FLASH ریڈیو بائیولوجیکل ریسرچ کے لیے انتہائی ہائی ڈوز ریٹ ایکس رے پلیٹ فارم لائن اپ – فزکس ورلڈ

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/ultrahigh-dose-rate-x-ray-platform-lines-up-for-flash-radiobiological-research-physics-world.jpg" data-caption="بیم لائن کے پہلے تجربات TRIUMF کے FLASH Iradiation Research Station میں پہلے مصنف Nolan Esplen۔ (بشکریہ: لوکا ایگوریٹی)” عنوان=”پاپ اپ میں تصویر کھولنے کے لیے کلک کریں” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/ultrahigh-dose-rate-x-ray-platform- lines-up-for-flash-radiobiological-research-physics-world.jpg">

کینیڈا میں محققین نے FLASH ریڈیو تھراپی کے ریڈیو بائیولوجیکل اسٹڈیز کے لیے ایک ایکس رے شعاع ریزی پلیٹ فارم کی خصوصیت کی ہے - کینسر کے علاج کی ایک ابھرتی ہوئی تکنیک جو الٹرا ہائی ڈوز ریٹ (UHDR) شعاع ریزی کا استعمال کرتی ہے۔ پلیٹ فارم، جسے TRIUMF میں FLASH Iradiation Research Station کا نام دیا گیا ہے، یا "FIRST"، 10 MV ایکس رے بیم 100 Gy/s سے زیادہ خوراک کی شرح پر فراہم کر سکتا ہے۔

ARIEL بیم لائن پر واقع ہے۔ TRIUMF، کینیڈا کا پارٹیکل ایکسلریٹر سینٹر، FIRST اس وقت شمالی امریکہ میں اپنی نوعیت کا واحد شعاع ریزی پلیٹ فارم ہے۔ عالمی سطح پر، دو تجرباتی UHDR میگا وولٹیج ایکس رے بیم لائنز ہیں: ایک وینکوور میں TRIUMF میں اور دوسری چینگڈو میں، چائنا اکیڈمی آف انجینئرنگ فزکس ٹیراہرٹز فری الیکٹران لیزر میں۔

محققین کا کہنا ہے کہ گہرے بیٹھے ٹیومر کے علاج کے لیے استعمال ہونے والے دیگر طریقوں کے مقابلے میں میگا وولٹیج ایکس رے کے لیے معمولی ایکسلریٹر وضاحتیں درکار ہوتی ہیں، اور FIRST مشترکہ بیم لائن پر UHDR اور روایتی میگا وولٹیج شعاعیں دونوں پیش کر سکتا ہے۔

"الٹرا ہائی ڈوز ریٹ ایکس رے ذرائع کی دستیابی میں فرق ہے۔ یہ فیلڈ میں ایک طرح کی غیر پوری ضرورت ہے، اور اس قسم کی تابکاری کو معمول کے مطابق پہنچانے کے لیے کوئی تجارتی پلیٹ فارم دستیاب نہیں ہے،‘‘ بتاتے ہیں۔ نولان ایسپلن، ایم ڈی اینڈرسن کینسر سینٹر میں پوسٹ ڈاکٹریٹ محقق۔ "یہ کثیر سالہ باہمی تعاون پراجیکٹ [TRIUMF کے ساتھ] … اس منفرد تجربہ گاہ کا فائدہ اٹھانے کا ایک موقع تھا جس میں ایک اعلی توانائی والے سپر کنڈکٹنگ الیکٹران لینک تک رسائی حاصل کی گئی تھی تاکہ تابکاری کی قسم پیدا کی جا سکے جسے ہم FLASH ریڈیو بائیولوجیکل ریسرچ کے لیے دیکھنا چاہتے ہیں۔"

ایسپلن نے خصوصیت کے پہلے تجربات کیے جب وہ گریجویٹ طالب علم تھا۔ وکٹوریہ یونیورسٹی میں کام کرنا XCITE لیب. تحقیقی ٹیم کا تازہ ترین مطالعہ، میں شائع ہوا۔ فطرت سائنسی رپورٹ، FIRST اور ابتدائی طبی تجربات کی ایک جامع خصوصیات پیش کرتا ہے۔ نقلی کام 2022 میں شائع ہوا تھا۔ طب اور حیاتیات میں طبیعیات.

