Detektor kilau plastik terbukti saling menguntungkan dalam penelitian dan pendidikan fisika klinis – Dunia Fisika

Inovasi disruptif, kolaborasi pelanggan, terjemahan klinis: ini adalah titik referensi strategis yang mendasari peta jalan pengembangan produk di Obat-obatan, sebuah perusahaan teknologi berbasis di Kota Québec yang menggabungkan keahlian di bidang fotonik, dosimetri kilau, dan fisika medis. Permainan akhirnya: perubahan paradigma dalam praktik terbaik dosimetri radioterapi yang dimungkinkan oleh sintilator plastik generasi baru yang menggabungkan kesetaraan dekat air dan respons waktu nyata dengan resolusi spasial tinggi dan kompatibilitas MR-Linac. Detektor optik Medscint – dikenal secara komersial sebagai Platform Penelitian HYPERSCINT – juga menawarkan kemampuan multipoint dengan tapak kompak (panjang 0.5 mm, diameter 0.5 mm), yang menjadikannya ideal untuk dosimetri lapangan kecil dan pengembangan phantom tingkat lanjut.

“Pengetahuan kami dalam ilmu optik dan sintilator plastik menjadi semakin penting seiring dengan semakin kecilnya bidang pengobatan radioterapi dan secara geometris semakin kompleks,” klaim Jonathan Turcotte, salah satu pendiri dan kepala pemasaran di Medscint. Karena tidak memerlukan faktor koreksi medan kecil untuk mengkarakterisasi perilaku perangkat, dosimeter Medscint menyediakan alat pengukuran waktu nyata yang menggabungkan linearitas tinggi sehubungan dengan dosis dan laju dosis. Rentang dinamis linier yang luas tersebut relevan pada kedua ujung spektrum pengobatan, baik untuk skema iradiasi laju dosis rendah yang baru atau – dengan fungsi khusus untuk penghitungan denyut linac dan pengukuran dosis per denyut – sebagai tambahan pada dosis ultratinggi. menilai aplikasi radioterapi FLASH (yang berpotensi mengurangi secara drastis kerusakan tambahan dan toksisitas pada jaringan sehat normal sambil mempertahankan aktivitas anti tumor).

Keluar dari lab, masuk ke klinik

Meskipun penerjemahan klinis merupakan prioritas komersial dalam jangka pendek dan menengah, Turcotte dan rekan-rekannya hingga saat ini telah memposisikan Platform Penelitian HYPERSCINT dengan sekelompok tim Penelitian dan Pengembangan inovatif dan lintas disiplin yang bekerja untuk mewujudkan sistem radioterapi generasi mendatang. “Sebagai perusahaan teknologi tahap awal,” jelasnya, “kami memiliki hubungan kolaboratif dengan pelanggan dan mitra penelitian kami – total 25 grup di Amerika Utara, Eropa, dan Asia yang membantu membentuk pengembangan produk kami dan, pada akhirnya, memberikan informasi jalan menuju penerjemahan klinis berskala besar.”

Sebuah studi kasus dalam hal ini adalah Tandai Foley dan timnya di klaster penelitian fisika medis di Universitas Galway di barat Irlandia. Minat penelitian Foley yang luas berpusat pada skema radioterapi yang ditingkatkan, dengan karya perintis pada pemodelan dan simulasi Monte Carlo serta sistem dosimetri kilau generasi berikutnya. Program penelitiannya sesuai dengan beban pengajaran yang sibuk, mencakup program sarjana di bidang fisika biomedis dan radiasi serta Galway's MSc dalam Fisika Medis, program master pertama di Eropa yang menerima akreditasi formal dari Amerika Utara Komisi Akreditasi Program Pendidikan Fisika Medis (KAMPEP).

“Kami menjadi pelanggan Medscint pertama di Eropa ketika kami membeli Platform Penelitian HYPERSCINT pada musim panas 2021,” jelas Foley. Sistem ini telah diujicobakan dalam serangkaian lima proyek percontohan yang melibatkan mahasiswa MSc dan PhD di cluster fisika medis Galway – meskipun aktivitas penelitian terkait akan segera diperluas. “Kami telah menyiapkan aliran penelitian khusus untuk mengevaluasi dan membandingkan detektor sintilasi plastik Medscint,” kata Foley. “Upaya penelitian dan pengembangan ini sejalan dengan program kerja yang telah ditetapkan di mana kami mengembangkan detektor sintilasi anorganik kelas baru untuk aplikasi dosimetri tingkat lanjut.”

Setelah mahasiswa fisika medisnya memahami Platform Penelitian HYPERSCINT, Foley mendorong mereka untuk melanjutkan pembelajaran spesialis dan pengetahuan lebih lanjut dalam dosimetri kilau – terutama melalui penempatan penelitian jangka pendek di laboratorium mitra dalam jaringan internasional Galway. “Kami mempersiapkan mahasiswa MSc dan PhD kami dengan keterampilan dan pengetahuan teknis yang mereka perlukan untuk mulai bekerja,” jelas Foley. “Kami ingin memastikan tidak ada kurva pembelajaran yang sangat curam ketika mereka memulai proyek penelitian.”

