प्लास्टिक जगमगाहट डिटेक्टर नैदानिक ​​भौतिकी अनुसंधान और शिक्षा में फायदेमंद साबित होते हैं - फिजिक्स वर्ल्ड

विघटनकारी नवाचार, ग्राहक सहयोग, नैदानिक ​​अनुवाद: ये उत्पाद विकास रोडमैप को रेखांकित करने वाले रणनीतिक संदर्भ बिंदु हैं मेडसिंट, एक क्यूबेक सिटी-आधारित प्रौद्योगिकी कंपनी जो फोटोनिक्स, सिंटिलेशन डोसिमेट्री और मेडिकल भौतिकी में विशेषज्ञता को जोड़ती है। अंत का खेल: प्लास्टिक सिंटिलेटर की एक नई पीढ़ी द्वारा सक्षम रेडियोथेरेपी डोसिमेट्री सर्वोत्तम अभ्यास में एक आदर्श बदलाव से कम कुछ भी नहीं है जो उच्च स्थानिक रिज़ॉल्यूशन और एमआर-लिनैक संगतता के साथ निकट-जल-समतुल्यता और वास्तविक समय प्रतिक्रिया को जोड़ती है। मेडसिंट के ऑप्टिकल डिटेक्टर - व्यावसायिक रूप से के रूप में जाना जाता है हाइपरसिंट अनुसंधान मंच - कॉम्पैक्ट फ़ुटप्रिंट (0.5 मिमी लंबा, 0.5 मिमी व्यास) के साथ मल्टीपॉइंट क्षमता भी प्रदान करते हैं, जो उन्हें छोटे-क्षेत्र डोसिमेट्री और उन्नत फैंटम विकास के लिए आदर्श बनाता है।

मेडसिंट के सह-संस्थापक और मुख्य विपणन अधिकारी जोनाथन टरकोटे का दावा है, "जैसे-जैसे रेडियोथेरेपी उपचार क्षेत्र छोटे और ज्यामितीय रूप से अधिक जटिल होते जाते हैं, ऑप्टिकल विज्ञान और प्लास्टिक सिंटिलेटर में हमारी मालिकाना जानकारी अपने आप में आ जाती है।" डिवाइस व्यवहार को चिह्नित करने के लिए छोटे-क्षेत्र सुधार कारकों की आवश्यकता नहीं होने के कारण, मेडसिंट डोसीमीटर एक वास्तविक समय माप उपकरण प्रदान करता है जो खुराक और खुराक दर के संबंध में उच्च रैखिकता को जोड़ता है। वह विस्तृत रैखिक गतिशील रेंज उपचार स्पेक्ट्रम के दोनों सिरों पर प्रासंगिक है, चाहे नवीन कम-खुराक-दर विकिरण योजनाओं के लिए या - लिनाक पल्स गिनती और खुराक-प्रति-पल्स माप के लिए बीस्पोक कार्यक्षमता के साथ - अल्ट्राहाई-डोज़ के सहायक के रूप में- रेट फ्लैश रेडियोथेरेपी अनुप्रयोग (जिसमें एंटी-ट्यूमर गतिविधि को संरक्षित करते हुए सामान्य स्वस्थ ऊतकों में संपार्श्विक क्षति और विषाक्तता को काफी कम करने की क्षमता है)।

प्रयोगशाला से बाहर, क्लिनिक में

जबकि नैदानिक ​​​​अनुवाद निकट और मध्यम अवधि में व्यावसायिक प्राथमिकता है, टरकोटे और उनके सहयोगियों ने अगली पीढ़ी के रेडियोथेरेपी सिस्टम को साकार करने के लिए काम करने वाले नवीन, क्रॉस-डिसिप्लिनरी आर एंड डी टीमों के एक समूह के साथ हाइपरसिंट रिसर्च प्लेटफॉर्म को तैनात किया है। "एक प्रारंभिक चरण की प्रौद्योगिकी कंपनी के रूप में," वह बताते हैं, "हमारे ग्राहकों और अनुसंधान भागीदारों के साथ हमारा एक सहयोगात्मक संबंध है - उत्तरी अमेरिका, यूरोप और एशिया में कुल 25 समूह जो हमारे उत्पाद विकास को आकार देने में मदद करते हैं और अंततः सूचित करते हैं बड़े पैमाने पर नैदानिक ​​अनुवाद का मार्ग।"

