির সময় চেরেনকভ ইমেজিং রোগীর শরীরে ডোজ সরবরাহ করার সময় রেডিয়েশন বিমের রিয়েল-টাইম ভিজ্যুয়ালাইজেশন এবং ম্যাপিং সক্ষম করে, রিয়েল টাইমে চিকিত্সা সরবরাহের নির্ভুলতা মূল্যায়ন করার উপায় প্রদান করে। এটি বিশ্বব্যাপী গবেষণা ল্যাবরেটরিতে ব্যাপকভাবে পরীক্ষা করা হচ্ছে রোগীদের কাছে প্রদত্ত প্রকৃত রেডিয়েশন ডোজ পরিমাপ করার একটি হাতিয়ার হিসাবে, এমনভাবে যা ত্বকের রঙ দ্বারা প্রভাবিত হয় না।

অপটিক্যাল ইমেজিং কৌশলটি বিকিরণ মাত্রা পরিমাপের জন্য প্রচলিত পদ্ধতির তুলনায় উচ্চ স্থানিক রেজোলিউশন, উচ্চ সংবেদনশীলতা এবং দ্রুত ইমেজিং গতির সুবিধা প্রদান করে। তবে ক্লিনিকাল ব্যবহারের জন্য এর সমস্ত ক্ষমতা গ্রহণ করার আগে এখনও চ্যালেঞ্জগুলি অতিক্রম করতে হবে।

চেরেঙ্কভ বিকিরণ উত্পাদিত হয় যখন চার্জযুক্ত কণাগুলি টিস্যুতে আলোর ফেজ বেগের চেয়ে বেশি গতিতে ভ্রমণ করে। সংকেতের তীব্রতা সরবরাহকৃত রেডিয়েশন ডোজ এর সমানুপাতিক এবং একটি আদর্শ পরিস্থিতিতে, রেডিওথেরাপি চিকিত্সার সময় সরবরাহকৃত ডোজ সঠিকভাবে নির্দেশ করে।

বাস্তবে, যাইহোক, টিস্যু অ্যাটেন্যুয়েশন নির্গত চেরেনকভ বিকিরণের তীব্রতা হ্রাস করে এবং জমাকৃত ডোজ এবং পর্যবেক্ষণ করা চেরেঙ্কভ নির্গমনের মধ্যে রৈখিক সম্পর্ককে পরিবর্তন করে। এই কারণে, মানুষের টিস্যু থেকে Cherenkov সংকেত এখনও ডোজ সম্পূর্ণরূপে সমানুপাতিক হিসাবে সঠিকভাবে ব্যাখ্যাযোগ্য নয়।

গবেষকরা এ সময়ে ডার্টমাউথ কলেজ এবং উইসকনসিন-ম্যাডিসন বিশ্ববিদ্যালয় চেরেনকভ ইমেজিংকে বিকিরণ মাত্রার একটি নির্ভরযোগ্য সূচক করতে কাজ করছে। সম্প্রতি এক গবেষণায় এ তথ্য জানানো হয়েছে বায়োমেডিকাল অপটিক্স জার্নাল, তারা বিভিন্ন টিস্যু ফ্যান্টম থেকে চেরেনকভ নির্গমনের লাল, সবুজ এবং নীল তরঙ্গদৈর্ঘ্যের চিত্র তুলতে একটি কাস্টম, টাইম-গেটেড থ্রি-চ্যানেল ইনটেনসিফাইড ক্যামেরা ব্যবহার করেছিল। তারা অনুমান করে যে চেরেনকভ নির্গমনের তীব্রতা জৈবিক শোষণ বৈশিষ্ট্যের তারতম্যের সাথে পরিবর্তিত হয় - যেমন টিস্যুর মধ্যে রক্তের ঘনত্ব এবং পিগমেন্টেশনের বিভিন্ন স্তরের সাথে মানুষের ত্বকে মেলানিনের ঘনত্ব।

