Οι ανιχνευτές πλαστικού σπινθηρισμού αποδεικνύονται κερδισμένοι στην έρευνα και εκπαίδευση στην κλινική φυσική - Physics World

Αποδιοργανωτική καινοτομία, συνεργασία πελατών, κλινική μετάφραση: αυτά είναι τα στρατηγικά σημεία αναφοράς που στηρίζουν τον οδικό χάρτη ανάπτυξης προϊόντων στο Medscint, μια εταιρεία τεχνολογίας με έδρα το Κεμπέκ που συνδυάζει την τεχνογνωσία στη φωτονική, τη δοσιμετρία σπινθηρισμού και την ιατρική φυσική. Το τέλος του παιχνιδιού: τίποτα λιγότερο από μια αλλαγή παραδείγματος στη βέλτιστη πρακτική δοσιμετρίας ακτινοθεραπείας που ενεργοποιήθηκε από μια νέα γενιά πλαστικών σπινθηριστών που συνδυάζουν ισοδυναμία σχεδόν σε νερό και απόκριση σε πραγματικό χρόνο με υψηλή χωρική ανάλυση και συμβατότητα MR-Linac. Οι οπτικοί ανιχνευτές της Medscint – γνωστοί στο εμπόριο ως το Ερευνητική πλατφόρμα HYPERSCINT – προσφέρουν επίσης δυνατότητα πολλαπλών σημείων με συμπαγές αποτύπωμα (μήκος 0.5 mm, διάμετρος 0.5 mm), που τα καθιστά ιδανικά για δοσομετρία μικρού πεδίου και προηγμένη ανάπτυξη φάντασμα.

«Η ιδιόκτητη τεχνογνωσία μας στην οπτική επιστήμη και στους πλαστικούς σπινθηριστές έρχεται από μόνη της καθώς τα πεδία θεραπείας ακτινοθεραπείας γίνονται μικρότερα και γεωμετρικά πιο περίπλοκα», ισχυρίζεται ο Jonathan Turcotte, συνιδρυτής και επικεφαλής μάρκετινγκ στη Medscint. Χωρίς να χρειάζονται παράγοντες διόρθωσης μικρού πεδίου για τον χαρακτηρισμό της συμπεριφοράς της συσκευής, τα δοσίμετρα Medscint παρέχουν ένα εργαλείο μέτρησης σε πραγματικό χρόνο που συνδυάζει υψηλή γραμμικότητα σε σχέση με τη δόση και τον ρυθμό δόσης. Αυτό το ευρύ γραμμικό δυναμικό εύρος είναι σχετικό και στα δύο άκρα του φάσματος θεραπείας, είτε για νέα σχήματα ακτινοβόλησης χαμηλής δόσης είτε – με εξατομικευμένη λειτουργικότητα για μέτρηση παλμών linac και μέτρηση δόσης ανά παλμό – ως συμπλήρωμα στην υπερυψηλή δόση ρυθμίστε τις εφαρμογές ακτινοθεραπείας FLASH (που έχουν τη δυνατότητα να μειώσουν δραστικά τις παράπλευρες βλάβες και την τοξικότητα σε φυσιολογικούς υγιείς ιστούς διατηρώντας παράλληλα την αντικαρκινική δράση).

Έξω από το εργαστήριο, στην κλινική

Ενώ η κλινική μετάφραση είναι η εμπορική προτεραιότητα βραχυπρόθεσμα και μεσοπρόθεσμα, ο Turcotte και οι συνεργάτες του έχουν μέχρι σήμερα τοποθετήσει την ερευνητική πλατφόρμα HYPERSCINT με μια ομάδα καινοτόμων, διεπιστημονικών ομάδων Ε&Α που εργάζονται για την υλοποίηση συστημάτων ακτινοθεραπείας επόμενης γενιάς. «Ως εταιρεία τεχνολογίας πρώιμου σταδίου», εξηγεί, «έχουμε μια σχέση συνεργασίας με τους πελάτες και τους ερευνητικούς μας εταίρους – συνολικά 25 ομάδες σε όλη τη Βόρεια Αμερική, την Ευρώπη και την Ασία που βοηθούν στη διαμόρφωση της ανάπτυξης των προϊόντων μας και, τελικά, στην ενημέρωση η πορεία προς την κλινική μετάφραση σε κλίμακα».

Μια μελέτη περίπτωσης από αυτή την άποψη είναι Μαρκ Φόλεϊ και η ομάδα του στο ερευνητικό σύμπλεγμα ιατρικής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Γκάλγουεϊ στα δυτικά της Ιρλανδίας. Τα ευρέως ερευνητικά ενδιαφέροντα του Foley επικεντρώνονται στα ενισχυμένα σχήματα ακτινοθεραπείας, με πρωτοποριακή εργασία στη μοντελοποίηση και προσομοίωση του Monte Carlo καθώς και στα συστήματα δοσιμετρίας σπινθηρισμού επόμενης γενιάς. Το ερευνητικό του πρόγραμμα συνδυάζεται με ένα πολυάσχολο διδακτικό φόρτο, που καλύπτει προπτυχιακά μαθήματα στη βιοϊατρική και τη φυσική ακτινοβολίας καθώς και στο Galway's MSc στην Ιατρική Φυσική, το πρώτο μεταπτυχιακό πρόγραμμα στην Ευρώπη που έλαβε επίσημη διαπίστευση από τη Βόρεια Αμερική Επιτροπή Διαπίστευσης Προγραμμάτων Εκπαίδευσης Ιατρικής Φυσικής (CAMPEP).

