Muoviset tuikeilmaisimet ovat hyödyksi kliinisen fysiikan tutkimuksessa ja koulutuksessa – Physics World

Häiritsevä innovaatio, asiakasyhteistyö, kliininen käännös: nämä ovat strategisia viitekohtia, jotka tukevat tuotekehityksen tiekartta Medscint, Québec Cityssä sijaitseva teknologiayritys, joka yhdistää fotoniikan, tuikeannosmetrian ja lääketieteellisen fysiikan asiantuntemuksen. Loppupeli: ei vähempää kuin paradigman muutos sädehoidon dosimetrian parhaissa käytännöissä, jonka mahdollistavat uuden sukupolven muoviset tuikelaitteet, jotka yhdistävät lähes veden vastaavuuden ja reaaliaikaisen vasteen korkeaan tilaresoluutioon ja MR-Linac-yhteensopivuuteen. Medscintin optiset ilmaisimet – tunnetaan kaupallisesti nimellä HYPERSCINT-tutkimusalusta – tarjoavat myös monipistevalmiuden ja kompaktin jalanjäljen (pituus 0.5 mm, halkaisija 0.5 mm), mikä tekee niistä ihanteellisia pienten kenttien dosimetriaan ja edistyneeseen phantom-kehitykseen.

"Omistamme optiikan ja muovituikelaitteemme osaamisemme tulee omaksi sädehoidon hoitokenttien pienentyessä ja geometrisesti monimutkaisemmiksi", sanoo Jonathan Turcotte, Medscintin toinen perustaja ja markkinointijohtaja. Medscint-annosmittarit tarjoavat reaaliaikaisen mittaustyökalun, joka yhdistää suuren lineaarisuuden annoksen ja annosnopeuden suhteen. Tämä laaja lineaarinen dynaaminen alue on merkityksellinen hoitospektrin molemmissa päissä, olipa kyse sitten uusista pieniannoksista säteilytysmenetelmistä tai – mittatilaustoiminnallisista linac-pulssien laskentaan ja annos per pulssia mittaamiseen – lisänä ultrakorkean annoksen säteilytykseen. arvo FLASH-sädehoitosovelluksia (joilla on mahdollisuus vähentää huomattavasti sivuvaurioita ja toksisuutta normaalissa terveessä kudoksessa samalla kun ne säilyttävät kasvainten vastaisen vaikutuksen).

Labrasta klinikalle

Vaikka kliininen käännös on kaupallinen prioriteetti lyhyellä ja keskipitkällä aikavälillä, Turcotte ja hänen kollegansa ovat tähän mennessä sijoittaneet HYPERSCINT-tutkimusalustan joukkoon innovatiivisia, poikkitieteellisiä T&K-ryhmiä, jotka työskentelevät seuraavan sukupolven sädehoitojärjestelmien toteuttamiseksi. "Alkuvaiheen teknologiayrityksenä meillä on yhteistyösuhde asiakkaidemme ja tutkimuskumppaneidemme kanssa – yhteensä 25 ryhmää Pohjois-Amerikassa, Euroopassa ja Aasiassa, jotka auttavat muokkaamaan tuotekehitystämme ja viime kädessä tiedottavat. polku laajamittaiseen kliiniseen translaatioon."

Tapaustutkimus tähän liittyen on Mark Foley ja hänen tiiminsä lääketieteellisen fysiikan tutkimusklusterissa Galwayn yliopisto Irlannin länsiosassa. Foleyn laaja-alainen tutkimuskohde keskittyy tehostettuihin sädehoitojärjestelmiin, uraauurtavaan Monte Carlon mallinnukseen ja simulointiin sekä seuraavan sukupolven tuikeannosmittarijärjestelmiin. Hänen tutkimusohjelmansa yhdistyy kiireiseen opetustaakkaan, ja se kattaa biolääketieteen ja säteilyfysiikan peruskurssit sekä Galwayn Lääketieteellisen fysiikan maisteri, ensimmäinen maisteriohjelma Euroopassa, joka on saanut virallisen akkreditoinnin Pohjois-Amerikasta Lääketieteellisen fysiikan koulutusohjelmien akkreditointikomissio (LEIRI).

