Plastični scintilacijski detektorji so koristni za raziskave in izobraževanje na področju klinične fizike – Physics World

Prelomne inovacije, sodelovanje s strankami, klinično prevajanje: to so strateške referenčne točke, ki podpirajo načrt razvoja izdelkov pri Medscint, tehnološko podjetje s sedežem v mestu Québec, ki združuje strokovno znanje na področju fotonike, scintilacijske dozimetrije in medicinske fizike. Končna igra: nič manj kot sprememba paradigme v najboljši praksi radioterapevtske dozimetrije, ki jo omogoča nova generacija plastičnih scintilatorjev, ki združujejo skoraj vodno enakovrednost in odziv v realnem času z visoko prostorsko ločljivostjo in združljivostjo z MR-Linac. Medscintovi optični detektorji – komercialno znani kot Raziskovalna platforma HYPERSCINT – ponujajo tudi večtočkovno zmogljivost s kompaktnim odtisom (dolžina 0.5 mm, premer 0.5 mm), zaradi česar so idealni za dozimetrijo majhnega polja in napreden razvoj fantomov.

»Naše lastniško znanje in izkušnje na področju optične znanosti in plastičnih scintilatorjev pridejo do izraza, ko postajajo področja zdravljenja z radioterapijo manjša in geometrično bolj zapletena,« trdi Jonathan Turcotte, soustanovitelj in vodja marketinga pri Medscint. Brez potrebe po korekcijskih faktorjih majhnega polja za karakterizacijo obnašanja naprave dozimetri Medscint zagotavljajo orodje za merjenje v realnem času, ki združuje visoko linearnost glede na dozo in hitrost odmerka. To široko linearno dinamično območje je pomembno na obeh koncih spektra zdravljenja, ne glede na to, ali gre za nove sheme obsevanja z nizko hitrostjo odmerka ali – s prilagojeno funkcionalnostjo za štetje impulzov linaka in merjenje odmerka na impulz – kot dodatek k ultravisokim odmerkom. hitrost aplikacij radioterapije FLASH (ki imajo potencial za drastično zmanjšanje kolateralne škode in toksičnosti v normalnem zdravem tkivu, hkrati pa ohranjajo protitumorsko delovanje).

Iz laboratorija v kliniko

Medtem ko je klinično prevajanje komercialna prednostna naloga v kratkem in srednjeročnem obdobju, so Turcotte in njegovi kolegi do danes postavili raziskovalno platformo HYPERSCINT s kohorto inovativnih, meddisciplinarnih skupin za raziskave in razvoj, ki delajo na uresničevanju sistemov radioterapije naslednje generacije. »Kot tehnološko podjetje v zgodnji fazi razvoja,« pojasnjuje, »imamo sodelovanje z našimi strankami in raziskovalnimi partnerji – skupno 25 skupinami v Severni Ameriki, Evropi in Aziji, ki pomagajo oblikovati naš razvoj izdelkov in navsezadnje obveščajo pot do obsežnega kliničnega prevajanja.«

Študija primera v zvezi s tem je Mark Foley in njegova ekipa v raziskovalnem grozdu medicinske fizike pri Univerza v Galwayu na zahodu Irske. Foleyjeva obsežna raziskovalna zanimanja se osredotočajo na izboljšane radioterapevtske sheme, s pionirskim delom na Monte Carlo modeliranju in simulacijah ter sistemih scintilacijske dozimetrije naslednje generacije. Njegov raziskovalni program je povezan z veliko pedagoško obremenitvijo, ki zajema dodiplomske tečaje biomedicinske in sevalne fizike ter Galwayjevo Magistrica medicinske fizike, prvi magistrski program v Evropi, ki je prejel uradno akreditacijo Severne Amerike Komisija za akreditacijo izobraževalnih programov medicinske fizike (CAMPEP).

»Ko smo poleti 2021 kupili raziskovalno platformo HYPERSCINT, smo postali prva evropska stranka družbe Medscint,« pojasnjuje Foley. Sistem je bil od takrat preizkušen v seriji petih pilotnih projektov, ki vključujejo magistrske in doktorske študente znotraj grozda medicinske fizike v Galwayu – čeprav naj bi se s tem povezana raziskovalna dejavnost slej kot prej začela širiti. »Vzpostavili smo namenski raziskovalni tok za ovrednotenje in primerjavo Medscintovih plastičnih scintilacijskih detektorjev,« pravi Foley. "Ta prizadevanja za raziskave in razvoj sodijo poleg uveljavljenega delovnega programa, kjer razvijamo nov razred anorganskih scintilacijskih detektorjev za napredne aplikacije dozimetrije."

Potem ko so njegovi študenti medicinske fizike na tekočem z raziskovalno platformo HYPERSCINT, jih Foley spodbuja k nadaljnjemu specialističnemu učenju in pridobivanju znanja na področju scintilacijske dozimetrije – predvsem prek kratkoročnih raziskovalnih praks v partnerskih laboratorijih znotraj mednarodne mreže Galway. »Naše magistrske in doktorske študente usposabljamo s spretnostmi in znanjem s tehničnega področja, ki jih potrebujejo, da začnejo delovati,« pojasnjuje Foley. "Želimo se prepričati, da ni pretirano strme krivulje učenja, ko začnejo svoje raziskovalne projekte."

