Пластиковые сцинтилляционные детекторы оказываются беспроигрышным вариантом в исследованиях и образовании в области клинической физики

Прорывные инновации, сотрудничество с клиентами, клинический перевод: это стратегические ориентиры, лежащие в основе дорожной карты разработки продуктов в Медсцинт, технологической компании из Квебека, которая сочетает в себе опыт в области фотоники, сцинтилляционной дозиметрии и медицинской физики. Конечная цель: не что иное, как сдвиг парадигмы в передовой практике дозиметрии лучевой терапии, ставший возможным благодаря новому поколению пластиковых сцинтилляторов, которые сочетают в себе эквивалентность, близкую к воде, и отклик в реальном времени с высоким пространственным разрешением и совместимостью с MR-Linac. Оптические детекторы Medscint, коммерчески известные как Исследовательская платформа ГИПЕРСКИНТ – также предлагают многоточечные возможности при компактных размерах (длина 0.5 мм, диаметр 0.5 мм), что делает их идеальными для дозиметрии в малых полях и разработки передовых фантомов.

«Наши запатентованные ноу-хау в области оптической науки и пластиковых сцинтилляторов проявляют себя по мере того, как области лучевой терапии становятся меньше и геометрически сложнее», — утверждает Джонатан Тюркотт, соучредитель и директор по маркетингу Medscint. Дозиметры Medscint не требуют использования поправочных коэффициентов малого поля для характеристики поведения устройства и представляют собой инструмент измерения в реальном времени, сочетающий в себе высокую линейность в отношении дозы и мощности дозы. Этот широкий линейный динамический диапазон актуален на обоих концах спектра лечения, будь то новые схемы облучения с низкой мощностью дозы или – со специальной функциональностью для подсчета импульсов линейного ускорителя и измерения дозы на импульс – в качестве дополнения к сверхвысоким дозам облучения. оценить применение FLASH-лучевой терапии (которая потенциально может радикально снизить побочные повреждения и токсичность в нормальных здоровых тканях, сохраняя при этом противоопухолевую активность).

Из лаборатории в клинику

Хотя клинический перевод является коммерческим приоритетом в краткосрочной и среднесрочной перспективе, Тюркотт и его коллеги на сегодняшний день позиционируют исследовательскую платформу HYPERSCINT вместе с группой инновационных междисциплинарных научно-исследовательских групп, работающих над созданием систем лучевой терапии следующего поколения. «Как молодая технологическая компания, — объясняет он, — мы поддерживаем отношения сотрудничества с нашими клиентами и партнерами по исследованиям — в общей сложности 25 группами в Северной Америке, Европе и Азии, которые помогают формировать разработку нашей продукции и, в конечном итоге, информируют путь к масштабному клиническому переводу».

Тематическое исследование в этом отношении Марк Фоли и его команда в исследовательском кластере медицинской физики в Университет Голуэя на западе Ирландии. Широкие исследовательские интересы Фоли сосредоточены вокруг усовершенствованных схем лучевой терапии, включая новаторские работы по моделированию и симуляции Монте-Карло, а также системы сцинтилляционной дозиметрии нового поколения. Его исследовательская программа сочетается с плотной преподавательской нагрузкой, охватывающей курсы бакалавриата по биомедицинской и радиационной физике, а также курсы Голуэя. Магистр медицинской физики, первая магистерская программа в Европе, получившая официальную аккредитацию Североамериканской Комиссия по аккредитации образовательных программ по медицинской физике (КАМПЕП).

«Мы стали первым европейским клиентом Medscint, когда летом 2021 года приобрели исследовательскую платформу HYPERSCINT», — объясняет Фоули. С тех пор система была опробована в серии из пяти пилотных проектов с участием студентов магистратуры и докторантуры в кластере медицинской физики Голуэя, хотя соответствующая исследовательская деятельность рано или поздно будет масштабироваться. «Мы организовали специальное направление исследований для оценки и тестирования пластиковых сцинтилляционных детекторов Medscint», — говорит Фоули. «Эти исследования и разработки сопровождают устоявшуюся рабочую программу, в рамках которой мы разрабатываем новый класс неорганических сцинтилляционных детекторов для передовых дозиметрических приложений».

После того, как его студенты-медики-физики освоились с исследовательской платформой HYPERSCINT, Фоли призывает их продолжить специальное обучение и получить ноу-хау в области сцинтилляционной дозиметрии – в основном посредством краткосрочных исследовательских стажировок в партнерских лабораториях в международной сети Голуэя. «Мы даем нашим магистрантам и аспирантам навыки и технические знания, необходимые им для того, чтобы приступить к работе», — объясняет Фоли. «Мы хотим убедиться, что кривая обучения не будет слишком крутой, когда они начнут свои исследовательские проекты».