XCITE لیب کے ڈائریکٹر کا کہنا ہے کہ "ہم کافی عرصے سے الٹرا ہائی ڈوز ریٹ شعاعوں میں ملوث ہیں" مگدالینا بازالووا کارٹر. "ہم نے TRIUMF میں لوگوں کے ساتھ ARIEL بیم لائن کے بارے میں بات کرنا شروع کی، اور اگر ہم نے اس بیم لائن کے لیے کوئی ہدف بنایا تو ہمیں ایکسرے کی خوراک کی شرح کس قسم کی ہو گی۔ اس طرح یہ سب شروع ہوا۔"

FIRST کے پہلے

محققین نے UHDR اور روایتی خوراک کی شرح کے آپریشن کے تحت FIRST کی خصوصیت کے لیے دستیاب اور طبی لحاظ سے متعلقہ بیم پیرامیٹرز کے ذیلی سیٹ کو تلاش کیا۔ انہوں نے خوراک کی شرح کو زیادہ سے زیادہ کرنے اور لمبی عمر کو ہدف بنانے کے لیے الیکٹران بیم کی توانائی کو 10 MeV پر طے کیا، اور 95 اور 105 µA کے درمیان بیم کرنٹ (چوٹی کرنٹ) سیٹ کیا۔ خوراک کی شرحوں کا حساب فلم dosometry کا استعمال کرتے ہوئے کیا گیا تھا۔

40 Gy/s سے زیادہ خوراک کی شرح 4.1 سینٹی میٹر فیلڈ سائز کے لیے 1 سینٹی میٹر گہرائی تک حاصل کی گئی۔ کلینیکل 10 MV بیم کے مقابلے میں، FIRST نے کم سطحی خوراک کی تعمیر کی پیشکش کی۔ کم توانائی والے الیکٹران ذرائع کے نسبت، FIRST نے d سے زیادہ بتدریج خوراک کی کمی کی پیشکش کی۔_میکس (زیادہ سے زیادہ خوراک کی گہرائی). ٹیم نوٹ کرتی ہے کہ کھڑی سطحی گہرائی – خوراک کے میلان کی موجودگی خوراک کی نسبت کے مسائل کا باعث بنتی ہے جو فی الحال درخواستوں کو طبی کام تک محدود کرتی ہے۔ ماخذ استحکام کی حدود موجودہ اور خوراک میں تغیرات کا باعث بنیں۔

خصوصیت کے مطالعے سے آگاہ، محققین نے پھر صحت مند چوہوں کے پھیپھڑوں میں UHDR (80 Gy/s سے اوپر) اور کم خوراک کی شرح روایتی ایکس رے شعاع ریزی کے لیے FIRST کا استعمال کیا۔ انہوں نے 15-سینٹی میٹر گہرائی میں نسخے کے 30% کے اندر کامیابی کے ساتھ 10 اور 1 ​​Gy کی خوراکیں فراہم کیں۔ پھیپھڑوں کے بافتوں کی غیر ہم آہنگی کے اثرات کو درست نہیں کیا گیا تھا (گروپ کے ڈیزائن اسٹڈی نے میگا وولٹیج بیم انرجیوں میں نہ ہونے کے برابر رکاوٹوں کی طرف اشارہ کیا)۔ الیکٹران سورس آؤٹ پٹ اور فلم ڈوسیمیٹری ویرینس نے پری علاج خوراک کی پیمائش میں غیر یقینی صورتحال پر غلبہ حاصل کیا۔

سیکھا اسباق

فزیکل اسپیس جس میں FIRST واقع ہے اصل میں مقصد تھا – اور اب بھی کام کرتا ہے – ایک بیم ڈمپ (جہاں چارج شدہ ذرات کی بیم کو محفوظ طریقے سے جذب کیا جا سکتا ہے)۔ اس کی وجہ سے FIRST کے لیے کچھ منفرد ڈیزائن چیلنجز سامنے آئے۔