"টিস্যু শোষণ এবং বিক্ষিপ্তকরণ শনাক্ত চেরেনকভ নির্গমনের রোগীদের মধ্যে একটি বড় পার্থক্য সৃষ্টি করতে পারে," প্রধান তদন্তকারী ব্যাখ্যা করেন ব্রায়ান পোগ, এর ইউনিভার্সিটি অফ উইসকনসিন-ম্যাডিসন স্কুল অফ মেডিসিন অ্যান্ড পাবলিক হেলথ এবং ডার্টমাউথের থায়ের স্কুল অফ ইঞ্জিনিয়ারিং. "আমরা জানি যে ত্বকের রঙের বৈচিত্র্য 90% পর্যন্ত সংকেত স্তরকে পরিবর্তন করতে পারে এবং রক্তে বা বিক্ষিপ্ত বিষয়বস্তুর পরিবর্তন 20% পর্যন্ত সংকেত পরিবর্তনের কারণ হতে পারে।"

"আমরা আমাদের অধ্যয়ন পরিচালনা করেছি কিভাবে টিস্যু অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলি চেরেঙ্কভ আলোর নির্গমন রঙকে প্রভাবিত করে এবং টিস্যু ক্ষয় প্রভাবগুলির ক্রমাঙ্কন বা সংশোধনের জন্য আলোর বর্ণালী ব্যবহার করার উপায়গুলি সনাক্ত করতে শুরু করে," তিনি ব্যাখ্যা করেন।

অধ্যয়নের জন্য, পোগ এবং সহকর্মীরা মেলানিন এবং রক্তের পরিমাণের বিভিন্ন মাত্রা সহ টিস্যু এবং রক্তের ফ্যান্টম প্রস্তুত করেছিলেন। তারা সিন্থেটিক 0.1 মিমি-পুরু এপিডার্মাল স্তর তৈরি করেছে যাতে সাতটি ভিন্ন ঘনত্বের সিন্থেটিক মেলানিন রয়েছে যা মানুষের ত্বকের সাথে মেলে, এবং তারপরে এই স্তরগুলিকে পুরু বাল্ক টিস্যু ফ্যান্টমগুলির উপরে স্থাপন করে। গবেষকরা ফ্যাটি টিস্যু থেকে উচ্চ ভাস্কুলারাইজড পেশী টিস্যু পর্যন্ত রক্তের ঘনত্ব সহ সাতটি রক্তের ফ্যান্টম পরীক্ষা করেছেন।

গবেষকরা 3 MV ফোটন এবং 6 MeV ইলেক্ট্রন বিম ব্যবহার করে 6 Gy ডোজ দিয়ে ফ্যান্টমগুলিকে বিকিরণ করেছেন এবং প্রতিটি রঙের চ্যানেলের জন্য চিত্রগুলি অর্জন করেছেন। অধিগ্রহণগুলি লিন্যাকের জন্য সময় বেঁধে দেওয়া হয়েছিল, শুধুমাত্র পটভূমি পরিবেষ্টিত আলো ছাড়াই মাইক্রোসেকেন্ড বিকিরণ ডালের সময় Cherenkov নির্গমন ক্যাপচার করার জন্য। তারা লক্ষ্য করেছেন যে উভয় রশ্মির জন্য, 0.0076 mg/ml (একটি মাঝারি উচ্চ-স্তরের) এর উপরে মেলানিনের জন্য কোন পর্যবেক্ষণযোগ্য চেরেনকভ নির্গমন ছিল না।

দলটি জানিয়েছে যে মেলানিনের ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে ফ্যান্টম থেকে চেরেনকভ নির্গমন হ্রাস পেয়েছে। অত্যন্ত উচ্চ মেলানিনের মাত্রা চেরেনকভ নির্গমনে উল্লেখযোগ্য হ্রাস ঘটায়, যার ফলে ত্বকের কালো রঙের ব্যক্তিদের ইমেজিং করা কঠিন হয়ে পড়ে।

