Dove la fisica delle radiazioni incontra la radiobiologia: aprire diversi percorsi di carriera per gli studenti – Physics World

Fisica per i pazienti, fisica per la salute, fisica per il bene: questa è l'opportunità di carriera di alto livello che attende gli studenti diretti all'Università di Oxford, nel Regno Unito, questo settembre per prendere posto nel nuovo programma Master in Fisica Medica con Radiobiologia. Questo programma di master a tempo pieno, della durata di un anno, è rivolto a scienziati laureati intenzionati a perseguire un percorso professionale in fisica medica - dal punto di vista della ricerca clinica o accademica - nonché a ruoli correlati che richiedono una comprensione approfondita della fisica medica (radiazioni protezione e sicurezza, ad esempio, o funzioni di sviluppo prodotto e ingegneria all'interno delle società tecnologiche specializzate al servizio delle comunità di imaging medico e radioterapia).

Lanciato con un gruppo iniziale di 15 studenti per l'anno accademico 2023/24, il Master è una collaborazione tra l'Università di Oxford Dipartimento di Oncologia e la Dipartimento di Fisica Medica e Ingegneria Clinica presso l'NHS Foundation Trust degli ospedali dell'Università di Oxford (OUH). Il ciclo accademico essendo quello che è, sono già aperte le iscrizioni per l'anno accademico 2024/25 (a partire da settembre 2024) da candidati in possesso, o che si prevede conseguiranno, di una laurea di primo livello o di un corso di laurea di secondo livello superiore con lode in fisica o in una materia strettamente correlata.

"La nostra priorità di insegnamento è approfondire il modo in cui le radiazioni ionizzanti e non ionizzanti vengono utilizzate nella pratica clinica, sia nel contesto della radioterapia che dell'imaging medico", spiega Daniel McGowan, responsabile accademico e clinico del Master (nonché responsabile dell'istruzione e ricerca presso il Dipartimento di Fisica Medica e Ingegneria Clinica dell'OUH). L'attenzione alla fisica delle radiazioni è rafforzata da moduli didattici dedicati sui principi fondamentali della radiobiologia per fornire agli studenti laureati una comprensione granulare degli effetti delle radiazioni a livello molecolare e cellulare (ad esempio, come le radiazioni inducono danni al DNA e come questi si trasmettono all'organismo). modalità di trattamento avanzate in radioterapia oncologica).

"Stiamo cercando di differenziare questo Master rispetto ad altri corsi di fisica medica affrontando le lacune nel mercato dell'apprendimento", aggiunge McGowan. “Quindi, mentre la radiobiologia è in primo piano, stiamo anche ponendo un’enfasi significativa su una serie di altri argomenti caldi che i fisici medici all’inizio della carriera hanno sempre più bisogno di comprendere – dalla progettazione di studi clinici, ad esempio, all’analisi clinica impatto dell’apprendimento automatico nella diagnosi del cancro e nella pianificazione del trattamento per la radioterapia”.

Le opzioni non mancano

Un altro obiettivo di McGowan e dei suoi colleghi insegnanti è quello di mostrare la diversità dei percorsi di carriera disponibili per i laureati che perseguono studi combinati in fisica medica e radiobiologia.

Un modo per aiutare gli studenti a capire i passi successivi è l'ampio programma di relatori ospiti all'interno del dipartimento di oncologia, che si tratti di un fisico clinico che parla dell'implementazione della radioterapia guidata dalla RM in un ambiente ospedaliero o di uno scienziato di ricerca e sviluppo dell'industria specializzato in software di imaging . "La flessibilità offerta dal nostro Master è fondamentale", spiega. “Pertanto, incoraggiamo gli studenti a mantenere una mente aperta riguardo alle loro scelte professionali a lungo termine”.

Per estensione, la scelta e la flessibilità sono strettamente legate al progetto di ricerca e alla tesi di laurea magistrale, un lavoro che viene intrapreso dopo che gli studenti hanno completato i sei mesi di moduli del corso di laurea magistrale. Il gruppo 2023/24 avrà un lungo elenco di progetti di ricerca tra cui scegliere, inclusi studi sperimentali sulla radioterapia FLASH (per chiarire come le radiazioni erogate a dosi ultra elevate possano ridurre drasticamente i danni collaterali e la tossicità nei tessuti sani normali preservando l'attività antitumorale ); sicurezza del paziente e QA nella radioterapia guidata dalla RM (in cui una configurazione MR-Linac consente ai medici di vedere ciò che trattano in tempo reale e adattare di conseguenza l'erogazione delle radiazioni); così come le indagini sull'uso della realtà virtuale per migliorare l'esperienza del paziente.