इस संबंध में एक केस स्टडी है मार्क फोले और मेडिकल भौतिकी अनुसंधान क्लस्टर में उनकी टीम गॉलवे विश्वविद्यालय आयरलैंड के पश्चिम में. मोंटे कार्लो मॉडलिंग और सिमुलेशन के साथ-साथ अगली पीढ़ी के जगमगाहट डोसिमेट्री सिस्टम पर अग्रणी काम के साथ, फ़ॉले की व्यापक अनुसंधान रुचि उन्नत रेडियोथेरेपी योजनाओं पर केंद्रित है। उनका शोध कार्यक्रम व्यस्त शिक्षण भार के साथ मेल खाता है, जिसमें बायोमेडिकल और विकिरण भौतिकी के साथ-साथ गॉलवे के स्नातक पाठ्यक्रम भी शामिल हैं। मेडिकल फिजिक्स में एमएससी, उत्तरी अमेरिकी से औपचारिक मान्यता प्राप्त करने वाला यूरोप का पहला मास्टर कार्यक्रम चिकित्सा भौतिकी शिक्षा कार्यक्रमों के प्रत्यायन पर आयोग (कैम्पेप)।

फोले बताते हैं, "जब हमने 2021 की गर्मियों में हाइपरसिंट रिसर्च प्लेटफॉर्म खरीदा तो हम मेडसिंट के पहले यूरोपीय ग्राहक बन गए।" तब से सिस्टम को गॉलवे मेडिकल फिजिक्स क्लस्टर के भीतर एमएससी और पीएचडी छात्रों को शामिल करने वाली पांच पायलट परियोजनाओं की एक श्रृंखला में अपनी गति के माध्यम से रखा गया है - हालांकि संबंधित अनुसंधान गतिविधि जल्द ही बड़े पैमाने पर होने वाली है। फोले कहते हैं, "हमने मेडसिंट के प्लास्टिक सिंटिलेशन डिटेक्टरों का मूल्यांकन और बेंचमार्क करने के लिए एक समर्पित शोध स्ट्रीम स्थापित की है।" "यह अनुसंधान एवं विकास प्रयास एक स्थापित कार्य कार्यक्रम के साथ बैठता है जहां हम उन्नत डोसिमेट्री अनुप्रयोगों के लिए अकार्बनिक जगमगाहट डिटेक्टरों की एक नई श्रेणी विकसित कर रहे हैं।"

अपने मेडिकल भौतिकी के छात्रों को हाइपरसिंट रिसर्च प्लेटफ़ॉर्म के साथ गति प्राप्त करने के बाद, फोले उन्हें आगे विशेषज्ञ सीखने और सिंटिलेशन डोसिमेट्री में जानकारी प्राप्त करने के लिए प्रोत्साहित करते हैं - मुख्य रूप से गॉलवे के अंतरराष्ट्रीय नेटवर्क के भीतर भागीदार प्रयोगशालाओं में अल्पकालिक अनुसंधान प्लेसमेंट के माध्यम से। फोले बताते हैं, "हम अपने एमएससी और पीएचडी छात्रों को आगे बढ़ने के लिए आवश्यक कौशल और तकनीकी डोमेन ज्ञान के साथ तैयार कर रहे हैं।" "हम यह सुनिश्चित करना चाहते हैं कि जब वे अपने अनुसंधान प्रोजेक्ट शुरू करें तो सीखने की कोई अत्यधिक कठिन अवस्था न हो।"

