Suure energiatarbega füüsikaseadmed, mis on kohandatud elektronide FLASH dosimeetria jaoks

Kiiritusravis on ülimalt oluline jälgida ja kontrollida igale patsiendile manustatud kiirgust. See on praegune väljakutse esilekerkivate ülikõrge doosikiirusega meetodite puhul, nagu elektronfLASH (eFLASH) kiiritusravi.

FLASH-kiiritusravi annab kiirgust ülikõrgete doosikiirustega, lühendades ravikuuri ja parandades kudede säästmist võrreldes tavapärase kiiritusraviga.

"Üks asi, mida peame [FLASHiga] selgitama, on säästva efekti bioloogiline mehhanism ja kuidas see sõltub viisist, kuidas me neid ülikõrgeid doosikiirusi edastame. Et teha kindlaks, et me peame täpselt teadma, mida me tarnime,” selgitab Emil Schüler alates Texase Ülikooli MD Andersoni vähikeskus. „Iga tarnitava impulsi täpsete parameetrite hea mõistmine näib olevat oluline. Kuni me ei tea rohkem, peame omama seda tüüpi üksikasjalikku arusaama oma tarnetest ja see on koht, kus tavapärased seadmed on osutunud ebaoptimaalseks.

Tavapärase kiiritusravi korral jälgitakse kiirguse edastamist ülekande ioonkambrite abil. Kuigi nendes dosimeetrites ioonipaarid aeg-ajalt rekombineeruvad, moodustab ioonide rekombinatsioon vaid väikese osa mõõtmistest (alla 5%) ja neid sündmusi saab arvesse võtta mudelite ja parandustegurite abil. Suure doosiga eFLASH-kiirte puhul võib aga üle 90% ioonipaaridest rekombineeruda, tavapärased mudelid, mis korrigeerivad ioonipaaride rekombinatsiooni, lagunevad ning täpne kiire jälgimine ja juhtimine muutub keeruliseks – kui mitte võimatuks.

Schüleri juhtimisel ja Sam Beddar, on MD Andersoni teadlaste meeskond hiljuti kirjeldanud viisi, kuidas ületada eFLASH-kiire seirele omased väljakutsed. Nende lahenduse juured on suure energiaga füüsikakatsetes.

Kiirvoolutrafod FLASH-i jaoks

Oma uuringus, millest teatati Journal of Applied Clinical Medical Physics, tutvustavad teadlased integreeritud kiirvoolutrafode (BCT) süsteemi, et jälgida kiirguskiirte poolt toodetud kiirteid Mobetron süsteem, kaubanduslik elektronteraapia lineaarne kiirendi, mille tootja on IntraOp.

BCT-d, mida algselt kasutati suure energiaga füüsikakatsete valgusvihus, mõõdavad neid läbivate elektronide indutseeritud voolu. Tuginedes tehtud töödele Lausanne'i ülikool, IntraOpi insenerid kujundasid Mobetroni pea ümber, et mahutada kaks BCT-d: üks, mis asub pärast esmast hajutuskilet; teine ​​sekundaarsest hajutusfooliumist allavoolu.

MD Andersoni teadlased iseloomustasid seejärel põhjalikult BCT vastust ülisuure doosikiirusega elektronkiirtele 6 ja 9 MeV juures. Nad jälgisid kiirte väljundit erinevates dosimeetrilistes seadistustes ja erineva kollimatsiooniga sõltuvalt annusest, hajumise tingimustest ja füüsikalistest parameetritest, sealhulgas impulsi laiusest, impulsi kordussagedusest ja annusest impulsi kohta. Dosimeetrilised hinnangud viidi läbi GafChromic EBT3 kilega, standardse dosimeetriga, mis annab koguannuse näidud annuse kiirusest sõltumatult. Korratavuse ja reprodutseeritavuse tagamiseks viidi eksperimentaalsed uuringud läbi kolm korda.

Meeskond jõudis järeldusele, et BCT-d suudavad täpselt jälgida eFLASH-kiire, kvantifitseerida kiirendi jõudlust ja tabada olulisi füüsilisi kiirte parameetreid impulsshaaval.

Nüüd uurivad nad ülemises BCT-s võrreldes alumise BCT-ga mõõdetud kõrgemate diferentsiaalsete tagasihajumistasemete allikat ja viise nende korrigeerimiseks. Neid lahknevusi mõõdeti väljaspool tõenäoliste kliiniliste eFLASH-kiire parameetrite vahemikku. Schüleri ja Beddari meeskond töötab välja ka kiirte tasasuse ja sümmeetria mõõtmise meetodeid, mida seni ei saa BCT-dega mõõta.

Footonid, prootonid või elektronid: mis toob FLASH kiiritusravi kliinikusse?

Schüleri sõnul on selle uurimistöö üldeesmärk tagada, et kiirgusfüüsikud saaksid eFLASH-i kiiritusravi täpselt ja täpselt pakkuda.

"See tähendab tõesti, et saame tagada selle tehnoloogia ohutu ja usaldusväärse kliinilise tõlke," ütleb Schüler. „Meditsiinifüüsikute jaoks on see meie mugavustsoonist veidi väljapoole jäämine… standardvarustusest, mida me praegu kasutame, kui FLASH kiiritusravi on saamas reaalsuseks. Püüame välja töötada ka ioonkambri tehnoloogiat nende ülikõrgete doosikiiruste jaoks, kuid [kiire] jälgimiseks, eriti kui tegemist on elektronkiire joontega, on ebatõenäoline, et saame kasutada ülekandekambreid samal viisil nagu meie. on varem saanud tavapärase doosikiirusega kiiritusravi.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• Platoblockchain. Web3 metaversiooni intelligentsus. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/high-energy-physics-devices-adapted-for-electron-flash-dosimetry/