Пластикові сцинтиляційні детектори доводять безпрограшний результат у дослідженнях клінічної фізики та освіті – Physics World

Пластикові сцинтиляційні детектори доводять безпрограшний результат у дослідженнях клінічної фізики та освіті – Physics World

Мітка часу: 18 вересня 2023 р., 5:26

Початківці кар’єри медичних фізиків в Ірландії знайомляться з новим поколінням рішень для дозиметрії в режимі реального часу малого поля на основі пластикових сцинтиляційних детекторів

Викладає в університеті Голуей
Практичне навчання Кластер медичної фізики в Голуеї використовує дослідницьку платформу Medscint HYPERSCINT у своїх програмах навчання для студентів та аспірантів. (З дозволу: Університет Голвея)

Проривні інновації, співпраця з клієнтами, клінічний переклад: це стратегічні орієнтири, що лежать в основі дорожньої карти розвитку продукту в Medscint, технологічна компанія з Квебеку, яка поєднує досвід у фотоніці, сцинтиляційній дозиметрії та медичній фізиці. Підсумок: не що інше, як зміна парадигми в найкращій практиці дозиметрії променевої терапії, завдяки новому поколінню пластикових сцинтиляторів, які поєднують майже водний еквівалент і відповідь у реальному часі з високою просторовою роздільною здатністю та сумісністю з MR-Linac. Оптичні детектори Medscint – комерційно відомі як Дослідницька платформа HYPERSCINT – також пропонують багатоточкову можливість із компактним розміром (0.5 мм у довжину, 0.5 мм у діаметрі), що робить їх ідеальними для дозиметрії малого поля та вдосконаленої розробки фантомів.

«Наше власне ноу-хау в галузі оптики та пластикових сцинтиляторів стає очевидним, оскільки області радіотерапії стають меншими та геометрично складнішими», — стверджує Джонатан Туркотт, співзасновник і директор з маркетингу Medscint. Не потребуючи коригувальних коефіцієнтів малого поля для характеристики поведінки пристрою, дозиметри Medscint забезпечують інструмент вимірювання в реальному часі, який поєднує в собі високу лінійність відносно дози та потужності дози. Цей широкий лінійний динамічний діапазон актуальний на обох кінцях спектру лікування, чи то для нових схем опромінення з низькою потужністю дози, чи – із спеціальною функціональністю для підрахунку імпульсів лінійного ускорювача та вимірювання дози на імпульс – як доповнення до надвисоких доз. швидкість застосування променевої терапії FLASH (яка має потенціал для значного зменшення супутнього пошкодження та токсичності в нормальних здорових тканинах, зберігаючи протипухлинну дію).

З лабораторії в клініку

У той час як клінічний переклад є комерційним пріоритетом у найближчій та середньостроковій перспективі, Туркотт і його колеги на сьогодні розмістили дослідницьку платформу HYPERSCINT з когортою інноваційних, міждисциплінарних команд досліджень і розробок, які працюють над впровадженням систем радіотерапії нового покоління. «Як технологічна компанія на ранній стадії розвитку, — пояснює він, — ми підтримуємо відносини співпраці з нашими клієнтами та партнерами з досліджень – загалом 25 груп у Північній Америці, Європі та Азії, які допомагають формувати розробку наших продуктів і, зрештою, інформувати шлях до масштабного клінічного перекладу».

Марк Фолі
Марк Фолі «Ми створили спеціальний дослідницький потік для оцінки та порівняння пластикових сцинтиляційних детекторів Medscint». (З дозволу: Університет Голвея)

Приклад із цього приводу є Марк Фолі і його команда в дослідницькому кластері медичної фізики в Голвейський університет на заході Ірландії. Широкомасштабні дослідницькі інтереси Фолі зосереджені навколо розширених схем променевої терапії, з новаторською роботою з моделювання та моделювання за методом Монте-Карло, а також сцинтиляційних дозиметричних систем нового покоління. Його дослідницька програма поєднується з напруженим викладацьким навантаженням, охоплюючи курси бакалавра з біомедичної та радіаційної фізики, а також Голвея Магістр медичної фізики, перша магістерська програма в Європі, яка отримала офіційну акредитацію від Північної Америки Комісія з акредитації освітніх програм з медичної фізики (CAMPEP).

«Ми стали першим європейським клієнтом Medscint, коли влітку 2021 року придбали дослідницьку платформу HYPERSCINT», — пояснює Фолі. З тих пір система була перевірена в серії з п’яти пілотних проектів, в яких брали участь студенти магістра наук і аспірантів у кластері медичної фізики в Голуеї, хоча пов’язана дослідницька діяльність скоро почне масштабуватися. «Ми створили спеціальний дослідницький потік для оцінки та порівняння пластикових сцинтиляційних детекторів Medscint», — каже Фолі. «Ці науково-дослідні роботи йдуть разом із усталеною робочою програмою, де ми розробляємо новий клас неорганічних сцинтиляційних детекторів для передових дозиметричних застосувань».