”Meistä tuli Medscintin ensimmäinen eurooppalainen asiakas, kun ostimme HYPERSCINT Research Platformin kesällä 2021”, Foley selittää. Järjestelmää on sittemmin toteutettu viiden pilottiprojektin sarjassa, joissa on mukana Galwayn lääketieteellisen fysiikan klusterin maisteri- ja tohtoriopiskelijoita – vaikka siihen liittyvä tutkimustoiminta laajenee ennemmin tai myöhemmin. "Olemme perustaneet oman tutkimusvirran Medscintin muovituikeilmaisimien arvioimiseksi ja vertailemiseksi", Foley sanoo. "Tämä T&K-työ liittyy vakiintuneeseen työohjelmaan, jossa kehitämme uuden luokan epäorgaanisia tuikeilmaisimia edistyneisiin dosimetriasovelluksiin."

Sen jälkeen, kun hänen lääketieteellisen fysiikan opiskelijansa ovat perehtyneet HYPERSCINT-tutkimusalustaan, Foley rohkaisee heitä jatkamaan asiantuntija-oppimista ja taitotietoa tuikedosimetriassa – pääasiassa lyhytaikaisilla tutkimusharjoitteluilla kumppanilaboratorioissa Galwayn kansainvälisessä verkostossa. "Valmistamme MSc- ja PhD-opiskelijoillemme taitoja ja teknisiä tietoja, joita he tarvitsevat päästäkseen maahan", Foley selittää. "Haluamme varmistaa, ettei heidän tutkimusprojektejaan aloittaessaan ole kohtuuttoman jyrkkiä oppimiskäyrää."

Yksi vakiintunut yhteistyö tässä suhteessa on Magdalena Bazalova-Carterin kanssa XCITE Lab Victorian yliopistossa British Columbiassa, Kanadassa. XCITE-tiimi on Medscintin reaaliaikaisen, pienikentän dosimetriaratkaisun varhainen omaksuja FLASH-säteilytysmenetelmien tutkimustutkimuksiin erittäin pienillä eläinkokeissa – esimerkiksi hedelmäkärpästen toukkien altistamiseksi erittäin korkeille annosnopeuksille ja vertailun selviytymisen seurantaan. verrattuna tavanomaisiin säteilytysmenetelmiin. Laboratorio arvioi myös FLASH-vaikutusta hiirten terveisiin kudoksiin.

Näyttäisi siltä, ​​että tällaiset yhteistyöt hyödyttävät kaikkia. Esimerkkinä tästä on Kevin Byrne, entinen MSc-opiskelija Foley's-ryhmästä, joka XCITE:ssä suoritetun tutkimusharjoittelun jälkeen työskentelee nyt tutkijana lääketieteen fyysikkona translaation säteilytieteiden divisioonassa. Marylandin yliopiston lääketieteellinen korkeakoulu (Baltimore, MD). valvonnassa Kai Jiang, säteilyonkologian apulaisprofessori, Byrne jatkaa muovisten ja epäorgaanisten tuikeilmaisimien parissa työskentelemistä laajemmassa tutkimusohjelmassa, jossa tutkitaan ultrakorkean annosnopeuden elektroni- ja protonisäteiden FLASH-vaikutuksia prekliinisissä malleissa. "Tässä on jonkinlainen "hyveellinen ympyrä" pelissä", Foley selittää, "kun Kevin edistyy ohjaamaan muita vierailevia maisteri- ja tohtoriopiskelijoita Galwaysta heidän tuikeannosimetriaprojekteissaan."

