ทีมวิจัยของยุโรปได้ใช้เครื่องตรวจจับไดโอด Schottky ที่ใช้เพชรต้นแบบเพื่อดำเนินการ อิเลคตรอนแฟลช ตัวเร่งการวิจัยสำหรับการฉายรังสี FLASH แบบธรรมดาและก่อนคลินิก เครื่องตรวจจับแบบใหม่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์สำหรับการกำหนดลักษณะเฉพาะของลำแสงที่รวดเร็วและทำซ้ำได้ เหมาะสำหรับอัตราปริมาณรังสีสูงพิเศษ (UH-DR) และสภาวะปริมาณรังสีต่อชีพจรสูงพิเศษ (UH-DPP) นี่คือความสำเร็จครั้งสำคัญสำหรับทีมพัฒนาของบริษัท ที่ มหาวิทยาลัยแห่งกรุงโรม Tor Vergataเนื่องจากปัจจุบันไม่มีเครื่องวัดปริมาณรังสีที่ใช้งานจริงในเชิงพาณิชย์สำหรับการรักษาด้วยรังสี FLASH
การรักษาด้วยรังสี FLASH เป็นเทคนิคการรักษามะเร็งที่เกิดขึ้นใหม่ โดยที่เนื้อเยื่อเป้าหมายได้รับการฉายรังสีโดยใช้อัตราปริมาณรังสีที่สูงกว่าการฉายรังสีแบบทั่วไปอย่างมาก และด้วยเหตุนี้จึงมีเวลาการฉายรังสีที่สั้นกว่ามาก อัตราปริมาณรังสีสูงพิเศษนี้ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าเอฟเฟกต์ FLASH: ความเป็นพิษที่เกิดจากรังสีที่ลดลงต่อเนื้อเยื่อปกติโดยรอบ ในขณะที่ยังคงตอบสนองต่อการฆ่าเนื้องอกที่เท่ากัน
เทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่นี้ได้รับการยกย่องจากทั่วโลกว่าเป็นกลยุทธ์การรักษาที่น่าตื่นเต้นซึ่งมีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงอนาคตของการรักษามะเร็งทางคลินิก แต่มีอุปสรรคที่ต้องเอาชนะ หนึ่งในนั้นคือการพัฒนาระบบการวัดปริมาณรังสีที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพเพื่อกำหนดปริมาณรังสีในแบบเรียลไทม์
เครื่องวัดปริมาณรังสีแบบเรียลไทม์เชิงพาณิชย์ในปัจจุบัน เช่น ห้องสร้างไอออไนเซชันและเครื่องตรวจจับโซลิดสเตตไม่เหมาะสำหรับการใช้งานทางคลินิก เนื่องจากการรวมตัวกันใหม่ ความอิ่มตัว และผลกระทบที่ไม่เป็นเชิงเส้นที่สังเกตพบในการตอบสนอง เครื่องวัดปริมาณรังสีแบบพาสซีฟ เช่น อะลานีนและฟิล์ม GAFchromic ทำงานได้ แต่อาจไม่สร้างการตอบสนองเป็นเวลาหลายชั่วโมงหรือหลายวันหลังจากขั้นตอนการฉายรังสี ซึ่งทำให้ไม่สามารถรับประกันคุณภาพของไลแนคในแต่ละวันได้
เพื่อเอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้ ทีมงานได้ออกแบบตัวตรวจจับ flashDiamond (fD) เฉพาะสำหรับการใช้งาน UH-DR และ UH-DPP โดยอธิบายไว้ในบทความมกราคม 2022 ใน ฟิสิกส์การแพทย์. ตอนนี้ผู้ตรวจสอบหลัก จานลูก้า เวโรนา รินาติ และเพื่อนร่วมงานได้ดำเนินการตรวจสอบอย่างเป็นระบบของการตอบสนองของเครื่องตรวจจับ fD ต่อลำแสงอิเล็กตรอนแบบพัลซิ่ง ตรวจสอบความเป็นเส้นตรงของการตอบสนองที่ DPP สูงถึง 26 Gy/pulse อัตราปริมาณรังสีทันทีประมาณ 5 MGy/s และอัตราปริมาณรังสีเฉลี่ยประมาณ 1 kGy/s .