Після того, як його студенти-медичні фізики навчилися працювати з дослідницькою платформою HYPERSCINT, Фолі заохочує їх продовжувати спеціалізоване навчання та отримувати ноу-хау в галузі сцинтиляційної дозиметрії – головним чином через короткострокові стажування в партнерських лабораторіях у міжнародній мережі Голвея. «Ми навчаємо наших студентів магістратури та аспірантури навичками та технічними знаннями, які їм потрібні, щоб розпочати роботу», — пояснює Фолі. «Ми хочемо переконатися, що коли вони починають свої дослідницькі проекти, вони не потребуватимуть занадто швидкого навчання».

Одна з налагоджених співробітництв у цьому відношенні – це співпраця з Магдаленою Базаловою-Картер Лабораторія XCITE в Університеті Вікторії в Британській Колумбії, Канада. Команда XCITE є першим учасником дозиметричного рішення Medscint у режимі реального часу для малого поля для досліджень схем опромінення FLASH в експериментах із дуже маленькими тваринами – наприклад, піддаючи личинки плодової мушки дії надвисокої потужності дози та відстежуючи порівняльну виживаність. порівняно зі звичайними схемами опромінення. Лабораторія також оцінює вплив FLASH на здорові тканини мишей.

Така співпраця, здається, є безпрограшною. Прикладом цього є Кевін Бірн, колишній студент магістра наук у групі Фолі, який після наукового стажування в XCITE зараз працює медичним фізиком-дослідником у відділі наук про трансляційне випромінювання в Університет Мерілендської школи медицини (Балтімор, штат Меріленд). Під наглядом в Кай Цзян, доцент кафедри радіаційної онкології, Бірн продовжує працювати над пластиковими та неорганічними сцинтиляційними детекторами в рамках ширшої дослідницької програми, яка досліджує ефекти FLASH пучків електронів і протонів із надвисокою потужністю дози на доклінічних моделях. «Тут відбувається щось на кшталт «доброчесного кола», — пояснює Фолі, — коли Кевін продовжує контролювати інших приїжджих магістрантів і аспірантів із Голвея з їхніми проектами зі сцинтиляційної дозиметрії».

Творче виховання

Незважаючи на те, що Ґолвей використовує технологію Medscint у контексті досліджень медичної фізики, Фолі також ставить дослідницьку платформу HYPERSCINT на передній план у своєму навчанні на бакалавраті. «Завдання полягає в тому, щоб створити більш динамічне навчальне середовище, кероване дослідженнями, використовуючи портативні демонстраційні пристрої, такі як система Medscint», — пояснює він. «Таким чином ми використовуємо пластикові сцинтиляційні детектори Medscint, щоб познайомити студентів першого курсу з основами радіаційної дозиметрії, одночасно посилюючи ці концепції за допомогою структурованого навчального шляху протягом всього навчального плану до четвертого курсу бакалаврату та магістратури. .”

У той же час, стверджує Фолі, статус магістра медичної фізики Голуея додатково посилюється акредитацією CAMPEP, що означає, що студенти магістратури випускаються з «притаманною можливістю передачі та мобільністю» як частину академічного пакету. «Ви побачите, що наші студенти магістратури вступають на посади дослідників і клінічної фізики в провідних центрах радіаційної онкології у Великій Британії та Ірландії, а також у Північній Америці, Австралії та Новій Зеландії», – підсумовує він. «Ще одна велика перевага відповідності CAMPEP полягає в тому, що вона спрощує шлях, коли ми встановлюємо нову співпрацю з іншими дослідницькими програмами, акредитованими CAMPEP, у США та Канаді».

Проривні інновації, клінічний переклад

Джонатан Туркотт
Джонатан Туркотт «Пластикові сцинтилятори представляють собою революційну технологію в променевій терапії QA та дозиметрії». (З дозволу: Medscint)

Medscint прагне «переписати звід правил дозиметрії малого поля» на основі свого власного оптичного ноу-хау в області пластикових сцинтиляційних детекторів. Це твердження Джонатана Туркотта, співзасновника постачальника та головного маркетингового директора, чия увага, як і його колеги, невблаганно зміщується на найдрібніші деталі клінічного перекладу та вимоги щодо якості клінічних кінцевих користувачів для наступного покоління методи променевої терапії.

«Наразі ми розвивали бізнес, набираючи обертів за допомогою ряду інноваційних програм із медичної фізики, що керуються дослідженнями, — усі вони працюють над визначенням найкращої практики завтрашнього часу в дозиметрії променевої терапії», — пояснює він. «Наступним кроком в еволюції Medscint буде скоріше двостороння стратегія — продовження орієнтації на провідних клієнтів із дослідження, а в найближчій перспективі — ринок клінічного забезпечення якості».

Пізніше цього року, наприклад, Туркотт і його команда очікують отримати 510(k) регулятивне схвалення від Управління з контролю за якістю харчових продуктів і медикаментів США (FDA) для клінічної системи, яка готується для дозиметрії малих полів у системі забезпечення якості машин. Подальший знак CE запланований на 2024 рік як попередник установок у клінік-клієнтів у Європейській економічній зоні (ЄЕЗ).

«Хоча пластикові сцинтилятори представляють собою революційну технологію в радіотерапії з забезпечення якості та дозиметрії, — зазначає Туркотт, — важливо, що приблизно кожна шоста програма з клінічної фізики з акредитацією CAMPEP уже працює з нашими продуктами в дослідницьких умовах».

Подальше читання

Часова мітка:

Більше від Світ фізики