Европейская исследовательская группа использовала прототип детектора на диоде Шоттки на алмазной основе, чтобы успешно ввести в эксплуатацию ЭлектронФлэш исследовательский ускоритель как для традиционной, так и для доклинической FLASH-радиотерапии. Новый детектор оказался полезным инструментом для быстрой и воспроизводимой характеристики пучка, подходящим для условий сверхвысокой мощности дозы (UH-DR) и сверхвысокой дозы на импульс (UH-DPP). Это знаковое достижение для команды разработчиков, возглавляемой в Римский университет Тор Вергата, так как в настоящее время нет коммерческих активных дозиметров для FLASH-радиотерапии в режиме реального времени.
FLASH-радиотерапия — это новый метод лечения рака, при котором ткани-мишени облучаются с использованием гораздо более высоких мощностей дозы, чем при обычной лучевой терапии, и, следовательно, в течение гораздо более короткого времени облучения. Эта сверхвысокая мощность дозы вызывает так называемый FLASH-эффект: снижение индуцированной радиацией токсичности по отношению к окружающим нормальным тканям при сохранении эквивалентной реакции уничтожения опухоли.
Эта новая технология получила признание во всем мире как захватывающая стратегия лечения, способная изменить будущее клинической терапии рака. Но есть препятствия, которые необходимо преодолеть, одним из которых является разработка точной, эффективной в использовании дозиметрической системы для определения дозы облучения в режиме реального времени.
Существующие коммерческие дозиметры реального времени, такие как ионизационные камеры и твердотельные детекторы, не подходят для клинического использования из-за эффектов рекомбинации, насыщения и нелинейности, наблюдаемых в их отклике. Пассивные дозиметры, такие как аланиновые и GAFchromic пленки, работают, но их отклик может не генерироваться в течение нескольких часов или даже дней после процедуры облучения, что делает их непрактичными для ежедневного контроля качества линейного ускорителя.
Чтобы преодолеть эти ограничения, команда разработала детектор flashDiamond (fD) специально для приложений UH-DR и UH-DPP, описав его в статье в январе 2022 г. Медицинская физика. Теперь главный исследователь Джанлука Верона Ринати и его коллеги провели систематическое исследование отклика fD-детектора на импульсные электронные пучки, подтвердив линейность его отклика при DPP примерно до 26 Гр/импульс, мгновенной мощности дозы примерно 5 МГр/с и средней мощности дозы примерно 1 кГр/с. .
Затем исследователи использовали fD-детектор для запуска линейного ускорителя ElectronFlash в Сордина Иорт Технологии (SIT) в Италии, сообщая о своих выводах в Медицинская физика.
Дозиметрическая характеристика
Чтобы оценить прототип fD, команда сначала провела калибровку поглощенной дозы при трех различных условиях облучения: 60Сооблучение в стандартных условиях в лаборатории вторичного стандарта PTW (PTW-Фрайбург); Электронные пучки СВ-ДПП при PTB; и пучки ElectronFlash в обычных условиях в SIT.
Обнадеживает то, что значения, полученные в результате процедур калибровки на трех объектах, хорошо совпали. Чувствительность прототипа fD, полученного при 60Сооблучение электронными пучками UH-DPP и обычными электронными пучками составляло 0.309±0.005, 0.305±0.002 и 0.306±0.005 нКл/Гр соответственно. Это указывает на то, что нет различий в отклике прототипа fD при использовании обычных электронных пучков или электронных пучков UH-DPP, а также между 60Co и электронно-лучевое облучение.
Затем команда исследовала линейность отклика fD в диапазоне UH-DPP. Изменение ДПП от 1.2 до 11.9 Гр показало, что реакция прототипа была линейной, по крайней мере, до максимального исследованного значения 11.9 Гр.
Исследователи также сравнили результаты детектора fD с результатами коммерчески доступных дозиметров, включая microDiamond, ионизационную камеру Advanced Markus, детектор с кремниевым диодом и хромированные пленки EBT-XD GAF. Они наблюдали хорошее соответствие между кривыми процентной дозы по глубине, профилями пучка и выходными факторами, измеренными прототипом fD и эталонными детекторами, для обычного и (с пленками EBT-XD) облучения UH-DPP.
Переоборудованный клинический линейный ускоритель обеспечивает лучевую терапию FLASH
Наконец, группа использовала детектор fD для запуска линейного ускорителя ElectronFlash, который может работать как в обычном режиме, так и в режиме UH-DPP. Линак оснащен несколькими цилиндрическими аппликаторами из ПММА диаметром от 30 до 120 мм, которые используются для изменения DPP. Ввод в эксплуатацию был завершен путем получения процентных профилей дозы по глубине и пучка для импульсных электронных пучков с энергией 7 и 9 МэВ с использованием всех различных аппликаторов, как в обычном режиме, так и в режиме UH-DPP.
Исследователи пришли к выводу, что прототип fD может оказаться ценным инструментом для ввода в эксплуатацию электронно-лучевых линейных ускорителей для FLASH-радиотерапии. В настоящее время они проводят моделирование по методу Монте-Карло как пучков линейного ускорителя ElectronFlash, так и детектора fD, чтобы обеспечить теоретическую поддержку своих дозиметрических оценок.
