Променева терапія FLASH – новий метод лікування, при якому випромінювання подається надзвичайно швидко з надвисокою потужністю дози – пропонує потенціал для збереження здорових тканин, одночасно ефективно вбиваючи ракові клітини. Для протонної терапії лікування FLASH також може виявитися економічно вигідним завдяки значному збільшенню пропускної здатності пацієнтів, а також покращенню результатів лікування та значному зменшенню побічних ефектів, пов’язаних з радіацією.
Завдяки перспективам одного дня зробити революцію в радіаційній онкології FLASH привернув величезну увагу дослідників. Але перш ніж його можна буде регулярно використовувати в клініці, дослідники повинні зрозуміти біомедичні механізми, що лежать в основі ефекту FLASH, продемонструвати, що він справді знижує токсичність нормальних тканин, і охарактеризувати його вплив на медичний персонал та інструменти.
До цієї мети на чолі йде команда Кароль Ланг в Техаський університет в Остіні досліджує використання позитронно-емісійної томографії (ПЕТ) для допомоги в переході до клінічної терапії FLASH. Зараз дослідники продемонстрували перше в історії зареєстроване ПЕТ-зображення та дозиметрію протонного променя FLASH.
«Ми успішно провели випробування, які відкривають нову модальність ПЕТ з протонними променями FLASH, що веде до покращеного моніторингу опромінення та FLASH-протонної терапії з наведенням зображення», — пишуть дослідники в Фізика в медицині та біології.
Перевірка ПЕТ
Внутрішньопроменеве ПЕТ-сканування може перевірити діапазон протонів шляхом картографування випромінювачів позитронів (таких як 15O, 13N або 11C) генерується вздовж шляху променя, коли протони взаємодіють із тканинами пацієнта. Під час доставки FLASH миттєва інтенсивність позитронів може бути в 1000 разів вищою, ніж у звичайній протонній терапії. Крім того, розлив FLASH тривалістю до секунди означає, що сигнал не відчуває розмивання, яке спостерігається під час доставки більш тривалого променя. Цей потужний і швидкий сигнал може забезпечити унікальний моніторинг протонної терапії, але також створює проблеми для приладів ПЕТ, які повинні працювати в зоні інтенсивного випромінювання.
Для своїх експериментів Ленг і його співробітники використовували промінь протонів FLASH з енергією 75.8 МеВ на Центр протонної терапії MD Anderson. Цей промінь забезпечує потужність дози приблизно 163.7 Гр/с і має інтенсивність приблизно 3.5 x 1010 протонів протягом кожного розливу FLASH тривалістю 101.5 мс. Вони розробили «міні-сканер» ПЕТ, використовуючи два модулі ПЕТ, зібрані із сцинтиляційних кристалів LYSO:Ce. Кожен модуль містить два масиви кристалів розміром 8 × 8, кожен кристал з’єднаний із кремнієвим фотопомножувачем.
Дослідники спочатку охарактеризували протонний промінь FLASH за допомогою детекторів, які, як відомо, добре працюють у середовищах із високим рівнем радіації. Спочатку вони опромінили блок ПММА променем FLASH і виміряли випромінюване випромінювання за допомогою гамма-камери M400 на основі кадмію, цинку і телуриду, яка може вимірювати анігіляційні гамма-промені та спонукати гамма-випромінювання зі швидкістю до 140,000 XNUMX відліків/с.
Отримані спектри показали піки, зумовлені гамма-анігіляцією позитронів (511 кеВ) від індукованих ізотопів і взаємодіями утворення пар швидких гамма-випромінювань, а також швидких гамма-випромінювань від 12C, що випромінюється з цілі. Накладання 2D-зображення, реконструйованого з гамма-анігіляції, на оптичне зображення експерименту забезпечило візуалізацію 2D-розміру та діапазону променя олівця FLASH у фантомі під час і одразу після опромінення.
Підтвердження принципу
Після цієї первинної оцінки дослідники оцінили потенціал ПЕТ-міні-сканера для візуалізації та дозиметрії променя FLASH, що опромінює циліндричний фантом з ПММА. Вони використовували PET-модулі для вимірювання виходу та еволюції часу активованих випромінювачів позитронів у фантомі, який був зосереджений на осі променя. Система реєструвала результати протягом 200 с, які включали три спалаху тривалістю 101.5 мс.
Протягом цього 200-секундного збору даних система виявила 163,394 10 збіги (події, виявлені в двох протилежних масивах кристалів протягом 3815 нс) у XNUMX різних парах каналів зчитування. Побудова графіка кількості спостережуваних збігів у часі виявила чіткі стрибки у фантомній активації трьома розливами FLASH. Однак через високу частоту попадань у кристали ПЕТ, які система зчитування та збору даних не могла обробити, система зчитування ПЕТ затримувала час під час кожного розливу.
«Суть полягає в тому, що наша система добре працює з подіями після розливу (через активовані випромінювачі позитронів), але вимагає нового підходу до швидкої гамми зображення в розливі через збудження безлічі ізотопів», — говорить Ленг. «У нас є ідеї, як це зробити, і ми пропонуємо їх NIH (Національним інститутам здоров’я)».
Дослідники визначили лінію відповіді (LOR) для кожної пари кристалів збігу та використали ці LOR для реконструкції зображень із розміром вокселя 1.5 мм.3. Незважаючи на обмежене поле зору (геометрія установки означала, що лише нижні масиви кристалів були чутливі до гамма-випромінювання, випромінюваного активованим фантомом), зображення чітко показували шлях виробництва ізотопів, що випромінюють позитрони.
Ця здатність підраховувати події та LOR демонструє дозиметричні можливості внутрішньопроменевого міні-сканера ПЕТ. Дослідники зазначають, що триває повний аналіз ПЕТ-зображень і дозиметрії, але ця робота пропонує перший проблиск «такої безпрецедентної можливості для променя FLASH».