Cercasi: fisici multidisciplinari

Altre opzioni di progetto includono la fornitura di supporto mirato alla ricerca e allo sviluppo ai partner industriali, ad esempio per il test e l'ottimizzazione di algoritmi di imaging avanzati per la PET o sistemi MRI – o collaborazione con scienziati governativi specializzati in radioprotezione, sicurezza e regolamentazione presso il vicino campus Harwell dell' Agenzia per la sicurezza sanitaria del Regno Unito (UKHSA).

Oltre al duplice focus sulla fisica medica e sulla radiobiologia, un altro elemento di differenziazione del nuovo corso di Master è l'opportunità che offre agli studenti di apprendere direttamente dai fisici clinici che lavorano all'avanguardia della diagnosi e del trattamento in un ambiente ospedaliero presso l'OUH. "Ciò su cui ci concentriamo è l'interdisciplinarietà intrinseca che abbraccia fisica, biologia e medicina", osserva Tom Whyntie, docente presso il Dipartimento di Oncologia responsabile dell'apprendimento e dello sviluppo degli studenti di Master.

Lo stesso Whyntie ha intrapreso un percorso piuttosto contorto verso la fisica medica, dopo aver completato un dottorato di ricerca nella ricerca sulla materia oscura Il Large Hadron Collider del CERN (LHC). "Dato il mio background, riconosco l'importanza della fisica del cielo blu che è guidata, per la maggior parte, dalla curiosità intellettuale", spiega. “Ciò che mi lascia senza parole della mia ricerca attuale – lo sviluppo di nuove sequenze di impulsi per la radioterapia guidata dalla RM – è vedere l’impatto diretto del lavoro sugli esiti del trattamento e sulla cura del paziente. Questa è la fisica in azione: quella linea retta tra laboratorio di ricerca, traduzione clinica e applicazione clinica su larga scala”.

• Il Istituto di fisica e ingegneria in medicina (IPEM) accredita i programmi di master in fisica medica e ingegneria biomedica nel Regno Unito. Dato che si tratta di un nuovo corso per l'anno accademico 2023/24, il Master in Fisica Medica con Radiobiologia dell'Università di Oxford ha lo status di accreditamento provvisorio da parte dell'IPEM. Il corso sarà soggetto a ulteriore ispezione per il pieno accreditamento una volta che il primo gruppo di studenti avrà completato il corso di insegnamento e i moduli di ricerca nell'autunno 2024, con il gruppo iniziale e le successive assunzioni di studenti che riceveranno la qualifica di laurea accreditata IPEM.

Superare i confini della radioterapia oncologica

Nathalie Lövgren è una studentessa di fisica medica che sta frequentando un dottorato di ricerca in oncologia presso l'Università di Oxford. Eccola racconta Mondo della fisica sulla sua esperienza di ricerca fino ad oggi e sulle opportunità di apprendimento per gli studenti laureati che considerano studi di master o dottorato all'interno del dipartimento.

Qual è il focus del tuo lavoro DPhil?

sono un membro di Il team multidisciplinare di Kristoffer Petersson studiare i meccanismi biologici alla base della radioterapia FLASH e le modalità ottimali per implementare la tecnica nella pratica clinica. Il mio lavoro DPhil si concentra sulla traduzione clinica: valutare la fattibilità dell'implementazione della terapia protonica FLASH nella pratica clinica e come l'effetto FLASH (risparmio tissutale normale) possa essere preso in considerazione nel sistema di pianificazione del trattamento.

Quanto è importante la collaborazione per te come scienziato all'inizio della carriera?

È fondamentale – ed essenziale. Il Dipartimento di Oncologia è un ambiente di ricerca cosmopolita, con dottorandi in visita provenienti da altre istituzioni del Regno Unito e dell'UE che conducono le loro ricerche con noi a Oxford, arrivando per settimane o mesi alla volta. Per me personalmente, ciò significa esposizione a diversi background di ricerca, fertilizzazione incrociata di idee e un'opportunità per costruire una rete tra le comunità di fisica medica e oncologia.

Che ne dici delle opportunità di apprendimento e sviluppo oltre la tua ricerca principale?

Siamo incoraggiati a superare i limiti in termini di sviluppo delle nostre competenze più ampie, dando priorità alle opportunità che ci saranno utili in futuro nelle nostre carriere di ricerca. Un esempio calzante: mi sono appena iscritto a un corso Python online di sette mesi – Training in Data Science and Machine Learning for Health, Disease and Bioscience – presso l'University College di Londra. La copertura del corso costituisce un'ottima base per un'ampia gamma di progetti futuri basati sulla programmazione o sull'apprendimento automatico. Anche la sensibilizzazione e il coinvolgimento sono fondamentali. Finora ho presentato la mia ricerca a diverse conferenze internazionali e, nel frattempo, ho avviato preziosi contatti e collaborazioni con altri scienziati all'inizio della carriera e con fornitori di apparecchiature per radioterapia.

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/where-radiation-physics-meets-radiobiology-opening-up-diverse-career-paths-for-students/