রোগী-নির্দিষ্ট রিজ ফিল্টার কনফর্মাল ফ্ল্যাশ প্রোটন থেরাপি সক্ষম করে

স্টেরিওট্যাকটিক বডি রেডিয়েশন থেরাপি (এসবিআরটি) হল একটি নির্ভুল ক্যান্সার চিকিত্সা যা প্রচলিত রেডিওথেরাপির তুলনায় কম, উচ্চ-ডোজের বিকিরণ ভগ্নাংশ সরবরাহ করে। SBRT চমৎকার স্থানীয় টিউমার নিয়ন্ত্রণ প্রদান করতে পারে, কিন্তু কিছু টিউমার অবস্থানের জন্য এটি অগ্রহণযোগ্য বিকিরণ মাত্রায় নিকটবর্তী অঙ্গ-প্রত্যঙ্গের (OARs) প্রকাশের ঝুঁকি রাখে। প্রোটন-ভিত্তিক SBRT আরও ভাল OAR স্পেয়ারিং প্রদান করে, তবে এখনও কিছু চিকিত্সা মার্জিন প্রয়োজন যা এর ক্লিনিকাল প্রযোজ্যতা সীমিত করতে পারে।

ফ্ল্যাশ রেডিওথেরাপি, যেখানে বিকিরণ অতি উচ্চ মাত্রার হারে বিতরণ করা হয়, এটি ওএআরগুলিকে আরও বাঁচাতে সক্ষম করতে পারে। এর সম্ভাব্যতা তদন্ত করার জন্য, একটি গবেষণা দল এগিয়ে এসেছে এমরোরি বিশ্ববিদ্যালয় ফ্ল্যাশ রেডিওথেরাপির চাহিদা মেটাতে প্রোটন থেরাপি ডেলিভারি অপ্টিমাইজ করার জন্য একটি কাঠামো তৈরি করছে।

বেশিরভাগ আধুনিক প্রোটন থেরাপি সিস্টেমগুলি একটি উচ্চ-শক্তি ট্রান্সমিশন মরীচি ব্যবহার করে ফ্ল্যাশ ডোজ হার অর্জন করতে পারে যা রোগীর মধ্য দিয়ে যায়, তার পথ জুড়ে ডোজ জমা করে। এই পদ্ধতিটি, তবে, প্রোটন থেরাপির প্রধান সুবিধাকে দূর করে: এটি একটি স্প্রেড-আউট ব্র্যাগ শিখরে ডোজ সরবরাহ করার ক্ষমতা। ফ্ল্যাশ ডোজ হারে সামঞ্জস্য উন্নত করতে, রুইরুই লিউ এবং সহকর্মীরা প্রস্তাব করেন যে রোগী-নির্দিষ্ট রিজ ফিল্টারগুলি প্রচলিত তীব্রতা-মড্যুলেটেড প্রোটন থেরাপি (IMPT) এর মতো একই ডোজ বিতরণ করতে পারে।

ফ্ল্যাশ চিকিত্সার জন্য, ডোজ, ডোজ-গড় ডোজ রেট (DADR) এবং ডোজ-গড় লিনিয়ার এনার্জি ট্রান্সফার (LET_d) সব জৈবিক প্রতিক্রিয়া প্রভাবিত. এইভাবে গবেষকরা একটি ইন্টিগ্রেটেড ফিজিক্যাল অপ্টিমাইজেশান (আইপিও) ফ্রেমওয়ার্ক তৈরি করেছেন যা একই সাথে রোগীর চিকিত্সা পরিকল্পনায় ওএআর স্পেয়ারিংকে সর্বাধিক করার জন্য এই তিনটি প্যারামিটারকে অপ্টিমাইজ করে। কাঠামো, বর্ণিত রেডিয়েশন অনকোলজি, জীববিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞানের আন্তর্জাতিক জার্নাল, রোগী-নির্দিষ্ট রিজ ফিল্টার এবং প্রোটন স্পট মানচিত্রের ডিজাইনের জন্য একাধিক সমাধান প্রদান করতে IPO-IMPT উদ্দেশ্য ফাংশন ব্যবহার করে।

রিজ ফিল্টারগুলি, যা একটি পরিসীমা ক্ষতিপূরণকারীর সাথে একত্রে ব্যবহৃত হয়, জিগুরাট-আকৃতির পিনের একটি অ্যারে নিয়ে গঠিত যা একটি রশ্মি-নির্দিষ্ট পরিকল্পনার লক্ষ্য ভলিউম কভার করার জন্য 250-MeV বিম থেকে ব্র্যাগ শিখরকে ছড়িয়ে দেয়। দলটি রোগী-নির্দিষ্ট ফিল্টারের জন্য পিন অবস্থানগুলি সংজ্ঞায়িত করার জন্য বিপরীত পরিকল্পনা সফ্টওয়্যার তৈরি করেছে এবং ডোজ এবং LET প্রভাব ম্যাট্রিক্স সরবরাহ করতে Geant4-ভিত্তিক মন্টে কার্লো সিমুলেশন ব্যবহার করেছে।

