Detectoarele de scintilație din plastic dovedesc un câștig de câștig în cercetarea și educația în fizică clinică – Physics World

Inovație disruptivă, colaborare cu clienții, traducere clinică: acestea sunt punctele de referință strategice care stau la baza foii de parcurs de dezvoltare a produsului la Medscint, o companie de tehnologie cu sediul în Québec, care combină experiența în fotonică, dozimetrie de scintilație și fizică medicală. Finalul jocului: nimic mai puțin decât o schimbare de paradigmă în cele mai bune practici de dozimetrie în radioterapie, posibilă de o nouă generație de scintilatoare din plastic care combină echivalența aproape de apă și răspunsul în timp real cu rezoluție spațială ridicată și compatibilitate MR-Linac. Detectoarele optice Medscint – cunoscute comercial sub numele de Platforma de cercetare HYPERSCINT – oferă, de asemenea, capacitate multipunct cu o amprentă compactă (0.5 mm lungime, 0.5 mm diametru), ceea ce le face ideale pentru dozimetria în câmp mic și dezvoltarea avansată a fantomei.

„Know-how-ul nostru proprietar în știința optică și scintilatoarele din plastic își iese în sine pe măsură ce domeniile de tratament cu radioterapie devin mai mici și mai complexe din punct de vedere geometric”, susține Jonathan Turcotte, co-fondator și director de marketing la Medscint. Fără a fi nevoie de factori de corecție de câmp mic pentru a caracteriza comportamentul dispozitivului, dozimetrele Medscint oferă un instrument de măsurare în timp real care combină liniaritatea ridicată în ceea ce privește doza și rata dozei. Acel interval dinamic liniar larg este relevant la ambele capete ale spectrului de tratament, fie pentru noi scheme de iradiere cu rată scăzută de doză sau – cu funcționalitate personalizată pentru numărarea pulsului linac și măsurarea dozei pe puls – ca adjuvant la doze ultraînalte. evaluați aplicațiile de radioterapie FLASH (care au potențialul de a reduce drastic daunele colaterale și toxicitatea în țesutul normal sănătos, păstrând în același timp activitatea antitumorală).

Din laborator, în clinică

În timp ce traducerea clinică este prioritatea comercială pe termen scurt și mediu, Turcotte și colegii săi au poziționat până în prezent Platforma de cercetare HYPERSCINT cu o cohortă de echipe de cercetare și dezvoltare inovatoare, transdisciplinare care lucrează pentru a realiza sisteme de radioterapie de generație următoare. „Ca o companie tehnologică în stadiu incipient”, explică el, „avem o relație de colaborare cu clienții și partenerii noștri de cercetare – un total de 25 de grupuri din America de Nord, Europa și Asia care ajută la modelarea dezvoltării produselor noastre și, în cele din urmă, informează calea către traducerea clinică la scară.”

Un studiu de caz în acest sens este Mark Foley și echipa sa din grupul de cercetare în fizică medicală de la Universitatea din Galway în vestul Irlandei. Interesele de cercetare ample ale lui Foley se concentrează în jurul schemelor de radioterapie îmbunătățite, cu lucrări de pionierat privind modelarea și simularea Monte Carlo, precum și sistemele de dozimetrie cu scintilație de ultimă generație. Programul său de cercetare se potrivește cu o sarcină de predare aglomerată, care cuprinde cursuri de licență în fizica biomedicală și a radiațiilor, precum și cursurile de la Galway. Master în Fizică Medicală, primul program de master din Europa care a primit acreditare oficială din partea nord-americană Comisia de acreditare a programelor de educație în fizică medicală (CAMPEP).

„Am devenit primul client european al Medscint când am achiziționat platforma de cercetare HYPERSCINT în vara anului 2021”, explică Foley. De atunci, sistemul a fost pus în practică într-o serie de cinci proiecte pilot care implică studenți de master și doctorat în cadrul clusterului de fizică medicală din Galway - deși activitatea de cercetare aferentă este programată să se extindă mai devreme decât mai târziu. „Am creat un flux de cercetare dedicat pentru a evalua și compara detectoarele de scintilație din plastic Medscint”, spune Foley. „Acest efort de cercetare și dezvoltare este alături de un program de lucru stabilit în care dezvoltăm o nouă clasă de detectoare de scintilație anorganică pentru aplicații avansate de dozimetrie.”

După ce studenții săi la fizică medicală sunt la curent cu Platforma de cercetare HYPERSCINT, Foley îi încurajează să urmeze învățarea de specialitate și cunoștințele în dozimetrie cu scintilație - în principal prin stagii de cercetare pe termen scurt la laboratoarele partenere din rețeaua internațională Galway. „Ne pregătim studenții noștri de masterat și doctorat cu abilitățile și cunoștințele din domeniul tehnic de care au nevoie pentru a începe funcționarea”, explică Foley. „Vrem să ne asigurăm că nu există o curbă de învățare prohibitivă atunci când își încep proiectele de cercetare.”