«Γίναμε ο πρώτος Ευρωπαίος πελάτης της Medscint όταν αγοράσαμε την πλατφόρμα έρευνας HYPERSCINT το καλοκαίρι του 2021», εξηγεί ο Foley. Έκτοτε, το σύστημα μπήκε στους ρυθμούς του σε μια σειρά από πέντε πιλοτικά έργα που περιλαμβάνουν φοιτητές MSc και PhD στο σύμπλεγμα ιατρικής φυσικής του Galway – αν και η σχετική ερευνητική δραστηριότητα πρόκειται να κλιμακωθεί σύντομα. «Έχουμε δημιουργήσει μια ειδική ερευνητική ροή για την αξιολόγηση και τη συγκριτική αξιολόγηση των ανιχνευτών πλαστικού σπινθηρισμού της Medscint», λέει ο Foley. «Αυτή η προσπάθεια Ε&Α βρίσκεται δίπλα σε ένα καθιερωμένο πρόγραμμα εργασίας όπου αναπτύσσουμε μια νέα κατηγορία ανόργανων ανιχνευτών σπινθηρισμού για προηγμένες εφαρμογές δοσιμετρίας».

Αφού οι φοιτητές ιατρικής φυσικής του είναι ενημερωμένοι με την πλατφόρμα έρευνας HYPERSCINT, ο Foley τους ενθαρρύνει να συνεχίσουν την εξειδικευμένη μάθηση και την τεχνογνωσία στη δοσιμετρία σπινθηρισμού – κυρίως μέσω βραχυπρόθεσμων ερευνητικών τοποθετήσεων σε συνεργαζόμενα εργαστήρια εντός του διεθνούς δικτύου του Galway. «Προσθέτουμε τους μεταπτυχιακούς και διδακτορικούς φοιτητές μας με τις δεξιότητες και τις τεχνικές γνώσεις που χρειάζονται για να πετύχουν το έδαφος», εξηγεί ο Foley. «Θέλουμε να βεβαιωθούμε ότι δεν υπάρχει απαγορευτικά απότομη καμπύλη μάθησης όταν ξεκινούν τα ερευνητικά τους έργα».

Μια καθιερωμένη συνεργασία από αυτή την άποψη είναι με τη Magdalena Bazalova-Carter's XCITE Lab στο Πανεπιστήμιο της Βικτώριας στη Βρετανική Κολομβία του Καναδά. Η ομάδα XCITE είναι ένας πρώιμος υιοθέτης της λύσης δοσιμετρίας σε πραγματικό χρόνο, μικρού πεδίου της Medscint για ερευνητικές μελέτες σχετικά με σχήματα ακτινοβολίας FLASH σε πειράματα με πολύ μικρά ζώα - εκθέτοντας προνύμφες μύγας, για παράδειγμα, σε εξαιρετικά υψηλά ποσοστά δόσης και παρακολούθηση συγκριτικής επιβίωσης έναντι των συμβατικών σχημάτων ακτινοβολίας. Το εργαστήριο αξιολογεί επίσης την επίδραση FLASH στον υγιή ιστό σε ποντίκια.

Τέτοιες συνεργασίες, όπως φαίνεται, αντιπροσωπεύουν win-win. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι ο Kevin Byrne, ένας πρώην φοιτητής MSc στην ομάδα του Foley, ο οποίος, μετά από ερευνητική τοποθέτηση στο XCITE, εργάζεται τώρα ως ερευνητής ιατρός φυσικός στο τμήμα μεταφραστικών επιστημών ακτινοβολίας στο Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου του Μέριλαντ (Βαλτιμόρη, MD). υπό την επίβλεψη του Κάι Τζιάνγκ, επίκουρος καθηγητής ογκολογίας ακτινοβολίας, ο Byrne συνεχίζει να εργάζεται σε πλαστικούς και ανόργανους ανιχνευτές σπινθηρισμού στο πλαίσιο ενός ευρύτερου ερευνητικού προγράμματος που διερευνά τις επιδράσεις FLASH των δεσμών ηλεκτρονίων και πρωτονίων εξαιρετικά υψηλής δόσης σε προκλινικά μοντέλα. «Υπάρχει κάτι σαν «ενάρετος κύκλος» εδώ», εξηγεί ο Foley, «με τον Kevin να προχωρά στην επίβλεψη άλλων επισκεπτών φοιτητών MSc και PhD από το Galway με τα έργα τους στη δοσιμετρία σπινθηρισμού».

