可吞咽X射线剂量计实时监测放射治疗-物理世界

来自新加坡和中国的研究人员开发了一种可吞咽的 X 射线剂量计，其大小只有一个大药丸胶囊，可以实时监测胃肠道放疗。 在对受辐射的兔子进行的概念验证测试中，他们的原型被证明比目前用于监测输送剂量的标准措施准确大约五倍。

在治疗期间实时精确监测放疗的能力将允许评估 原位 胃、肝、肾和脊髓等剂量限制器官吸收的辐射剂量。 这可以使放射治疗更安全、更有效，并有可能降低副作用的严重程度。 然而，测量胃肠道肿瘤放射治疗期间的递送和吸收剂量是一项艰巨的任务。

新的剂量计，描述于 Nature Biomedical Engineering, 可以改变这一点。 18 x 7 毫米胶囊包含一根柔性光纤，内嵌有镧系元素掺杂的持久性纳米闪烁体。 该可摄入装置还包含一个 pH 响应聚苯胺薄膜、一个用于动态胃液采样的流体模块、剂量和 pH 传感器、一个机载微控制器和一个为胶囊供电的氧化银电池。

论文第一作者侯博和易璐颖 新加坡国立大学 和合作研究人员解释说，纳米闪烁体在 X 射线辐射存在的情况下产生辐射发光，X 射线辐射通过全内反射传播到光纤的末端。 剂量传感器测量该光信号以确定递送至目标区域的辐射。

除了 X 射线剂量测定外，胶囊还可以测量治疗期间 pH 值和温度的生理变化。 聚胺膜根据流体模块中胃液的 pH 值改变颜色； 然后通过 pH 传感器的颜色对比度测量 pH，该传感器在光线穿过薄膜后对其进行分析。 此外，照射后纳米闪烁体的余辉可用作自持光源，无需外部激发即可连续监测动态 pH 变化数小时。 研究人员指出，现有的 pH 胶囊尚不具备这种功能。

来自两个传感器的光电信号由集成检测电路处理，该电路将信息无线传输到手机应用程序。 激活后，应用程序可以通过蓝牙传输实时接收来自胶囊的数据。 吸收的辐射剂量、组织的温度和 pH 值等数据可以图形方式显示、存储在本地或上传到云服务器以进行永久存储和数据传播。

在此之前 体内 通过测试，研究人员评估了纳米闪烁体的剂量反应。 他们使用基于神经网络的回归模型根据辐射发光、余辉和温度数据估算辐射剂量。 他们使用 3000 多个记录的数据点开发了模型，同时将胶囊暴露于 1 至 16.68 mGy/min 的剂量率和 32 至 46℃ 的 X 射线。

研究小组发现，辐射发光和余辉强度都与剂量变化成正比，这表明将两者结合起来可以更精确地估计吸收剂量。

接下来，研究人员在三只麻醉的成年兔子身上验证了剂量计的性能。 在每只动物的胃中手术插入一个胶囊后，他们进行了 CT 扫描以确定胶囊的精确位置和角度。 然后，他们使用渐进的 X 射线剂量率在 10 小时的时间内多次照射每只动物。

“我们的无线剂量计准确地实时确定了胃中的辐射剂量，以及 pH 值和温度的微小变化，”该团队报告说。 “插入胃肠腔的胶囊能够快速检测受照射器官附近的 pH 值和温度变化。”

微小的可摄入胶囊有助于治疗胃肠道疾病

在剂量计胶囊可以进行临床测试之前，需要开发一种定位系统，以便在吞咽后将其放置并锚定在目标部位。 在临床评估之前，还需要更好和更准确地校准从光信号到吸收剂量的转换。

新剂量计的潜力超越了胃肠道应用。 研究人员设想将其用于前列腺癌近距离放射治疗的剂量监测，例如，使用固定在直肠中的胶囊。 如果可以将较小尺寸的胶囊放置在上鼻腔中，实时测量鼻咽或脑肿瘤的吸收剂量也可能是可行的。

• SEO 支持的内容和 PR 分发。 今天得到放大。
• 柏拉图爱流。 Web3 数据智能。 知识放大。 访问这里。
• 与 Adryenn Ashley 一起铸造未来。 访问这里。
• 使用 PREIPO® 买卖 PRE-IPO 公司的股票。 访问这里。
• Sumber: https://physicsworld.com/a/swallowable-x-ray-dosimeter-monitors-radiotherapy-in-real-time/