इस संबंध में एक स्थापित सहयोग मैग्डेलेना बज़ालोवा-कार्टर के साथ है एक्ससीआईटीई लैब ब्रिटिश कोलंबिया, कनाडा में विक्टोरिया विश्वविद्यालय में। XCITE टीम बहुत छोटे जानवरों के प्रयोगों में फ्लैश विकिरण योजनाओं पर अनुसंधान अध्ययन के लिए मेडसिंट के वास्तविक समय, छोटे-क्षेत्र वाले डोसिमेट्री समाधान को प्रारंभिक रूप से अपनाने वाली है - उदाहरण के लिए, फल मक्खी के लार्वा को अल्ट्राहाई खुराक दरों पर उजागर करना और तुलनात्मक अस्तित्व पर नज़र रखना। बनाम पारंपरिक विकिरण योजनाएं। प्रयोगशाला चूहों में स्वस्थ ऊतकों पर फ्लैश प्रभाव का भी मूल्यांकन कर रही है।

ऐसा लगता है कि इस तरह के सहयोग, जीत-जीत का प्रतिनिधित्व करते हैं। उदाहरण के तौर पर केविन बायरन, फोले के समूह में एक पूर्व एमएससी छात्र हैं, जो XCITE में एक शोध प्लेसमेंट के बाद, अब ट्रांसलेशनल विकिरण विज्ञान के प्रभाग के भीतर एक शोध चिकित्सा भौतिक विज्ञानी के रूप में काम कर रहे हैं। यूनिवर्सिटी ऑफ मैरीलैंड स्कूल ऑफ मेडिसिन (बाल्टीमोर, एमडी)। इनकी देखरेख में काई जियांगविकिरण ऑन्कोलॉजी के सहायक प्रोफेसर, बायरन प्रीक्लिनिकल मॉडल पर अल्ट्राहाई-डोज़-रेट इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन बीम के फ्लैश प्रभावों की जांच करने वाले एक व्यापक शोध कार्यक्रम के भीतर प्लास्टिक और अकार्बनिक जगमगाहट डिटेक्टरों पर काम करना जारी रखते हैं। फोले बताते हैं, "यहाँ कुछ 'पुण्य चक्र' चल रहा है," केविन गॉलवे से आने वाले अन्य एमएससी और पीएचडी छात्रों की जगमगाहट डोसिमेट्री में उनकी परियोजनाओं की निगरानी करने के लिए प्रगति कर रहे हैं।

रचनात्मक शिक्षा

मेडिकल भौतिकी अनुसंधान के संदर्भ में गॉलवे द्वारा मेडसिंट प्रौद्योगिकी के दोहन के बावजूद, फोले अपने स्नातक शिक्षण के भीतर हाइपरसिंट रिसर्च प्लेटफॉर्म को भी सामने और केंद्र में रख रहे हैं। वह बताते हैं, "कार्य मेडसिंट प्रणाली जैसे पोर्टेबल प्रदर्शन उपकरणों का उपयोग करके अधिक गतिशील अनुसंधान-आधारित सीखने का माहौल बनाना है।" "इस तरह, हम प्रथम वर्ष के छात्रों को विकिरण डोसिमेट्री के बुनियादी सिद्धांतों से परिचित कराने के लिए मेडसिंट के प्लास्टिक सिंटिलेशन डिटेक्टरों का उपयोग कर रहे हैं, जबकि पाठ्यक्रम के माध्यम से चौथे वर्ष के स्नातक स्तर और मास्टर की पढ़ाई के दौरान एक संरचित शिक्षण पथ के साथ उन अवधारणाओं को मजबूत कर रहे हैं। ।”