Одним из налаженных проектов сотрудничества в этом отношении является сотрудничество с Магдаленой Базаловой-Картер. Лаборатория XCITE в Университете Виктории в Британской Колумбии, Канада. Команда XCITE является одним из первых, кто внедрил решение Medscint для дозиметрии в реальном времени в малом поле для исследований схем FLASH-облучения в экспериментах на очень мелких животных - например, подвергая личинок плодовых мух сверхвысоким мощностям дозы и отслеживая сравнительную выживаемость. по сравнению с традиционными схемами облучения. Лаборатория также оценивает влияние FLASH на здоровые ткани мышей.

Такое сотрудничество, похоже, является беспроигрышным. В качестве примера можно привести Кевина Бирна, бывшего студента магистратуры из группы Фоли, который после стажировки в XCITE сейчас работает медицинским физиком-исследователем в отделе наук о трансляционном излучении в Медицинский факультет Университета Мэриленда (Балтимор, Мэриленд). под присмотром Кай Цзян, доцент кафедры радиационной онкологии, Бирн продолжает работать над пластиковыми и неорганическими сцинтилляционными детекторами в рамках более широкой исследовательской программы, изучающей FLASH-эффекты сверхвысоких доз электронных и протонных пучков на доклинических моделях. «Здесь происходит что-то вроде «добродетельного круга», — объясняет Фоули, — когда Кевин продолжает руководить другими приглашенными студентами магистратуры и докторантуры из Голуэя с их проектами в области сцинтилляционной дозиметрии».

Творческое образование

Несмотря на использование Голуэем технологии Medscint в контексте исследований в области медицинской физики, Фоли также ставит исследовательскую платформу HYPERSCINT на передний план в своей программе обучения на бакалавриате. «Задача состоит в том, чтобы создать более динамичную среду обучения, основанную на исследованиях, используя портативные демонстрационные устройства, такие как система Medscint», — объясняет он. «Таким образом, мы используем пластиковые сцинтилляционные детекторы Medscint, чтобы познакомить студентов первого курса с основами радиационной дозиметрии, одновременно закрепляя эти концепции с помощью структурированного пути обучения на протяжении всей учебной программы до уровня бакалавриата четвертого курса и магистратуры. ».

В то же время, утверждает Фоли, статус магистра медицинской физики Голуэя еще больше повышается благодаря аккредитации CAMPEP, что означает, что магистранты заканчивают обучение с «присущей возможностью перевода и мобильностью» в рамках академического пакета. «Вы найдете наших студентов магистратуры, занимающихся исследованиями и клинической физикой в ​​ведущих центрах радиационной онкологии в Великобритании и Ирландии, а также в Северной Америке, Австралии и Новой Зеландии», — заключает он. «Еще один большой плюс соблюдения требований CAMPEP заключается в том, что это облегчает нам путь к налаживанию нового сотрудничества с другими исследовательскими программами, аккредитованными CAMPEP, в США и Канаде».

Прорывные инновации, клинический перевод

Medscint стремится «переписать свод правил дозиметрии малого поля» на основе своих запатентованных оптических ноу-хау в области пластиковых сцинтилляционных детекторов. Так утверждает Джонатан Теркотт, соучредитель и директор по маркетингу компании, чье внимание, как и его коллег, неумолимо смещается на мельчайшие детали клинического перевода и требования к качеству клинических конечных пользователей для следующего поколения. методы лучевой терапии.

«До сих пор мы строили бизнес, набирая обороты благодаря группе инновационных, основанных на исследованиях программ в области медицинской физики – все они работают над определением лучших практик завтрашнего дня в области дозиметрии лучевой терапии», – объясняет он. «Следующим шагом в развитии Medscint будет скорее двойная стратегия – продолжение ориентации на передовых исследовательских клиентов и поворот в ближайшем будущем на рынок клинического контроля качества».

Позже в этом году, например, Тюркотт и его команда рассчитывают получить одобрение регулирующих органов 510(k) от Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) для клинической системы, которая предназначена для дозиметрических приложений в небольших полях при машинном обеспечении качества. Последующая маркировка CE намечена на 2024 год как предшественник установок клинических клиентов в Европейской экономической зоне (ЕЭЗ).

«Хотя пластиковые сцинтилляторы представляют собой прорывную технологию в области обеспечения качества лучевой терапии и дозиметрии, — отмечает Тюркотт, — важно, что примерно каждая шестая программа клинической физики с аккредитацией CAMPEP уже работает с нашей продукцией в исследовательских целях».

Далее

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
• ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
• ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
• Смещения блоков. Модернизация права собственности на экологические компенсации. Доступ здесь.
• Источник: https://physicsworld.com/a/plastic-scintillation-detectors-prove-a-win-win-in-clinical-physics-research-and-education/