"ہم جو کر رہے تھے اس کی کوئی بنیاد نہیں تھی، اور یہ TRIUMF کے لیے ترقی کا موقع بھی تھا۔ ایسپلن کہتے ہیں کہ بہت سارے لوگوں نے سسٹم کے ساتھ ساتھ اس قسم کی ڈیلیوری کی باریکیوں اور ان چیزوں کے بارے میں سیکھا جو ہم نے اچھا کیا، اور مستقبل میں ہم کیا بہتر کر سکتے ہیں۔ "اس حقیقت کے ساتھ کہ یہ ایک ایسی سہولت ہے جو تیار کی جا رہی ہے، ہمارے پاس سائنس کا پہلا موقع تھا - یہ ایک بہت ہی متحرک ماحول ہے۔ ہمارے پاس کچھ انتہائی باصلاحیت ساتھی اور بیم طبیعیات دان ہیں جنہوں نے بیم لائنز کے تمام آپٹکس پیرامیٹرز کو سیٹ کرنے کے لیے کام کیا تاکہ ہم ہدف پر درست سائز کا کم سے کم منتشر بیم فراہم کر سکیں۔"

محققین کے تجربات کے وقت، پلیٹ فارم سیٹ اپ، ڈیلیوری اور شٹ ڈاؤن کے حساب سے ہر 45 منٹ بعد صرف ایک فینٹم جوڑا یا ایک ماؤس کو شعاع کیا جا سکتا تھا۔ اور بیم لائن اور خود بیم میں کی جانے والی ہر ایڈجسٹمنٹ کے بعد، محققین کو اس کے آؤٹ پٹ اور ڈوسمیٹری کی تصدیق کے لیے بیم کو دوبارہ بنانا پڑا۔

کیا روایتی ایکس رے ٹیوبیں FLASH خوراک کی شرح فراہم کر سکتی ہیں؟

"یہ طبی طبی طبیعیات سے ایک مختلف کہانی ہے۔ جب آپ ہسپتال میں لینک پر تجربات کرتے ہیں، تو ایک شخص پورے تجربے کو سنبھال سکتا ہے…یہ ایک بہت مختلف صورت حال ہے،‘‘ بازالووا کارٹر کہتی ہیں۔ "تمام اسکرینوں کی نگرانی کے لیے پانچ لوگوں کو [ان تجربات کے لیے] بیم لائن چلانا پڑتی تھی - اور جب کہ اب تک ان سب کو ہمارے تجربات کے لیے استعمال نہیں کیا گیا تھا، میرے خیال میں میں نے کنٹرول روم میں 113 اسکرینوں کو شمار کیا… یہ کافی دلچسپ تھا کہ ہم نے مونٹی کارلو سمیولیشنز اور تجربات کے درمیان خوراک کا بہت ہی معقول معاہدہ حاصل کر سکتا ہے، یہ دیکھتے ہوئے کہ یہ تجربات کتنے مشکل ہیں۔

اس طرح کی رکاوٹوں کے باوجود، FIRST پلیٹ فارم کے فوائد میں کلیدی سورس پیرامیٹرز پر کنٹرول شامل ہے، بشمول نبض کی تکرار فریکوئنسی، چوٹی کرنٹ، بیم انرجی اور اوسط طاقت۔

"ہم ARIEL بیم لائن کے پہلے صارف تھے،" بازالووا کارٹر عکاسی کرتا ہے۔ "اس پروجیکٹ پر کئی سالوں تک کام کرنے کے بعد، حقیقت میں ماؤس شعاع ریزی کے تجربات کو چلانے کے قابل ہونا انتہائی اطمینان بخش تھا۔"

ایک ریڈیو بائیولوجیکل فالو اپ مطالعہ آنے والا ہے۔

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ای ایس جی۔ کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ہیلتھ۔ بائیوٹیک اینڈ کلینیکل ٹرائلز انٹیلی جنس۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/ultrahigh-dose-rate-x-ray-platform-lines-up-for-flash-radiobiological-research/