Một nhóm nghiên cứu châu Âu đã sử dụng nguyên mẫu máy dò diode Schottky dựa trên kim cương để vận hành thành công một Điện TửFlash máy gia tốc nghiên cứu cho cả xạ trị FLASH thông thường và tiền lâm sàng. Máy dò mới đã được chứng minh là một công cụ hữu ích để xác định đặc tính chùm tia nhanh và có thể tái tạo, phù hợp với các điều kiện tốc độ liều cực cao (UH-DR) và liều lượng mỗi xung cực cao (UH-DPP). Đây là một thành tựu quan trọng đối với đội ngũ phát triển của mình, đứng đầu là Đại học Rome Tor Vergata, vì hiện tại không có máy đo liều hoạt động thời gian thực thương mại nào cho xạ trị FLASH.
Xạ trị FLASH là một kỹ thuật điều trị ung thư mới nổi trong đó các mô đích được chiếu xạ với liều lượng cao hơn nhiều so với xạ trị thông thường và do đó, thời gian chiếu xạ ngắn hơn nhiều. Tỷ lệ liều cực cao này gây ra cái gọi là hiệu ứng FLASH: giảm độc tính do bức xạ gây ra đối với các mô bình thường xung quanh, trong khi vẫn duy trì phản ứng tiêu diệt khối u tương đương.
Công nghệ mới nổi này đang được ca ngợi trên toàn cầu như một chiến lược điều trị thú vị có tiềm năng thay đổi tương lai của liệu pháp điều trị ung thư lâm sàng. Nhưng có những trở ngại cần vượt qua, một trong số đó là sự phát triển của hệ thống đo liều chính xác, sử dụng hiệu quả để xác định liều bức xạ trong thời gian thực.
Các liều kế thời gian thực thương mại hiện nay như buồng ion hóa và máy dò trạng thái rắn không phù hợp để sử dụng trong lâm sàng, do các hiệu ứng tái hợp, bão hòa và phi tuyến được quan sát thấy trong phản ứng của chúng. Các liều kế thụ động như màng alanine và GAFchromic hoạt động nhưng phản ứng của chúng có thể không được tạo ra trong nhiều giờ hoặc thậm chí vài ngày sau quy trình chiếu xạ, khiến chúng không thực tế để đảm bảo chất lượng linac hàng ngày.
Để khắc phục những hạn chế này, nhóm đã thiết kế máy dò flashDiamond (fD) dành riêng cho các ứng dụng UH-DR và UH-DPP, mô tả nó trong một bài báo tháng 2022 năm XNUMX trên tạp chí Vật lý y tế. Bây giờ, điều tra viên chính Gianluca Verona Rinati và các đồng nghiệp đã thực hiện một cuộc điều tra có hệ thống về phản ứng của máy dò fD đối với các chùm điện tử xung, xác nhận tính tuyến tính phản ứng của nó ở các DPP lên tới khoảng 26 Gy/xung, tốc độ liều tức thời khoảng 5 MGy/s và tốc độ liều trung bình khoảng 1 kGy/s. .
Sau đó, các nhà nghiên cứu sử dụng máy dò fD để vận hành một linac ElectronFlash ở tốc độ Công nghệ Sorrina Iort (SIT) ở Ý, báo cáo những phát hiện của họ trong Vật lý y tế.
Đặc tính đo liều
Để đánh giá nguyên mẫu fD, trước tiên nhóm nghiên cứu thực hiện hiệu chỉnh liều hấp thụ trong ba điều kiện chiếu xạ khác nhau: 60Chiếu xạ đồng thời trong điều kiện tham chiếu tại phòng thí nghiệm tiêu chuẩn thứ cấp PTW (PTW-Freiburg); Chùm tia điện tử UH-DPP ở PTB; và chùm tia ElectronFlash trong điều kiện thông thường tại SIT.
Điều đáng khích lệ là các giá trị thu được từ quy trình hiệu chuẩn tại ba cơ sở đều rất phù hợp. Độ nhạy của nguyên mẫu fD thu được theo 60Chiếu xạ đồng, với chùm tia điện tử UH-DPP và với chùm điện tử thông thường lần lượt là 0.309±0.005, 0.305±0.002 và 0.306±0.005 nC/Gy. Điều này chỉ ra rằng không có sự khác biệt trong phản ứng nguyên mẫu fD khi sử dụng chùm tia điện tử thông thường hoặc UH-DPP hoặc giữa 60Chiếu xạ chùm tia Co và electron.
Tiếp theo, nhóm nghiên cứu tính tuyến tính của phản ứng fD trong phạm vi UH-DPP. Việc thay đổi DPP trong khoảng từ 1.2 đến 11.9 Gy cho thấy phản ứng của nguyên mẫu là tuyến tính ít nhất đến giá trị được nghiên cứu tối đa là 11.9 Gy.
Các nhà nghiên cứu cũng so sánh kết quả của máy dò fD với kết quả của các liều kế có bán trên thị trường, bao gồm microDiamond, buồng ion hóa Markus nâng cao, máy dò diode silicon và màng EBT-XD GAFchromic. Họ quan sát thấy sự thống nhất giữa các đường cong phần trăm liều sâu, biên dạng chùm tia và hệ số đầu ra được đo bằng nguyên mẫu fD và máy dò tham chiếu đối với chiếu xạ UH-DPP thông thường và (với màng EBT-XD).
Linac lâm sàng được chuyển đổi cung cấp liệu pháp xạ trị FLASH
Cuối cùng, nhóm nghiên cứu đã sử dụng máy dò fD để vận hành linac ElectronFlash, có khả năng hoạt động ở cả phương thức thông thường và UH-DPP. Linac được trang bị một số đầu phun PMMA hình trụ, có đường kính từ 30 đến 120 mm, được sử dụng để thay đổi DPP. Quá trình vận hành đã được hoàn thành bằng cách thu được phần trăm liều lượng độ sâu và cấu hình chùm tia cho các chùm điện tử xung 7 và 9 MeV, sử dụng tất cả các thiết bị chiếu khác nhau và ở cả phương thức thông thường và phương thức UH-DPP.
Các nhà nghiên cứu kết luận rằng nguyên mẫu fD có thể chứng tỏ là một công cụ có giá trị để vận hành các máy phát tia điện tử cho xạ trị FLASH. Họ hiện đang tiến hành mô phỏng Monte Carlo của cả chùm tia linac ElectronFlash và máy dò fD để cung cấp hỗ trợ về mặt lý thuyết cho việc định giá đo liều của họ.