রক্তের ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে বৃহত্তর টেনশনের সাথে রক্তের ফ্যান্টম ইমেজ করার সময় রঙও একটি পার্থক্য তৈরি করে। রক্তে অক্সিহেমোগ্লোবিন দ্বারা নীল এবং সবুজ রঙ শোষণের কারণে লাল চ্যানেলটি নীল এবং সবুজ চ্যানেলের তুলনায় কম পরিমাণে হ্রাস পায়। "এই ফলাফলগুলি পরামর্শ দেয় যে লাল এবং কাছাকাছি-ইনফ্রারেড তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ইমেজিং আরও ভাল হবে," মন্তব্য পোগ। "এছাড়াও, প্রতিটি রঙের ব্যান্ডে অ্যাটেন্যুয়েশনের পরিমাণ চিহ্নিত করা ত্বকের রঙের জন্য ক্রমাঙ্কনকে সহজতর করবে।"

"আমাদের অনুসন্ধানগুলি এই ধারণাটিকে সমর্থন করে যে চেরেনকভের রঙ বা বর্ণালী ইমেজিং ডোজ জমা দিয়ে চেরেনকভের শারীরিক প্রজন্ম থেকে তীব্রতার জৈবিক ক্ষয়কে পৃথক করার জন্য একটি পরীক্ষামূলক পদ্ধতি প্রদান করতে পারে। লক্ষ্যটি আদর্শভাবে টিস্যুতে প্রদত্ত ডোজের সূচক হিসাবে চেরেনকভের তীব্রতা ব্যবহার করা হবে, এটির মধ্যে রক্তের পরিমাণ বা ত্বকের রঙ থেকে স্বাধীন, রঙ সংশোধন ব্যবহার করে," গবেষকরা লিখেছেন।

রেডিওথেরাপি ভিজ্যুয়ালাইজ করার জন্য চেরেনকভ ইমেজিং: ক্লিনিকাল ব্যবহারের এক বছর

দলটি সহযোগীদের সাথে একটি ক্লিনিকাল ট্রায়াল শুরু করেছে মফিট ক্যান্সার কেন্দ্র, ত্বকের রঙের বৈচিত্র্যের একটি বৃহত্তর পরিসরের রোগীদের ইমেজ করার জন্য, এবং ট্রায়ালটি প্রসারিত করার আশা করে UWHealth ম্যাডিসনে "এটি আমাদের রোগীদের মধ্যে এই ধরনের ইমেজিং পরীক্ষা করার অনুমতি দেবে যারা ক্যান্সার রোগীর জনসংখ্যার স্বাভাবিক পরিসরকে আরও ভালভাবে উপস্থাপন করে," পোগ বলেছেন ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড. "আমরা সত্যিই চিত্রগুলিকে কীভাবে দেখতে চাই তা আরও ভালভাবে বুঝতে চাই এবং যদি আমরা চেরেনকভ ইমেজিংয়ের উপর নির্ভর করতে পারি তবে তাদের ত্বকের রঙের থেকে স্বতন্ত্র সমস্ত রোগীদের বিকিরণ বিতরণের প্যাটার্ন দেখাতে পারি।"

"এখন পর্যন্ত, ডেটা উত্সাহজনক দেখায়," তিনি যোগ করেন। “যেহেতু ত্বকের মেলানিনের পরিমাণ বেশি হওয়ার সাথে সাথে কম আলো নির্গত হয়, আমরা এটি সংশোধন করার জন্য রঙিন চিত্রও ব্যবহার করছি। আমরা আশাবাদী যে আমরা সিস্টেমটিকে ত্বকের রঙের থেকে অনেকাংশে স্বাধীন করতে পারব। আমরা বিশ্বাস করি যে স্পেকট্রোস্কোপিক ব্যাখ্যা রেডিওথেরাপির সময় প্রদত্ত আয়নাইজিং রেডিয়েশন ডোজ থেকে চেরেঙ্কভ নির্গমনকে আরও ভালভাবে সম্পর্কিত করতে সাহায্য করতে পারে।"

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ডেটা ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• অ্যাড্রিয়েন অ্যাশলির সাথে ভবিষ্যত মিন্টিং। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/colour-resolved-cherenkov-imaging-improves-the-accuracy-of-radiotherapy-dose-monitoring/