Eno uveljavljenih sodelovanj v zvezi s tem je z Magdaleno Bazalovo-Carter Laboratorij XCITE na Univerzi Victoria v Britanski Kolumbiji v Kanadi. Ekipa XCITE je prva, ki je začela uporabljati rešitev za dozimetrijo majhnega polja družbe Medscint v realnem času za raziskovalne študije o shemah obsevanja FLASH v poskusih na zelo majhnih živalih – izpostavljanje ličink sadne mušice, na primer, ultravisokim hitrostim doziranja in sledenje primerjalnemu preživetju. v primerjavi s konvencionalnimi shemami obsevanja. Laboratorij prav tako ocenjuje učinek FLASH na zdravo tkivo pri miših.

Takšna sodelovanja, kot kaže, pomenijo zmago. Takšen primer je Kevin Byrne, nekdanji študent magisterija v Foleyjevi skupini, ki po raziskovalni praksi na XCITE zdaj dela kot raziskovalni medicinski fizik v oddelku za znanosti o translacijskem sevanju na Medicinska šola Univerze v Marylandu (Baltimore, MD). Pod nadzorom Kai Jiang, docent za radiološko onkologijo, Byrne nadaljuje z delom na plastičnih in anorganskih scintilacijskih detektorjih v okviru širšega raziskovalnega programa, ki raziskuje učinke FLASH elektronskih in protonskih žarkov z ultravisoko hitrostjo odmerka na predkliničnih modelih. »Tukaj je v igri nekakšen 'vrli krog',« pojasnjuje Foley, »pri čemer Kevin napreduje pri nadzorovanju drugih gostujočih magistrskih in doktorskih študentov iz Galwaya pri njihovih projektih scintilacijske dozimetrije.«

Ustvarjalna vzgoja

Ne glede na Galwayjevo izkoriščanje tehnologije Medscint v kontekstu raziskovanja medicinske fizike, Foley raziskovalno platformo HYPERSCINT postavlja tudi v ospredje svojega dodiplomskega poučevanja. "Naloga je ustvariti bolj dinamično raziskovalno vodeno učno okolje z izkoriščanjem prenosnih demonstracijskih naprav, kot je sistem Medscint," pojasnjuje. »Na ta način uporabljamo Medscintove plastične scintilacijske detektorje za uvajanje osnov dozimetrije sevanja študentom prvega letnika, hkrati pa te koncepte krepimo s strukturirano učno potjo skozi učni načrt do četrtega letnika dodiplomskega in magistrskega študija. .”

Hkrati, trdi Foley, je status Galwayevega magistrskega študija medicinske fizike dodatno izboljšan z akreditacijo CAMPEP, kar pomeni, da študenti magistrskega študija diplomirajo z »inherentno prenosljivostjo in mobilnostjo« kot del akademskega paketa. »Naše študente magistrskega študija boste našli pri vlogah raziskovalcev in klinične fizike v vodilnih onkoloških centrih za obsevanje v Združenem kraljestvu in na Irskem ter v Severni Ameriki, Avstraliji in Novi Zelandiji,« zaključuje. »Še en velik plus skladnosti s CAMPEP je ta, da olajša pot, ko vzpostavljamo novo sodelovanje z drugimi raziskovalnimi programi, akreditiranimi s CAMPEP v ZDA in Kanadi.«

Prelomna inovacija, klinični prevod

Medscint želi "prepisati pravilnik o dozimetriji majhnega polja" na podlagi svojega lastniškega optičnega znanja in izkušenj na področju plastičnih scintilacijskih detektorjev. To je trditev Jonathana Turcotteja, prodajalčevega soustanovitelja in glavnega trženja, čigar fokus se skupaj s fokusom njegovih kolegov neizogibno preusmerja na fine podrobnosti kliničnega prevajanja in zahteve glede zagotavljanja kakovosti kliničnih končnih uporabnikov za naslednjo generacijo. modalitete radioterapije.

»Posel smo do sedaj zgradili tako, da smo pridobili oprijem s kohorto inovativnih programov medicinske fizike, ki jih vodijo raziskave – vsi si prizadevajo opredeliti jutrišnjo najboljšo prakso dozimetrije radioterapije,« pojasnjuje. »Naslednji korak v razvoju Medscinta bo bolj dvotirna strategija – nadaljevanje ciljanja na vrhunske raziskovalne stranke, medtem ko se bo v bližnji prihodnosti usmeril na trg kliničnega zagotavljanja kakovosti.«

Pozneje letos, na primer, Turcotte in njegova ekipa pričakujejo, da bodo pridobili regulativno odobritev 510 (k) ameriške uprave za hrano in zdravila (FDA) za klinični sistem, ki se pripravlja za aplikacije dozimetrije na majhnem polju v strojnem zagotavljanju kakovosti. Naslednji znak CE je predviden za leto 2024 kot predhodnik namestitve pri kliničnih strankah v Evropskem gospodarskem prostoru (EGP).

»Medtem ko plastični scintilatorji predstavljajo prelomno tehnologijo pri zagotavljanju kakovosti radioterapije in dozimetriji,« ugotavlja Turcotte, »je pomembno, da približno eden od šestih programov klinične fizike z akreditacijo CAMPEP že deluje z našimi izdelki v raziskovalnem okolju.«

Nadaljnje branje

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
• PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
• BlockOffsets. Posodobitev okoljskega offset lastništva. Dostopite tukaj.
• vir: https://physicsworld.com/a/plastic-scintillation-detectors-prove-a-win-win-in-clinical-physics-research-and-education/