Δημιουργική εκπαίδευση

Παρά την εκμετάλλευση της τεχνολογίας Medscint από τον Galway σε ένα ερευνητικό πλαίσιο ιατρικής φυσικής, ο Foley θέτει επίσης την πλατφόρμα έρευνας HYPERSCINT μπροστά και στο κέντρο της προπτυχιακής διδασκαλίας του. «Το καθήκον είναι να δημιουργηθεί ένα πιο δυναμικό περιβάλλον μάθησης με γνώμονα την έρευνα αξιοποιώντας φορητές συσκευές επίδειξης όπως το σύστημα Medscint», εξηγεί. «Με αυτόν τον τρόπο, χρησιμοποιούμε τους ανιχνευτές πλαστικού σπινθηρισμού της Medscint για να εισαγάγουμε τις βασικές αρχές της δοσιμετρίας ακτινοβολίας στους πρωτοετείς φοιτητές, ενώ ενισχύουμε αυτές τις έννοιες με μια δομημένη διαδρομή μάθησης σε όλη τη διαδρομή του προγράμματος σπουδών έως το προπτυχιακό επίπεδο του τετάρτου έτους και τις μεταπτυχιακές σπουδές .»

Ταυτόχρονα, υποστηρίζει ο Foley, το καθεστώς του MSc του Galway στην Ιατρική Φυσική ενισχύεται περαιτέρω από τη διαπίστευση CAMPEP, που σημαίνει ότι οι φοιτητές μεταπτυχιακού προγράμματος αποφοιτούν με «εγγενή δυνατότητα μεταφοράς και κινητικότητα» ως μέρος του ακαδημαϊκού πακέτου. «Θα βρείτε τους μεταπτυχιακούς φοιτητές μας να εισέρχονται σε ρόλους έρευνας και κλινικής φυσικής σε κορυφαία κέντρα ογκολογίας ακτινοβολίας στο Ηνωμένο Βασίλειο και την Ιρλανδία καθώς και στη Βόρεια Αμερική, την Αυστραλία και τη Νέα Ζηλανδία», καταλήγει. "Ένα άλλο μεγάλο πλεονέκτημα της συμμόρφωσης με το CAMPEP είναι ότι διευκολύνει την πορεία όταν καθιερώνουμε νέες συνεργασίες με άλλα διαπιστευμένα από το CAMPEP ερευνητικά προγράμματα στις ΗΠΑ και τον Καναδά."

Αποδιοργανωτική καινοτομία, κλινική μετάφραση

Η Medscint στοχεύει να «ξαναγράψει το βιβλίο κανόνων για τη δοσιμετρία μικρού πεδίου» με βάση την ιδιόκτητη οπτική τεχνογνωσία της στον τομέα των ανιχνευτών πλαστικού σπινθηρισμού. Αυτός ισχυρίζεται ο Jonathan Turcotte, ο συνιδρυτής και επικεφαλής μάρκετινγκ του πωλητή, του οποίου η εστίαση, μαζί με αυτή των συναδέλφων του, μετατοπίζεται αναπόφευκτα στη λεπτομέρεια της κλινικής μετάφρασης και στις απαιτήσεις QA των κλινικών τελικών χρηστών για την επόμενη γενιά τρόπους ακτινοθεραπείας.

«Έχουμε δημιουργήσει την επιχείρηση μέχρι στιγμής κερδίζοντας έλξη με μια ομάδα καινοτόμων, ερευνητικών προγραμμάτων ιατρικής φυσικής – όλα εργάζονται για να καθορίσουν την αυριανή καλύτερη πρακτική στη δοσιμετρία ακτινοθεραπείας», εξηγεί. «Το επόμενο βήμα στην εξέλιξη της Medscint θα είναι περισσότερο μια στρατηγική διπλής κατεύθυνσης – συνεχίζοντας να στοχεύουμε τους πελάτες αιχμής στην έρευνα, ενώ θα στρέφουμε βραχυπρόθεσμα στην αγορά κλινικής ποιότητας ποιότητας».

Αργότερα φέτος, για παράδειγμα, ο Turcotte και η ομάδα του αναμένουν να εξασφαλίσουν ρυθμιστική έγκριση 510(k) από τον Οργανισμό Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ (FDA) για ένα κλινικό σύστημα που ετοιμάζεται για εφαρμογές δοσιμετρίας μικρού πεδίου σε μηχανική QA. Το επόμενο σήμα CE προορίζεται για το 2024 ως πρόδρομος για εγκαταστάσεις με κλινικούς πελάτες στον Ευρωπαϊκό Οικονομικό Χώρο (ΕΟΧ).

«Ενώ οι πλαστικοί σπινθηριστές αντιπροσωπεύουν μια διασπαστική τεχνολογία στην ακτινοθεραπεία QA και δοσιμετρία», σημειώνει ο Turcotte, «είναι σημαντικό ότι περίπου ένα στα έξι προγράμματα κλινικής φυσικής με διαπίστευση CAMPEP εργάζεται ήδη με τα προϊόντα μας σε ερευνητικό περιβάλλον».

Περαιτέρω ανάγνωση

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• BlockOffsets. Εκσυγχρονισμός της περιβαλλοντικής αντιστάθμισης ιδιοκτησίας. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/plastic-scintillation-detectors-prove-a-win-win-in-clinical-physics-research-and-education/