রোগীর পরিকল্পনা

আইপিও-আইএমপিটি কাঠামো প্রদর্শনের জন্য, গবেষকরা ফুসফুসের ক্যান্সারে আক্রান্ত তিনজন রোগীর জন্য চিকিত্সার পরিকল্পনা তৈরি করেছেন। তারা ক্লিনিকাল টার্গেট ভলিউমের জন্য 50 Gy (10 62.5 Gy ভগ্নাংশ) একটি ডোজ নির্ধারণ করেছে, যার সর্বোচ্চ হটস্পট ডোজ XNUMX Gy। কোন প্যারামিটারকে অগ্রাধিকার দেওয়া হয়েছে তার উপর নির্ভর করে, পরিকল্পনাগুলির লক্ষ্য ফ্ল্যাশ কভারেজ বাড়ানো এবং/অথবা LET কমানো_d, লক্ষ্য ডোজ বজায় রাখার সময়.

1 রোগীর জন্য, যার হার্টের কাছাকাছি কেন্দ্রীয় ফুসফুসের টিউমার ছিল, ওএআরগুলি হৃৎপিণ্ড এবং ফুসফুস ছিল। এই ক্ষেত্রে, গবেষকরা এলইটি হ্রাস করার লক্ষ্যে একটি একক-বিম আইপিও-আইএমপিটি পরিকল্পনা তৈরি করেছেন_d লক্ষ্য কভারেজ বজায় রাখার সময় হৃদয়ে। আইপিও-আইএমপিটি পরিকল্পনা এই লক্ষ্য পূরণ করেছে, একটি প্রচলিত IMPT পরিকল্পনার অনুরূপ লক্ষ্য কভারেজ প্রদর্শন করে কিন্তু উল্লেখযোগ্যভাবে LET হ্রাস করেছে_d হৃদয়ে

রোগী 2 এর ডান নীচের লোবে একটি মেটাস্ট্যাটিক টিউমার ছিল এবং রোগী 3 এর সাবক্যারিনাল লিম্ফ নোডে একটি টিউমার ছিল। এই ক্ষেত্রে, খাদ্যনালীও একটি OAR ছিল এবং মূল লক্ষ্য ছিল খাদ্যনালী স্পেয়ারিং। IPO-IMPT এবং IMPT উভয়ের জন্য, খাদ্যনালীর মূল্যায়ন ভলিউমের প্রায় 100% 40 Gy/s ফ্ল্যাশ থ্রেশহোল্ড পূরণ করেছে, রোগী 2-এর জন্য, IPO-IMPT সামান্য কমেছে LET_d হৃৎপিণ্ড এবং খাদ্যনালীর জন্য এবং হার্টের জন্য ফ্ল্যাশ কভারেজ বৃদ্ধি পায়।

স্পারস পিন ডিজাইন

আইপিও-আইএমপিটি ফ্রেমওয়ার্ক ব্যবহার করে ডিজাইন করা নিয়মিত রিজ ফিল্টারগুলি এলইটি কমিয়ে এবং ফ্ল্যাশ কভারেজ বাড়িয়ে বেছে বেছে ওএআরগুলিকে রক্ষা করে। যাইহোক, স্পার্স রিজ ফিল্টার, যেখান থেকে কিছু পিন বাদ দেওয়া হয়েছে, সেগুলো OAR স্পেয়ারিং আরও বাড়ানোর সম্ভাবনা অফার করে। নির্দিষ্ট স্থানে ফিল্টার পিন অপসারণ একটি উচ্চ প্রোটন ফ্লাক্স প্রদান করে, বাকি পিনগুলি এখনও পর্যাপ্ত লক্ষ্য কভারেজ প্রদান করে।

রোগী 1-এর জন্য, গবেষকরা স্পার্স রিজ ফিল্টার এবং একাধিক বিম সহ একটি আইপিও-আইএমপিটি পরিকল্পনা তৈরি করেছেন। নিয়মিত রিজ ফিল্টার ব্যবহার করে একটি IMPT পরিকল্পনার সাথে তুলনা দেখায় যে, উভয়ের জন্য, টিউমার কভারেজ বজায় রাখা হয়েছিল এবং হটস্পটগুলি ভালভাবে নিয়ন্ত্রণ করা হয়েছিল। স্পার্স রিজ ফিল্টার, তবে, হার্ট এবং ফুসফুসের মূল্যায়ন ভলিউমের জন্য যথাক্রমে 31% এবং 50% দ্বারা ফ্ল্যাশ ডোজ রেট গ্রহণ করে OAR ভলিউম বাড়িয়েছে।

