Tıbbi fizik, biyoteknoloji ve ilgili birçok alanda çalışan araştırmacılar, gelişmiş makine öğrenimi algoritmaları geliştirmekten dünya çapındaki hastalar için etkili tedavilere erişimi iyileştirecek cihazlar oluşturmaya kadar dünya çapında sağlık hizmetlerini iyileştirmek için bilimsel teknikleri uygulamaya devam ediyor. Fizik dünyası 2022'de bu tür pek çok yenilik hakkında rapor verdi, işte gözümüze çarpan araştırmalardan sadece birkaçı.
tüm alanlarda yapay zeka
Yapay zeka (AI), tanısal görüntüleme sırasında üretilen büyük miktarda veriyle uğraşmaktan vücuttaki kanserin evrimini anlamaya, tedavilerin tasarlanması ve optimize edilmesine yardımcı olmaya kadar tıbbi fizik alanında giderek yaygınlaşan bir rol oynamaktadır. Bu düşünceyle birlikte, Fizik dünyası Haziran ayında Medikal Fizik Haftasında bir yapay zekaya ev sahipliği yaptı ve aşağıdakiler dahil olmak üzere uygulamalar için derin öğrenmenin kullanımına baktı: çevrimiçi adaptif radyasyon tedavisi, PET görüntüleme, proton dozu hesaplaması, kafa BT taramalarının analizi ve akciğer taramalarında COVID-19 enfeksiyonunu belirleme.
Yılın başlarında, APS Mart Toplantısında düzenlenen özel bir oturumda en son gelişmelerden bazıları incelendi. AI ve makine öğreniminin tıbbi uygulamalarıbeyin bozukluklarını ve nörodejeneratif hastalıkları teşhis etmek ve izlemek için derin öğrenme ve görüntü kaydı ve segmentasyon için yapay zekayı kullanmak dahil. Bir başka ilgi çekici çalışma, EPFL'nin bir sinir ağı oluşturmak için bir sinir ağı kullanmasıydı. akıllı mikroskop Nadir biyolojik olayların ince habercilerini tespit eden ve yanıt olarak elde etme parametrelerini kontrol eden.
Proton FLASH vaadi
Aynı zamanda bizim işimize de giren bir gelişmede Yılın En İyi 10 Buluşu 2022 için, bu yılki ASTRO Yıllık Toplantısı, Cincinnati Üniversitesi Kanser Merkezi'nden Emily Daugherty'nin bulguları rapor ettiğini gördü. FLASH radyoterapisinin ilk klinik denemesi. Terapötik radyasyonun ultra yüksek doz oranlarında verildiği FLASH tedavileri, anti-tümör aktiviteyi korurken normal doku toksisitesini azaltma konusunda umut vaat ediyor. Bu çalışmada, araştırmacılar ağrılı kemik metastazı olan 10 hastayı tedavi etmek için FLASH proton terapisini kullandılar. Klinik iş akışının fizibilitesini gösterdiler ve tedavinin, beklenmeyen yan etkilere neden olmadan, ağrının giderilmesinde geleneksel radyoterapi kadar etkili olduğunu gösterdiler.
Çalışma aynı zamanda proton FLASH'ın insanda ilk kullanımını temsil ediyor. Önceki klinik öncesi FLASH çalışmalarının çoğunda elektronlar kullanıldı; ancak elektron ışınları doku içinde yalnızca birkaç santimetre ilerlerken, protonlar çok daha derinlere nüfuz eder. Bu avantajdan yararlanmayı uman diğer birçok grup da proton FLASH'ı araştırıyor. FLASH proton ışınları için etkili dağıtım tekniğive Erasmus Üniversitesi Tıp Merkezi, Instituto Superior Técnico ve HollandPTC'den bir algoritma geliştiren araştırmacılar proton kalem ışını dağıtım modellerini optimize eder FLASH kapsamını en üst düzeye çıkarmak için.
Görüşü geri getirmek
Görme yeteneğini kaybetmiş olanlara vizyonu geri kazandırmak, önemli bir araştırma görevidir. Bu yıl, bu hedefe bir adım daha yaklaşmayı amaçlayan iki çalışmayı bildirdik. Güney Kaliforniya Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, körlüğü tedavi etmek için ultrason stimülasyonu retina dejenerasyonundan kaynaklanır. Retinal nöronların elektrikle uyarılması yoluyla görüşü geri kazandıran görsel protezler hastalarda başarılı bir şekilde kullanılmış olsa da, bunlar karmaşık implantasyon ameliyatları gerektiren invaziv cihazlardır. Bunun yerine ekip, kör bir farenin gözlerini non-invaziv ultrasonla uyarmanın, hayvanın gözündeki küçük nöron gruplarını etkinleştirebileceğini gösterdi.
Başka yerlerde, İsveç, İran ve Hindistan'dan bir ekip geliştirdi yapay kornea üretmenin yeni bir yolu, araştırmacıların gücünü ve stabilitesini artırmak için kimyasal ve fotokimyasal olarak işlenen domuz derisinden (gıda endüstrisinin saflaştırılmış bir yan ürünü) elde edilen tıbbi sınıf kollajen kullanılarak. 20 hasta üzerinde yapılan bir pilot çalışmada, implantlarının güçlü ve bozulmaya karşı dirençli olduğunu ve minimal invaziv cerrahi yoluyla hastaların görme yetisini tamamen geri kazanabileceğini gösterdiler. Bu başarıya dayanarak Mehrdad Rafat ve ekibi, yeni yaklaşımın nakil için donör kornea eksikliğini giderebileceğini ve dünya çapında acil yeni kornea ihtiyacı olan birçok insan için tedavi seçeneklerini artırabileceğini umuyor.
Beyin-bilgisayar arayüzü yenilikleri
Beyin-bilgisayar arayüzleri (BCI'ler), insan beyni ile harici yazılım veya donanım arasında bir köprü sağlar. Bu yıl araştırmacıların başarılı bir şekilde kullandığını gördü. tamamen felçli bir kişinin iletişim kurmasını sağlamak için implante BCI. Wyss Biyo ve Nöromühendislik Merkezi, ALS Voice ve Tübingen Üniversitesi'nden ekip, katılımcının motor korteksinin yüzeyine iki küçük mikroelektrot dizisi yerleştirdi. Elektrotlar, kodu çözülen ve kullanıcıdan harfleri seçmesini isteyen işitsel bir geri bildirim heceleyicide kullanılan nöral sinyalleri kaydeder. Amyotrofik lateral skleroz (ALS) hastası olan ve istemli hiçbir hareketi kalmamış, tamamen içine kapanık bir durumda olan hasta, aldığı sesli geri bildirime göre kendi beyin aktivitesini değiştirmeyi öğrenerek kelime ve cümleler kurmasını ve iletişim kurmasını sağladı. dakikada yaklaşık bir karakter ortalama hızında.
Beyin aktivitesini algılamak için implante elektrotların kullanılmasına bir alternatif olarak, nöral sinyaller ayrıca kafa derisine takılan elektroensefalografi (EEG) elektrotları kullanılarak non-invaziv bir şekilde toplanabilir. Sidney Teknoloji Üniversitesi'ndeki bir ekip, EEG sinyallerini algılayan yeni grafen tabanlı biyosensör yüksek hassasiyet ve güvenilirlikle – çok tuzlu ortamlarda bile. Silisyum karbür-silikon substrat üzerinde büyütülmüş epitaksiyel grafenden yapılan sensör, grafenin yüksek biyouyumluluğunu ve iletkenliğini silikon teknolojisinin fiziksel sağlamlığı ve kimyasal inertliği ile birleştirir.