Salah satu kolaborasi yang terjalin dalam hal ini adalah dengan Magdalena Bazalova-Carter Lab XCITE di Universitas Victoria di British Columbia, Kanada. Tim XCITE adalah pengguna awal solusi dosimetri lapangan kecil real-time Medscint untuk studi penelitian tentang skema iradiasi FLASH pada hewan percobaan yang sangat kecil – mengekspos larva lalat buah, misalnya, pada tingkat dosis yang sangat tinggi dan melacak kelangsungan hidup komparatif dibandingkan skema iradiasi konvensional. Laboratorium juga mengevaluasi efek FLASH pada jaringan sehat pada tikus.

Kolaborasi seperti ini tampaknya merupakan sebuah win-win solution. Salah satu contohnya adalah Kevin Byrne, mantan mahasiswa MSc di kelompok Foley yang, setelah penempatan penelitian di XCITE, kini bekerja sebagai ahli fisika medis penelitian di divisi ilmu radiasi translasi di Universitas Fakultas Kedokteran Universitas Maryland (Baltimore, MD). Dibawah pengawasan Kai Jiang, asisten profesor onkologi radiasi, Byrne terus mengerjakan detektor kilau plastik dan anorganik dalam program penelitian yang lebih luas yang menyelidiki efek FLASH dari berkas elektron dan proton dengan kecepatan dosis sangat tinggi pada model praklinis. “Ada semacam 'lingkaran baik' yang berperan di sini,” jelas Foley, “dengan Kevin yang terus mengawasi mahasiswa MSc dan PhD lainnya yang berkunjung dari Galway dengan proyek mereka dalam dosimetri kilau.”

Pendidikan kreatif

Terlepas dari eksploitasi Galway terhadap teknologi Medscint dalam konteks penelitian fisika medis, Foley juga menempatkan Platform Penelitian HYPERSCINT sebagai yang terdepan dalam pengajaran sarjananya. “Tugasnya adalah menciptakan lingkungan pembelajaran berbasis penelitian yang lebih dinamis dengan memanfaatkan perangkat demonstrasi portabel seperti sistem Medscint,” jelasnya. “Dengan cara ini, kami menggunakan detektor kilau plastik Medscint untuk memperkenalkan dasar-dasar dosimetri radiasi kepada mahasiswa tahun pertama, sekaligus memperkuat konsep-konsep tersebut dengan jalur pembelajaran terstruktur mulai dari silabus hingga tingkat sarjana tahun keempat dan studi master. .”

Pada saat yang sama, Foley berpendapat, status MSc Galway dalam Fisika Medis semakin ditingkatkan dengan akreditasi CAMPEP, yang berarti mahasiswa master lulus dengan “kemampuan transfer dan mobilitas yang melekat” sebagai bagian dari paket akademik. “Anda akan menemukan mahasiswa MSc kami memasuki peran penelitian dan fisika klinis di pusat onkologi radiasi terkemuka di Inggris dan Irlandia serta Amerika Utara, Australia dan Selandia Baru,” simpulnya. “Kelebihan besar lainnya dari kepatuhan CAMPEP adalah memudahkan kami menjalin kolaborasi baru dengan program penelitian terakreditasi CAMPEP lainnya di AS dan Kanada.”

Inovasi yang mengganggu, terjemahan klinis

Medscint bertujuan untuk “menulis ulang buku peraturan tentang dosimetri medan kecil” berdasarkan pengetahuan optik miliknya di bidang detektor kilau plastik. Hal ini diungkapkan oleh Jonathan Turcotte, salah satu pendiri dan kepala bagian pemasaran vendor tersebut, yang fokusnya, bersama dengan rekan-rekannya, terus bergeser ke detail terjemahan klinis dan persyaratan QA bagi pengguna akhir klinis untuk generasi berikutnya. modalitas radioterapi.

“Kami telah membangun bisnis sejauh ini dengan mendapatkan daya tarik dari serangkaian program fisika medis inovatif yang dipimpin oleh penelitian – semuanya berupaya untuk menentukan praktik terbaik masa depan dalam dosimetri radioterapi,” jelasnya. “Langkah selanjutnya dalam evolusi Medscint akan lebih mengarah pada strategi jalur ganda – terus menyasar pelanggan penelitian terdepan sambil beralih ke pasar QA klinis dalam waktu dekat.”

Akhir tahun ini, misalnya, Turcotte dan timnya berharap mendapatkan persetujuan peraturan 510(k) dari Badan Pengawas Obat dan Makanan AS (FDA) untuk sistem klinis yang sedang disiapkan untuk aplikasi dosimetri lapangan kecil di mesin QA. Tanda CE berikutnya dijadwalkan pada tahun 2024 sebagai pendahulu instalasi dengan pelanggan klinis di Wilayah Ekonomi Eropa (EEA).

“Meskipun sintilator plastik mewakili teknologi yang mengganggu dalam radioterapi QA dan dosimetri,” kata Turcotte, “penting bahwa sekitar satu dari enam program fisika klinis dengan akreditasi CAMPEP sudah bekerja dengan produk kami dalam lingkungan penelitian.”

Bacaan lebih lanjut

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• BlockOffset. Modernisasi Kepemilikan Offset Lingkungan. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/plastic-scintillation-detectors-prove-a-win-win-in-clinical-physics-research-and-education/