塑料闪烁探测器在临床物理研究和教育中实现双赢 – 物理世界

颠覆性创新、客户协作、临床转化：这些是支撑产品开发路线图的战略参考点 药物是一家总部位于魁北克市的科技公司，结合了光子学、闪烁剂量测定和医学物理学方面的专业知识。 最终结果：新一代塑料闪烁体将接近水当量和实时响应与高空间分辨率和 MR-Linac 兼容性相结合，从而实现了放射治疗剂量测定最佳实践的范式转变。 Medscint 的光学探测器 – 商业上称为 HYPERSCINT 研究平台 – 还提供多点功能和紧凑的占地面积（0.5 毫米长，0.5 毫米直径），这使得它们非常适合小视场剂量测定和高级体模开发。

Medscint 联合创始人兼首席营销官 Jonathan Turcotte 表示：“随着放射治疗领域变得越来越小、几何形状越来越复杂，我们在光学科学和塑料闪烁体方面的专有技术开始发挥作用。” Medscint 剂量计不需要小场校正因子来表征设备行为，因此提供了一种实时测量工具，结合了剂量和剂量率的高线性度。 这种宽线性动态范围在治疗范围的两端都具有相关性，无论是新型低剂量率照射方案，还是具有直线加速器脉冲计数和每脉冲剂量测量的定制功能，作为超高剂量的辅助手段评价FLASH放射治疗的应用（有可能大幅减少正常健康组织的附带损伤和毒性，同时保留抗肿瘤活性）。

走出实验室，走进诊所

虽然临床转化是近期和中期的商业优先事项，但 Turcotte 和他的同事迄今为止已将 HYPERSCINT 研究平台与一群致力于实现下一代放射治疗系统的创新、跨学科研发团队一起定位。 “作为一家早期技术公司，”他解释道，“我们与客户和研究合作伙伴建立了合作关系——北美、欧洲和亚洲共有 25 个团体，他们帮助我们塑造产品开发，并最终为我们提供信息大规模临床转化之路。”

这方面的一个案例研究是 马克·弗利 和他在医学物理研究集群的团队 戈尔韦大学 在爱尔兰西部。 Foley 的研究兴趣广泛，主要围绕增强放射治疗方案，在蒙特卡罗建模和模拟以及下一代闪烁剂量测定系统方面开展了开创性工作。 他的研究项目与繁忙的教学工作相吻合，涵盖生物医学和辐射物理以及戈尔韦的本科课程 医学物理学硕士，欧洲第一个获得北美正式认证的硕士课程 医学物理教育课程认证委员会 （坎普）。

“当我们于 2021 年夏季购买 HYPERSCINT 研究平台时，我们成为 Medscint 的第一个欧洲客户，”Foley 解释道。 此后，该系统已在戈尔韦医学物理集群内的硕士和博士生参与的一系列五个试点项目中进行了测试，尽管相关的研究活动迟早会扩大规模。 “我们已经建立了一个专门的研究小组来评估和基准 Medscint 的塑料闪烁探测器，”Foley 说。 “这项研发工作与既定的工作计划同时进行，我们正在开发一种用于先进剂量测定应用的新型无机闪烁探测器。”

在他的医学物理学生加快使用 HYPERSCINT 研究平台后，Foley 鼓励他们在闪烁剂量测定方面进一步进行专业学习和专业知识，主要是通过在戈尔韦国际网络内的合作实验室进行短期研究实习。 “我们正在为硕士和博士生提供他们起步所需的技能和技术领域知识，”Foley 解释道。 “我们希望确保他们开始研究项目时不会出现过于陡峭的学习曲线。”

在这方面已建立的一项合作是与 Magdalena Bazalova-Carter's XCITE实验室 在加拿大不列颠哥伦比亚省维多利亚大学。 XCITE 团队是 Medscint 实时小视场剂量测定解决方案的早期采用者，用于极小动物实验中 FLASH 照射方案的研究 - 例如，将果蝇幼虫暴露于超高剂量率并跟踪相对存活率与传统的辐照方案相比。 该实验室还在评估 FLASH 对小鼠健康组织的影响。

这样的合作似乎代表着双赢。 一个典型的例子是 Kevin Byrne，他是 Foley 小组的前理学硕士生，在 XCITE 进行研究实习后，现在在该机构的转化辐射科学部门担任研究医学物理学家。 马里兰大学医学院 （马里兰州巴尔的摩）。 在...的监管下 蒋凯作为放射肿瘤学助理教授，Byrne 继续在更广泛的研究项目中研究塑料和无机闪烁探测器，研究超高剂量率电子束和质子束对临床前模型的 FLASH 效应。 “这里正在发挥某种‘良性循环’的作用，”弗利解释道，“凯文正在逐步监督来自戈尔韦的其他访问硕士和博士生的闪烁剂量测定项目。”

创意教育

尽管 Galway 在医学物理研究背景下开发了 Medscint 技术，Foley 也将 HYPERSCINT 研究平台放在他的本科教学中的前沿和中心位置。 “我们的任务是通过利用 Medscint 系统等便携式演示设备来创建一个更加动态的以研究为主导的学习环境，”他解释道。 “通过这种方式，我们使用 Medscint 的塑料闪烁探测器向一年级学生介绍辐射剂量测定的基础知识，同时通过结构化的学习路径强化这些概念，贯穿教学大纲直至四年级本科水平和硕士学习”。

与此同时，Foley 认为，CAMPEP 认证进一步增强了戈尔韦医学物理学硕士学位的地位，这意味着作为学术课程的一部分，硕士生毕业时具有“固有的可转移性和流动性”。 “你会发现我们的理学硕士学生在英国和爱尔兰以及北美、澳大利亚和新西兰的领先放射肿瘤学中心担任研究和临床物理学角色，”他总结道。 “CAMPEP 合规性的另一大好处是，当我们与美国和加拿大的其他 CAMPEP 认可的研究项目建立新的合作时，它可以简化流程。”

颠覆性创新、临床转化

Medscint 的目标是基于其在塑料闪烁探测器领域的专有光学技术，“重写小场剂量测定的规则手册”。 这是该供应商联合创始人兼首席营销官 Jonathan Turcotte 的说法，他和同事们的工作重点正在无情地转向临床翻译的细节以及下一代临床最终用户的 QA 要求放射治疗方式。

“到目前为止，我们通过一系列创新的、以研究为主导的医学物理项目获得了关注，从而建立了业务——所有这些项目都致力于定义未来放射治疗剂量测定的最佳实践，”他解释道。 “Medscint 发展的下一步将更多地是双轨战略——继续瞄准领先的研究客户，同时在短期内转向临床 QA 市场。”

例如，今年晚些时候，Turcotte 和他的团队预计将获得美国食品和药物管理局 (FDA) 的 510(k) 监管批准，用于临床系统，该系统正用于机器 QA 中的小视场剂量测定应用。 随后的 CE 标志预计于 2024 年获得，作为欧洲经济区 (EEA) 临床客户安装的先行者。

Turcotte 指出：“虽然塑料闪烁体代表了放射治疗 QA 和剂量测定领域的颠覆性技术，但值得注意的是，大约六分之一获得 CAMPEP 认证的临床物理项目已经在研究环境中使用我们的产品。”

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