จากนั้นนักวิจัยได้ใช้เครื่องตรวจจับ fD เพื่อทดสอบ ElectronFlash linac at ซอร์ดินา ไอออร์ต เทคโนโลยี (SIT) ในอิตาลีรายงานการค้นพบของพวกเขาใน ฟิสิกส์การแพทย์.
การกำหนดลักษณะโดซิเมตริก
ในการประเมินต้นแบบ fD ทีมงานได้ดำเนินการสอบเทียบขนาดยาที่ดูดซึมภายใต้สภาวะการฉายรังสีที่แตกต่างกันสามแบบ: 60การฉายรังสีร่วมในสภาวะอ้างอิงที่ห้องปฏิบัติการมาตรฐานรองรถสองและรถสามล้อเครื่อง (PTW-ไฟร์บวร์ก); คานอิเล็กตรอน UH-DPP ที่ พ.ต.ท; และลำแสง ElectronFlash ในสภาวะปกติที่ SIT
คุ้มค่าที่ได้มาจากขั้นตอนการสอบเทียบที่โรงงานทั้งสามแห่งตกลงกันเป็นอย่างดี ความไวของต้นแบบ fD ที่ได้รับภายใต้ 60การฉายรังสีร่วมกับคานอิเล็กตรอน UH-DPP และคานอิเล็กตรอนแบบธรรมดามีค่า 0.309±0.005, 0.305±0.002 และ 0.306±0.005 nC/Gy ตามลำดับ สิ่งนี้บ่งชี้ว่าไม่มีความแตกต่างในการตอบสนองต้นแบบ fD เมื่อใช้ลำอิเล็กตรอนแบบธรรมดาหรือ UH-DPP หรือระหว่าง 60การฉายรังสีโคและอิเล็กตรอน
ทีมต่อไปได้ตรวจสอบความเป็นเส้นตรงของการตอบสนอง fD ในช่วง UH-DPP การแปรผันของ DPP ระหว่าง 1.2 ถึง 11.9 Gy เปิดเผยว่าการตอบสนองของต้นแบบนั้นเป็นเชิงเส้นอย่างน้อยจนถึงค่าสูงสุดที่ตรวจสอบได้ที่ 11.9 Gy
นักวิจัยยังได้เปรียบเทียบผลลัพธ์ของเครื่องตรวจจับ fD กับ dosimeters ที่มีขายทั่วไป เช่น microDiamond, Advanced Markus ionization chamber, เครื่องตรวจจับซิลิคอนไดโอด และฟิล์ม EBT-XD GAFchromic พวกเขาสังเกตเห็นข้อตกลงที่ดีระหว่างกราฟเปอร์เซ็นต์ความลึกของปริมาณรังสี โปรไฟล์ลำแสง และปัจจัยการส่งออกที่วัดโดยต้นแบบ fD และตัวตรวจจับอ้างอิง สำหรับการฉายรังสี UH-DPP ทั่วไปและ (กับฟิล์ม EBT-XD)
Linac ทางคลินิกที่ดัดแปลงให้การรักษาด้วยรังสี FLASH
สุดท้าย ทีมงานได้ใช้เครื่องตรวจจับ fD เพื่อทดสอบ ElectronFlash linac ซึ่งสามารถทำงานได้ทั้งแบบธรรมดาและแบบ UH-DPP Linac นั้นติดตั้ง PMMA applicators ทรงกระบอกหลายตัวซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 30 ถึง 120 มม. ซึ่งใช้ในการแปรผัน DPP การว่าจ้างเสร็จสมบูรณ์โดยการหาค่าเปอร์เซ็นต์ของขนาดความลึกและโปรไฟล์ลำแสงสำหรับคานอิเล็กตรอนแบบพัลซิ่ง 7 และ 9 MeV โดยใช้อุปกรณ์ที่แตกต่างกันทั้งหมด และทั้งในรูปแบบทั่วไปและแบบ UH-DPP
นักวิจัยสรุปว่าต้นแบบ fD สามารถพิสูจน์ได้ว่าเป็นเครื่องมือที่มีค่าสำหรับการว่าจ้างของอิเล็กตรอนคาน linacs สำหรับการรักษาด้วยรังสี FLASH ขณะนี้พวกเขากำลังทำการจำลองแบบมอนติคาร์โลของทั้งลำแสงอิเล็กตรอนไลแนกของอิเล็กตรอนและเครื่องตรวจจับ fD เพื่อให้การสนับสนุนทางทฤษฎีแก่การประเมินค่าโดซิเมตริก