O colaborare stabilită în acest sens este cea a Magdalenei Bazalova-Carter Laboratorul XCITE la Universitatea Victoria din British Columbia, Canada. Echipa XCITE adoptă timpurie soluția Medscint de dozimetrie în timp real, cu câmpuri mici, pentru studiile de cercetare privind schemele de iradiere FLASH în experimente cu animale foarte mici - expunând, de exemplu, larvele de muște a fructelor, la doze ultra-înalte și urmărind supraviețuirea comparativă. față de schemele convenționale de iradiere. Laboratorul evaluează, de asemenea, efectul FLASH asupra țesutului sănătos la șoareci.

Astfel de colaborări, se pare, reprezintă un win-win. Un exemplu în acest sens este Kevin Byrne, un fost student la master în grupul lui Foley care, în urma unui stagiu de cercetare la XCITE, lucrează acum ca cercetător în fizică medicală în cadrul diviziei de științe ale radiațiilor translaționale de la Universitatea din Maryland Școala de Medicină (Baltimore, MD). sub supravegherea Kai Jiang, profesor asistent de oncologie cu radiații, Byrne continuă să lucreze la detectoare de scintilație din plastic și anorganice în cadrul unui program de cercetare mai larg care investighează efectele FLASH ale fasciculelor de electroni și protoni cu rată ultraînaltă de doze pe modele preclinice. „Există un „cerc virtuos” în joc aici”, explică Foley, „cu Kevin progresând pentru a supraveghea alți studenți vizitatori de master și doctorat din Galway cu proiectele lor în dozimetria scintilației.”

Educație creativă

În ciuda exploatării de către Galway a tehnologiei Medscint într-un context de cercetare în fizică medicală, Foley pune, de asemenea, platforma de cercetare HYPERSCINT în prim-plan în cadrul predării sale de licență. „Sarcina este de a crea un mediu de învățare mai dinamic condus de cercetare prin exploatarea dispozitivelor demonstrative portabile precum sistemul Medscint”, explică el. „În acest fel, folosim detectoarele de scintilație din plastic de la Medscint pentru a introduce noțiunile fundamentale ale dozimetriei radiațiilor studenților din primul an, consolidând în același timp acele concepte cu un parcurs de învățare structurat pe tot parcursul programului până la nivelul de licență și studiile de master în anul al patrulea. .”

În același timp, susține Foley, statutul de masterat în fizică medicală al lui Galway este îmbunătățit și mai mult de acreditarea CAMPEP, ceea ce înseamnă că studenții de master absolvesc cu „transferabilitate și mobilitate inerente” ca parte a pachetului academic. „Veți găsi studenții noștri de master care intră în funcții de cercetare și fizică clinică la centrele de oncologie de radiație din Marea Britanie și Irlanda, precum și în America de Nord, Australia și Noua Zeelandă”, conchide el. „Un alt mare plus al conformității CAMPEP este că ușurează calea atunci când stabilim noi colaborări cu alte programe de cercetare acreditate de CAMPEP în SUA și Canada.”

Inovație disruptivă, traducere clinică

Medscint își propune să „rescrie regulamentul privind dozimetria în câmp mic” pe baza cunoștințelor sale optice proprietare în domeniul detectoarelor cu scintilație din plastic. Aceasta este afirmația lui Jonathan Turcotte, co-fondatorul și directorul de marketing al vânzătorului, al cărui accent, împreună cu cel al colegilor săi, se mută inexorabil către detaliile fine ale traducerii clinice și cerințele QA ale utilizatorilor finali clinici pentru generația următoare. modalitati de radioterapie.

„Am dezvoltat afacerea până acum, câștigând tracțiune cu o cohortă de programe de fizică medicală inovatoare, conduse de cercetare – toate lucrând pentru a defini cele mai bune practici de mâine în dozimetria radioterapiei”, explică el. „Următorul pas în evoluția Medscint va fi mai degrabă o strategie cu două căi – continuarea să vizeze clienții de vârf în cercetare, în timp ce se va pivota pe termen scurt către piața de QA clinică.”

Mai târziu în acest an, de exemplu, Turcotte și echipa sa se așteaptă să obțină aprobarea de reglementare 510(k) de la Administrația SUA pentru Alimente și Medicamente (FDA) pentru un sistem clinic care este pregătit pentru aplicații de dozimetrie pe câmpuri mici în QA mașinii. Marcajul CE ulterior este programat pentru 2024 ca precursor al instalațiilor cu clienți clinici din Spațiul Economic European (SEE).

„În timp ce scintilatoarele din plastic reprezintă o tehnologie disruptivă în radioterapie QA și dozimetrie”, notează Turcotte, „este semnificativ că aproximativ unul din șase programe de fizică clinică cu acreditare CAMPEP lucrează deja cu produsele noastre într-un cadru de cercetare.”

Lecturi suplimentare

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
• PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
• BlockOffsets. Modernizarea proprietății de compensare a mediului. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/plastic-scintillation-detectors-prove-a-win-win-in-clinical-physics-research-and-education/