Yutulabilir X-ray dozimetre, radyoterapiyi gerçek zamanlı olarak izler – Fizik Dünyası

Singapur ve Çin'den araştırmacılar, gastrointestinal radyoterapiyi gerçek zamanlı olarak izleyebilen, büyük bir hap kapsülü boyutunda, yutulabilir bir X-ışını dozimetresi geliştirdiler. Işınlanmış tavşanlar üzerinde yapılan kavram kanıtlama testlerinde, prototiplerinin, verilen dozun izlenmesine yönelik mevcut standart ölçümlerden yaklaşık beş kat daha doğru olduğu kanıtlandı.

Tedavi sırasında radyoterapiyi gerçek zamanlı olarak hassas bir şekilde izleme yeteneği, bünyesinde mide, karaciğer, böbrekler ve omurilik gibi dozu sınırlayan organlarda emilen radyasyon dozu. Bu, radyasyon tedavilerini daha güvenli ve etkili hale getirebilir ve potansiyel olarak yan etkilerin şiddetini azaltabilir. Ancak gastrointestinal tümörlerin radyoterapisi sırasında iletilen ve emilen dozun ölçülmesi zor bir iştir.

bölümünde açıklanan yeni dozimetre Doğa Biyomedikal Mühendisliği, bunu değiştirebilir. 18 x 7 mm'lik kapsül, lantanit katkılı kalıcı nanosintilatörlerle gömülü esnek bir optik fiber içerir. Yutulabilir cihaz ayrıca pH'a duyarlı bir polianilin filmi, dinamik mide sıvısı örneklemesi için akışkan bir modül, doz ve pH sensörleri, yerleşik bir mikro denetleyici ve kapsüle güç sağlamak için bir gümüş oksit pil içerir.

İlk yazarlar Bo Hou ve Luying Yi Singapur Ulusal Üniversitesi ve ortak araştırmacılar, nanosintilatörlerin X-ışını radyasyonu varlığında radyolüminesans ürettiğini ve bunun toplam iç yansıma yoluyla fiberin uçlarına doğru yayıldığını açıklıyor. Doz sensörü, hedeflenen bölgeye iletilen radyasyonu belirlemek için bu ışık sinyalini ölçer.

Kapsül, X-ışını dozimetrisinin yanı sıra tedavi sırasında pH ve sıcaklıktaki fizyolojik değişiklikleri de ölçer. Polialinin filmi, akışkan modüldeki mide sıvısının pH'ına göre renk değiştirir; Daha sonra pH, filmden geçtikten sonra ışığı analiz eden pH sensörünün renk kontrast oranıyla ölçülür. Ek olarak, nanosintilatörlerin ışınlama sonrasındaki son parlaması, harici uyarmaya ihtiyaç duymadan birkaç saat boyunca dinamik pH değişikliklerini sürekli olarak izlemek için kendi kendini idame ettiren bir ışık kaynağı olarak kullanılabilir. Araştırmacılar bu özelliğin henüz mevcut pH kapsüllerinde mevcut olmadığına dikkat çekiyor.

İki sensörden gelen fotoelektrik sinyaller, bilgileri kablosuz olarak bir cep telefonu uygulamasına ileten entegre bir algılama devresi tarafından işlenir. Etkinleştirildiğinde uygulama, Bluetooth iletimi yoluyla kapsülden gerçek zamanlı olarak veri alabilir. Emilen radyasyon dozu ve dokuların sıcaklığı ve pH'ı gibi veriler grafiksel olarak görüntülenebilir, yerel olarak depolanabilir veya kalıcı depolama ve veri dağıtımı için bulut sunuculara yüklenebilir.

Önce in vivo Testlerde araştırmacılar nanosintilatörlerin doz tepkisini değerlendirdiler. Radyolüminesans, gün batımı sonrası kızıllık ve sıcaklık verilerinden radyasyon dozunu tahmin etmek için sinir ağı tabanlı bir regresyon modeli kullandılar. Modeli, kapsülü 3000 ila 1 mGy/dakika doz hızlarında ve 16.68 ila 32°C sıcaklıktaki X ışınlarına maruz bırakırken kaydedilen 46'den fazla veri noktasını kullanarak geliştirdiler.

Ekip, hem radyolüminesansın hem de gün batımı sonrası parlama yoğunluklarının doz değişimleriyle doğrudan orantılı olduğunu buldu; bu da ikisinin birleşiminin, emilen dozun daha kesin tahminlerine yol açacağını öne sürüyor.

Daha sonra araştırmacılar dozimetrenin performansını anestezi altındaki üç yetişkin tavşanda doğruladılar. Her bir hayvanın midesine bir kapsülün cerrahi olarak yerleştirilmesinin ardından, kapsülün kesin konumunu ve açısını belirlemek için CT taramaları yaptılar. Daha sonra, aşamalı bir X-ışını doz hızı kullanarak her bir hayvana 10 saatlik bir süre boyunca birden çok kez ışın uyguladılar.

Ekip, "Kablosuz dozimetremiz midedeki radyasyon dozunun yanı sıra pH ve sıcaklıktaki anlık değişiklikleri de gerçek zamanlı olarak doğru bir şekilde belirledi" dedi. "Mide-bağırsak boşluğuna yerleştirilen kapsül, ışınlanmış organların yakınındaki pH ve sıcaklıktaki değişiklikleri hızlı bir şekilde tespit etme kapasitesine sahipti."

Yenilebilir küçük kapsül, mide-bağırsak bozukluklarının tedavisine yardımcı olur

Dozimetre kapsülünün klinik olarak test edilebilmesinden önce, yutulduktan sonra onu hedef bölgeye yerleştirmek ve sabitlemek için bir konumlandırma sisteminin geliştirilmesi gerekir. Klinik değerlendirmeden önce optik sinyalden emilen doza dönüşümün daha iyi ve daha doğru kalibrasyonuna da ihtiyaç vardır.

Yeni dozimetrenin potansiyeli gastrointestinal uygulamaların ötesine uzanmaktadır. Araştırmacılar bunun, örneğin rektuma sabitlenmiş bir kapsül kullanılarak prostat kanseri brakiterapisinin doz takibinde kullanılmasını öngörüyorlar. Nazofaringeal veya beyin tümörlerinde emilen dozun gerçek zamanlı ölçümleri, üst burun boşluğuna daha küçük boyutlu bir kapsül yerleştirilebildiği takdirde de mümkün olabilir.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoAiStream. Web3 Veri Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• Adryenn Ashley ile Geleceği Basmak. Buradan Erişin.
• PREIPO® ile PRE-IPO Şirketlerinde Hisse Al ve Sat. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/swallowable-x-ray-dosimeter-monitors-radiotherapy-in-real-time/