Luova koulutus

Huolimatta siitä, että Galway hyödyntää Medscint-teknologiaa lääketieteellisen fysiikan tutkimuksen yhteydessä, Foley asettaa myös HYPERSCINT-tutkimusalustan etusijalle perustutkinto-opetuksessaan. "Tehtävänä on luoda dynaamisempi tutkimusvetoinen oppimisympäristö hyödyntämällä kannettavia demonstraatiolaitteita, kuten Medscint-järjestelmää", hän selittää. "Tällä tavalla käytämme Medscintin muovisia tuikeilmaisimia esitelläksemme säteilydosimetrian perusteet ensimmäisen vuoden opiskelijoille samalla kun vahvistamme näitä käsitteitä jäsennellyllä oppimispolulla koko opetussuunnitelman ajan neljännen vuoden perustutkinto- ja maisteriopinnot. .”

Samaan aikaan, Foley väittää, Galwayn lääketieteellisen fysiikan maisterin tutkinnon asemaa parantaa entisestään CAMPEP-akkreditointi, mikä tarkoittaa, että maisteriopiskelijat valmistuvat "luontaisella siirrettävyydellä ja liikkuvuudella" osana akateemista pakettia. "Löydät MSc-opiskelijamme aloittamassa tutkimuksen ja kliinisen fysiikan tehtäviä johtavissa säteilyonkologian keskuksissa Isossa-Britanniassa ja Irlannissa sekä Pohjois-Amerikassa, Australiassa ja Uudessa-Seelannissa", hän päättää. "Toinen iso plussa CAMPEP-yhteensopivuudesta on se, että se helpottaa uutta yhteistyötä muiden CAMPEP-akkreditoitujen tutkimusohjelmien kanssa Yhdysvalloissa ja Kanadassa."

Häiritsevä innovaatio, kliininen käännös

Medscint pyrkii "kirjoittamaan uudelleen pienikentän dosimetrian sääntökirjaa" perustuen sen omaan optiseen tietotaitoon muovisten tuikeilmaisimien alalla. Näin väittää Jonathan Turcotte, toimittajan toinen perustaja ja markkinointipäällikkö, jonka painopiste on kollegoidensa kanssa siirtymässä vääjäämättä kliinisen käännöksen hienoihin yksityiskohtiin ja kliinisten loppukäyttäjien laadunvarmistusvaatimuksiin seuraavan sukupolven osalta. sädehoitomuodot.

"Olemme rakentaneet liiketoimintaa tähän mennessä saamalla vetovoimaa innovatiivisten, tutkimusvetoisten lääketieteellisten fysiikan ohjelmien avulla. Ne kaikki pyrkivät määrittelemään huomisen parhaat käytännöt sädehoidon dosimetriassa", hän selittää. "Seuraava askel Medscintin kehityksessä on enemmän kaksitahoinen strategia – kohdistaminen jatkuu johtaviin tutkimusasiakkaisiin ja siirtyy lähitulevaisuudessa kliinisen laadunvarmistuksen markkinoille."

Myöhemmin tänä vuonna esimerkiksi Turcotte ja hänen tiiminsä odottavat saavansa Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirastolta (FDA) 510(k) viranomaishyväksynnän kliiniselle järjestelmälle, joka on linjassa pienten kenttien dosimetrisovelluksiin koneen laadunvarmistuksessa. Myöhempi CE-merkintä on suunniteltu käytettäväksi vuodelle 2024 edeltäjänä sellaisille asennuksille, joilla on kliinisiä asiakkaita Euroopan talousalueella (ETA).

"Vaikka muoviset tuikelaitteet edustavat häiritsevää teknologiaa sädehoidon laadunvarmistuksessa ja dosimetriassa", Turcotte huomauttaa, "on merkittävää, että noin joka kuudes kliinisen fysiikan ohjelmista, joilla on CAMPEP-akkreditointi, toimii jo tuotteidemme kanssa tutkimusympäristössä."

Kirjallisuutta

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
• PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
• BlockOffsets. Ympäristövastuun omistuksen nykyaikaistaminen. Pääsy tästä.
• Lähde: https://physicsworld.com/a/plastic-scintillation-detectors-prove-a-win-win-in-clinical-physics-research-and-education/