การฉายรังสีด้วยลำแสงไอออนให้การตกสะสมปริมาณรังสีที่แม่นยำ โดยปริมาณรังสีเข้าที่ต่ำจะเพิ่มสูงสุดที่จุดสูงสุดของแบรกก์แล้วลดลงอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม การไล่ระดับขนานยาที่สูงชันนี้ทำให้การรักษา เช่น การบำบัดด้วยคาร์บอนไอออนมีความไวสูงต่อความไม่แน่นอนของช่วง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีเทคนิคการตรวจสอบการรักษาที่ดีขึ้นอย่างชัดเจน
แนวคิดล่าสุดประการหนึ่งคือการเพิ่มฮีเลียมไอออน
จำนวนเล็กน้อยลงในลำแสงบำบัดคาร์บอนไอออน เพื่อให้สามารถตรวจสอบออนไลน์ระหว่างการรักษาได้ ไอออนของฮีเลียมและคาร์บอนที่ถูกดึงออกจนสุดจะมีอัตราส่วนมวล/ประจุเท่ากันโดยประมาณ ทำให้เร่งความเร็วพร้อมกันในซินโครตรอนให้มีพลังงานต่อนิวคลีออนเท่ากัน เนื่องจากฮีเลียมไอออนมีช่วงของไอออนคาร์บอนประมาณสามเท่า (ที่ความเร็วเท่ากัน) พวกมันจึงเคลื่อนที่ผ่านตัวผู้ป่วยโดยตรง และสามารถใช้สำหรับการถ่ายภาพในขณะที่ลำแสงคาร์บอนไอออนให้การรักษา
เพื่อประเมินวิธีการผสมฮีเลียม/คานคาร์บอนที่เสนอนี้ ทีมงานที่นำโดย Joao Seco ที่ศูนย์วิจัยมะเร็งเยอรมัน ( DKFZ ) และไซมอน จอลลี่ที่มหาวิทยาลัยคอลเลจลอนดอน ( UCL ) ได้ฉายรังสีภูตผีด้วยลำแสงฮีเลียมและไอออนคาร์บอนที่ไฮเดลเบิร์ก Ion-Beam Therapy Center ( HIT ) ( Phys. Med. Biol. 10.1088/1361-6560/ab6e52 ).
ผู้เขียนคนแรก Lennart Volzผู้ซึ่งทำงานในโครงการนี้ร่วมกับ Laurent Kelleter แห่ง UCL กล่าวว่า “เราต้องการตรวจสอบว่าข้อดีที่นำเสนอโดยการถ่ายภาพอนุภาคสามารถนำไปใช้ในการตรวจสอบการรักษาออนไลน์ ได้หรือไม่ “ความไม่แน่นอนของช่วงคือความท้าทายหลักในการบำบัดด้วยอนุภาค และทุกวิธีการที่ถูกต้องสำหรับการตรวจสอบการรักษาทางออนไลน์จะเป็นประโยชน์ต่อผู้ป่วยอย่างมาก ลำแสงผสมอาจเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสิ่งนี้ เพราะจะช่วยให้คุณเห็นสิ่งที่คุณปฏิบัติต่อ”
การตรวจจับการปรับช่วง
เนื่องจากซินโครตรอน HIT ไม่ได้ถูกตั้งค่าให้ส่งลำแสงผสม นักวิจัยจึงฉายรังสีภูตผีตามลำดับด้วยลำแสงฮีเลียมและคาร์บอนไอออนที่มีพลังงานต่อนิวคลีออนใกล้เคียงกัน โดยใช้อัตราส่วนคาร์บอนต่อฮีเลียม 10:1 ในการตรวจสอบระยะของลำแสงฮีเลียม-ไอออนและชิ้นส่วนคาร์บอน-ไอออน พวกเขาใช้กล้องโทรทรรศน์ช่วงใหม่ที่พัฒนาขึ้นที่ UCL ซึ่งประกอบด้วยกองแผ่นพลาสติกเรืองแสงวาบบาง ๆ ที่อ่านโดยเซ็นเซอร์ CMOS แบบจอแบน
การรวมผลผลิตแสงวาบในแต่ละแผ่นและกำหนดความหนาเทียบเท่าน้ำที่กึ่งกลางของแผ่นทำให้เกิดการสร้างเส้นโค้งความลึก-แสง เส้นโค้งของคานคาร์บอนและฮีเลียม-ไอออนถูกปรับมาตราส่วน 10:1 จากนั้นจึงนำมารวมกันเพื่อสร้างสัญญาณ “ลำแสงผสม”
การตรวจสอบความไว
การตั้งค่าที่ใช้เพื่อตรวจสอบความไวของวิธีการผสมฮีเลียม/คานคาร์บอน (ไม่ใช่ระดับ) นักวิจัยประเมินความไวของระบบโดยใช้ PMMA slab phantom ที่มีช่องระบายอากาศขนาดต่างๆ พวกเขาใช้ความแตกต่างระหว่างสัญญาณเอาท์พุตแสงที่วัดได้และการวัดอ้างอิงเพื่อวัดการเปลี่ยนแปลงของช่วง ภาพหลอนที่ฉายรังสีที่มีร่องความหนา 2 มม. และความกว้าง 5 และ 2 มม. ส่งผลให้เกิดความแตกต่างสัมพัทธ์ 40% และ 17% (จากภาพหลอนที่เป็นของแข็ง) ตามลำดับในช่วงลำแสงตกค้าง เป็นไปตามที่คาดไว้เนื่องจากมีลำแสง FWHM ขนาด 8 มม. (55%) ที่ตัดผ่านช่องขนาดใหญ่กว่าลำแสงที่เล็กกว่า (22%) แม้แต่รอยผ่าที่หนา 1 มม. กว้าง 2 มม. ก็สามารถสังเกตได้ โดยมีความแตกต่างสัมพัทธ์ 8%
สถานการณ์ทางคลินิกเพื่อตรวจสอบสถานการณ์
ที่เกี่ยวข้องทางคลินิกมากขึ้น ทีมงานได้ใช้ ADAM pelvis phantom เพื่อศึกษาผลของการเคลื่อนไหวของก๊าซในลำไส้ต่อช่วงลำแสงฮีเลียมไอออน พวกเขาสร้างแผนการรักษามะเร็งต่อมลูกหมาก และฉายรังสี ADAM phantom โดยใช้จุดสามจุดจากแผน (ด้วยพลังงานเดียวกัน) เหตุการณ์เมื่อ: isocentre ของเนื้องอก จุดใกล้ไส้ตรง และจุดระหว่างทั้งสอง พวกเขาพองบอลลูนทางทวารหนักภายในภาพหลอนให้มีปริมาตรอากาศ 30, 45 และ 60 มล.