फोले का तर्क है कि उसी समय, मेडिकल फिजिक्स में गॉलवे के एमएससी की स्थिति CAMPEP मान्यता द्वारा और भी बढ़ जाती है, जिसका अर्थ है कि मास्टर के छात्र शैक्षणिक पैकेज के हिस्से के रूप में "अंतर्निहित हस्तांतरणीयता और गतिशीलता" के साथ स्नातक होते हैं। "आप हमारे एमएससी छात्रों को यूके और आयरलैंड के साथ-साथ उत्तरी अमेरिका, ऑस्ट्रेलिया और न्यूजीलैंड के प्रमुख विकिरण ऑन्कोलॉजी केंद्रों में अनुसंधान और नैदानिक ​​​​भौतिकी भूमिकाओं में प्रवेश करते हुए पाएंगे," उन्होंने निष्कर्ष निकाला। "CAMPEP अनुपालन का एक और बड़ा लाभ यह है कि जब हम अमेरिका और कनाडा में अन्य CAMPEP-मान्यता प्राप्त अनुसंधान कार्यक्रमों के साथ नए सहयोग स्थापित कर रहे हैं तो यह रास्ता आसान कर देता है।"

विघटनकारी नवाचार, नैदानिक ​​अनुवाद

मेडसिंट का लक्ष्य प्लास्टिक जगमगाहट डिटेक्टरों के क्षेत्र में अपने मालिकाना ऑप्टिकल ज्ञान के आधार पर "छोटे-क्षेत्र डोसिमेट्री पर नियम पुस्तिका को फिर से लिखना" है। यह विक्रेता के सह-संस्थापक और मुख्य विपणन अधिकारी जोनाथन टरकोटे का दावा है, जिनका ध्यान, उनके सहयोगियों के साथ, नैदानिक ​​​​अनुवाद के बारीक विवरण और अगली पीढ़ी के लिए नैदानिक ​​​​अंत-उपयोगकर्ताओं की क्यूए आवश्यकताओं पर केंद्रित है। रेडियोथेरेपी के तौर-तरीके.

उन्होंने बताया, "हमने नवोन्मेषी, शोध-आधारित चिकित्सा भौतिकी कार्यक्रमों के एक समूह के साथ लोकप्रियता हासिल करके अब तक व्यवसाय का निर्माण किया है - ये सभी रेडियोथेरेपी डोसिमेट्री में कल के सर्वोत्तम अभ्यास को परिभाषित करने के लिए काम कर रहे हैं।" "मेडसिंट के विकास में अगला कदम एक जुड़वां-ट्रैक रणनीति से अधिक होगा - निकट भविष्य में क्लिनिकल क्यूए बाजार की ओर बढ़ते हुए अग्रणी अनुसंधान ग्राहकों को लक्षित करना जारी रखना।"

इस साल के अंत में, उदाहरण के लिए, टरकोटे और उनकी टीम को मशीन क्यूए में छोटे-क्षेत्र डोसिमेट्री अनुप्रयोगों के लिए तैयार की जा रही नैदानिक ​​प्रणाली के लिए अमेरिकी खाद्य एवं औषधि प्रशासन (एफडीए) से 510 (के) विनियामक अनुमोदन प्राप्त करने की उम्मीद है। यूरोपीय आर्थिक क्षेत्र (ईईए) में नैदानिक ​​​​ग्राहकों के साथ स्थापना के अग्रदूत के रूप में अगला सीई मार्क 2024 के लिए निर्धारित है।

टर्कोटे कहते हैं, "जबकि प्लास्टिक सिंटिलेटर रेडियोथेरेपी क्यूए और डोसिमेट्री में एक विघटनकारी तकनीक का प्रतिनिधित्व करते हैं," यह महत्वपूर्ण है कि CAMPEP मान्यता के साथ छह नैदानिक ​​​​भौतिकी कार्यक्रमों में से एक पहले से ही हमारे उत्पादों के साथ एक शोध सेटिंग में काम कर रहा है।

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/plastic-scintillation-detectors-prove-a-win-win-in-clinical-physics-research-and-education/