স্পার্স রিজ ফিল্টারগুলি IPO-IMPT কাঠামোর সম্পূর্ণ সম্ভাবনা উপলব্ধি করার জন্য নমনীয়তা প্রদান করে। উদাহরণস্বরূপ, পিন অপসারণের মাত্রা পৃথক রোগীর ক্ষেত্রে অনুসারে করা যেতে পারে। একটি 50% পিন অপসারণ থ্রেশহোল্ড রোগী 1 এর বড় টিউমারের জন্য যুক্তিসঙ্গত ফলাফল প্রদান করে, যখন 30% থ্রেশহোল্ড 2 এবং 3 রোগীদের ছোট লক্ষ্যগুলির জন্য একটি ভাল সূচনা বিন্দু ছিল, যাদের স্পার্স রিজ ফিল্টার-ভিত্তিক পরিকল্পনাগুলি টিউমার বজায় রাখার সময় খাদ্যনালীতে DADR বৃদ্ধি করেছে। কভারেজ

অবশেষে, একটি রিজ ফিল্টার সমাবেশ (ফিল্টার পিন এবং একটি ক্ষতিপূরণকারী) ভবিষ্যদ্বাণীকৃত ডোজ প্রদান করতে পারে তা যাচাই করার জন্য, গবেষকরা 3D একটি রোগী-নির্দিষ্ট রিজ ফিল্টার প্রিন্ট করেছেন। তারা একটি অভিন্ন লক্ষ্যমাত্রা প্রদানের জন্য পরিকল্পিত একটি চিকিত্সা পরিকল্পনা প্রদান করেছে এবং একটি আয়নাইজেশন চেম্বার অ্যারের সাথে ডোজ পরিমাপ করেছে। পরম ডোজের জন্য মোট গামা পাসের হার ছিল 92.9%, যা 90% এর স্ট্যান্ডার্ড রোগীর পাসের মানদণ্ডকে অতিক্রম করে এবং দেখায় যে সমাবেশ একটি ক্লিনিক্যালভাবে গ্রহণযোগ্য ডোজ বিতরণ করতে পারে।

এনপিএল ফ্ল্যাশ প্রোটন বিমের জন্য পরম ডোজমেট্রি প্রবর্তন করে

“এই প্রুফ-অফ-কনসেপ্ট স্টাডিটি ফ্ল্যাশ স্টেরিওট্যাকটিক বডি প্রোটন থেরাপি, ডোজ, DADR এবং LET এর জন্য অ্যাকাউন্টিং সম্পন্ন করতে একটি IPO-IMPT ফ্রেমওয়ার্ক ব্যবহার করার সম্ভাব্যতা প্রদর্শন করে।_d একই সাথে,” গবেষকরা উপসংহারে এসেছেন। "এই অভিনব পদ্ধতিটি প্রাক-ক্লিনিকাল এবং ক্লিনিকাল অধ্যয়নের জন্য ফ্ল্যাশ হারে কনফর্মাল প্রোটন ক্ষেত্র সরবরাহের সুবিধা দেবে।"

সিনিয়র লেখক লিয়ং লিন বলে ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড যে দলটি এই ধরনের অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য তার সফ্টওয়্যার আরও বিকাশের আশা করছে। “Emory's Office of Technology Transfer আমাদেরকে একটি স্টার্টআপ কোম্পানি, রেডিওথেরাপি বায়োলজিক্যাল অপ্টিমাইজেশান (RBO) সলিউশন গঠন করতে উৎসাহিত করেছে,” লিন ব্যাখ্যা করেন। “RBO 41 এপ্রিলের মধ্যে ন্যাশনাল ক্যান্সার ইনস্টিটিউটে একটি ছোট ব্যবসা প্রযুক্তি স্থানান্তর R5 অনুদান জমা দেওয়ার জন্য ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট অফ হেলথ এর আবেদনকারী সহায়তা প্রোগ্রাম দ্বারা গৃহীত হয়েছে। IBA, বৃহত্তম কণা থেরাপি বিক্রেতা, এবং IBA-এর ডোজমেট্রি বিভাগ RBO-এর R41 অনুদান প্রস্তাবকে অনুমোদন করবে। "

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• প্লেটোব্লকচেন। Web3 মেটাভার্স ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/patient-specific-ridge-filters-enable-conformal-flash-proton-therapy/