สำหรับบริเวณใกล้ทวารหนัก แม้แต่ปริมาตรอากาศที่เล็กที่สุดในบอลลูนก็ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สังเกตได้ในช่วงฮีเลียม สำหรับอัตราเงินเฟ้อที่มากขึ้น ทีมงานเห็นว่ามีการปล่อยก๊าซฮีเลียมมากเกินไปในขณะที่ลำแสงพุ่งเข้าไปในทวารหนักและก๊าซในทวารหนัก ในทำนองเดียวกัน สำหรับจุดที่อยู่ตรงกลาง อัตราเงินเฟ้อที่ใหญ่กว่าสองจุดทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสัญญาณที่สังเกตได้ ที่ไอโซเซ็นเตอร์ ทีมงานไม่เห็นการเปลี่ยนแปลงที่มีนัยสำคัญกับการเติมบอลลูน อย่างไรก็ตาม ในการจำลองการทดลองของมอนติคาร์โล ปริมาณอากาศที่มากกว่าสองปริมาณทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย
สุดท้าย เพื่อตรวจสอบผลของการหมุนของผู้ป่วยรายเล็กต่อสัญญาณที่สังเกตได้ ทีมงานได้ใช้ ADAM-PETer pelvis phantom พวกเขาฉายรังสีภาพหลอนที่หมุน 2° และ 4° รอบแกนตั้งของมัน การหมุนทั้งสองรอบทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัดเจนในสัญญาณลำแสงผสมที่วัดได้เมื่อเปรียบเทียบกับสถานะที่ไม่หมุน โดยให้เอฟเฟกต์ที่คล้ายกันแต่มีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อยในการจำลอง
ADAM-PETer phantomการตั้งค่าทดลองแสดงภาพหลอนเชิงกรานของ ADAM-PETer ผลการวิจัยเผยให้เห็นถึงศักยภาพของการใช้ลำแสงฮีเลียม/คาร์บอนผสมเพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงทางกายวิภาคภายในเศษส่วน ความสามารถในการตรวจจับการปรับช่วงจากช่องว่างอากาศแคบที่ส่งผลกระทบน้อยกว่าหนึ่งในสี่ของลำแสงแสดงให้เห็นถึงความไวสัมพัทธ์ของวิธีการ และสำหรับกรณีที่เป็นจริงมากขึ้น ลำแสงผสมสามารถช่วยตรวจจับการเคลื่อนไหวของก๊าซในลำไส้และการหมุนตัวของผู้ป่วยเพียงเล็กน้อย
นักวิจัยแนะนำว่าสำหรับไซต์ทางกายวิภาคที่มีการเคลื่อนไหวช้าหรือไม่เป็นระยะ ๆ ลำแสงตามลำดับสามารถให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์โดยมีเงื่อนไขว่าการเปลี่ยนแหล่งไอออนหรือพลังงานลำแสงอย่างรวดเร็วเป็นไปได้ในทางเทคนิค แต่เมื่อรักษาเป้าหมายที่เคลื่อนที่ด้วยการเปลี่ยนแปลงช่วงที่รุนแรง เช่น เนื้องอกในปอด ลำแสงฮีเลียม/คาร์บอนผสมจริงจะเป็นประโยชน์
“ด้วยศักยภาพของลำแสงฮีเลียม/คาร์บอนผสม ขั้นตอนต่อไปคือการสร้างลำแสงผสมจริง ซึ่งเรากำลังตรวจสอบร่วมกับศูนย์ GSI Helmholtz สำหรับการวิจัยไอออนหนักและ HIT” Volz กล่าวกับPhysics World “ในระยะยาว เราต้องการตรวจสอบการสร้างภาพรังสีฮีเลียมออนไลน์ที่มีความละเอียดสูงด้วยลำแสงผสม”
Credit : aioproductions.net americanhovawartclub.com asdcarlopoletti.com askdrwang.com benamatirecruiter.com blisterama.info bobosbigtopbabes.com bookbrouser.com brandrecoveryseries.com burberryoutletshoponline.net