NPL вводить абсолютну дозиметрію для пучків протонів FLASH
«Основна мотивація для цього звіту полягає в тому, щоб поділитися з громадськістю нашими нещодавніми результатами вивчення даних променя FLASH, перш ніж можна буде провести більш детальні вимірювання. Наші результати є обнадійливими новинами про ПЕТ-зображення променів FLASH», – підсумовують вони.
Ланг розповідає Світ фізики що команда нещодавно подала ще одну публікацію, в якій повідомляється про опромінення шести фантомів і аналіз даних, записаних як під час розливу 101.5 мс, так і протягом 20 хвилин після цього. «Ці безпрецедентні дослідження прокладають шлях до нового важливого методу ПЕТ, який покращить загальний результат протонної терапії», — каже він.
- Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
- ПлатонЕСГ. Автомобільні / електромобілі, вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
- BlockOffsets. Модернізація екологічної компенсаційної власності. Доступ тут.
- джерело: https://physicsworld.com/a/in-beam-pet-provides-the-first-glimpse-of-a-proton-flash-beam/
- : має
- :є
- : ні
- $UP
- 000
- 1
- 10
- 20
- 200
- 2D
- 7
- 75
- 8
- a
- здатність
- МЕНЮ
- абсолют
- придбання
- Активація
- доповнення
- після
- потім
- по
- пліч-о-пліч
- Також
- кількість
- an
- аналіз
- та
- андерсон
- Інший
- підхід
- ЕСТЬ
- AS
- зібраний
- оцінюється
- оцінка
- At
- увагу
- Вісь
- BE
- Промінь
- перед тим
- буття
- біомедичні
- Блокувати
- обидва
- дно
- але
- by
- CAN
- рак
- Ракові клітини
- можливості
- Клітини
- проблеми
- канали
- охарактеризувати
- характеризується
- діти
- ясно
- очевидно
- клацання
- клініка
- Клінічний
- збіг
- укладає
- проводиться
- звичайний
- може
- з'єднаний
- кристал
- дані
- день
- визначаючи
- доставляти
- поставляється
- Поставки
- постачає
- доставка
- демонструвати
- продемонстрований
- демонструє
- Незважаючи на
- виявлено
- певний
- розвиненою
- чіткий
- do
- робить
- два
- під час
- кожен
- ефект
- фактично
- ефекти
- або
- Розробити
- з'являються
- випромінювання
- працевлаштований
- включіть
- заохочення
- середовищах
- Події
- НІКОЛИ
- еволюція
- досвід
- експеримент
- Експерименти
- надзвичайно
- ШВИДКО
- цифри
- Перший
- спалах
- для
- від
- Повний
- функція
- Гамма-промені
- генерується
- Проблиск
- мета
- Мати
- he
- очолював
- здоров'я
- здоровий
- допомога
- Високий
- вище
- число переглядів
- Як
- How To
- Однак
- HTML
- HTTP
- HTTPS
- ідеї
- зображення
- зображень
- Зображеннями
- негайно
- Impact
- важливо
- удосконалювати
- поліпшений
- поліпшення
- in
- включені
- зростаючий
- дійсно
- інформація
- початковий
- спочатку
- встановлений
- взаємодіяти
- Взаємодії
- Вводить
- розслідування
- питання
- IT
- ЙОГО
- JPG
- скачки
- відомий
- МОВА
- провідний
- обмеженою
- Лінія
- ліній
- довше
- знизити
- головний
- відображення
- макс-ширина
- засоби
- означав
- вимір
- вимірювання
- механізми
- медичний
- медицина
- MEV
- хвилин
- Модулі
- Модулі
- моніторинг
- більше
- мотивація
- MS
- безліч
- повинен
- National
- національні інститути охорони здоров'я
- Необхідність
- Нові
- новини
- NIH
- нормальний
- зараз
- номер
- of
- Пропозиції
- on
- ONE
- тільки
- на
- відкрити
- працювати
- or
- наші
- з
- Результат
- над
- загальний
- пакет
- пара
- пар
- шлях
- пацієнт
- прокладати
- Персонал
- фантом
- Фізика
- Світ фізики
- plato
- Інформація про дані Платона
- PlatoData
- точка
- позах
- можливість
- потенціал
- процес
- Production
- перспективи
- протони
- Доведіть
- за умови
- забезпечує
- громадськість
- Публікація
- Променева терапія
- діапазон
- швидко
- ставка
- ставки
- зрозумів,
- отримано
- останній
- нещодавно
- записаний
- зменшити
- звітом
- Звітність
- Вимагається
- дослідження
- Дослідники
- в результаті
- результати
- Показали
- революційні
- звичайно
- s
- говорить
- сканування
- бачив
- чутливий
- установка
- Поділитись
- Показувати
- показав
- сторона
- Сигнал
- істотно
- Кремній
- SIX
- Розмір
- сильний
- Дослідження
- вивчення
- представлений
- по суті
- Успішно
- такі
- система
- Мета
- команда
- розповідає
- Тести
- Техас
- ніж
- Що
- Команда
- їх
- Ці
- вони
- це
- три
- пропускна здатність
- слайдами
- час
- терміни
- times
- до
- перехід
- лікування
- величезний
- правда
- два
- не в змозі
- що лежить в основі
- розуміти
- В процесі роботи
- створеного
- безпрецедентний
- використання
- використовуваний
- використання
- перевірити
- візуалізації
- Воксель
- було
- шлях..
- we
- ДОБРЕ
- були
- який
- в той час як
- волі
- з
- в
- Work
- працює
- світ
- запис
- X
- вихід
- зефірнет