นักวิจัยจากดาร์ทเมาท์ได้พัฒนาวิธีการในการแปลงเครื่องเร่งเชิงเส้นทางคลินิกแบบมาตรฐาน (linac) ที่ใช้สำหรับการรักษาด้วยรังสีเพื่อส่งลำแสงรังสีบำบัดที่มีอัตราการให้ปริมาณรังสีสูงพิเศษ (UHDR) ที่มีความสามารถ FLASH กระบวนการซึ่งใช้อุปกรณ์เสริมที่มีอยู่นั้นใช้เวลาเพียง 20 นาทีในการดำเนินการหรือย้อนกลับ การฉายรังสี UHDR ให้รังสีที่อัตราปริมาณรังสีที่สูงกว่า
การรักษาทั่วไปหลายร้อยหรือหลายพันเท่า
ซึ่งนำไปสู่ปรากฏการณ์ที่เรียกกันทั่วไปว่าผลของ FLASH การปรับ linac ให้ส่งรังสีที่ 300 Gy/s แทนที่จะเป็น 0.1 Gy/s ช่วยให้การรักษาเสร็จสิ้นภายใน 6 ms แทนที่จะเป็น 20 s การวิจัยพรีคลินิกที่สำคัญกับสัตว์ทดลองได้แสดงให้เห็นว่าอัตราปริมาณรังสีที่สูงเหล่านี้ช่วยลดความเป็นพิษต่อเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดีโดยรอบได้อย่างมากในขณะที่ยังคงมีฤทธิ์ต้านเนื้องอก
“เราเชื่อว่านี่เป็นลำแสง UHDR แบบพลิกกลับได้ตัวแรกบนไลแนคที่ใช้ในทางการแพทย์ ซึ่งลำแสงนี้สามารถนำมาใช้ในรูปทรงเรขาคณิตทั่วไปที่ผู้ป่วยอยู่บนโซฟาสำหรับการรักษา” Brian Pogueจากโรงเรียนวิศวกรรม Thayerและศูนย์มะเร็งคอตต้อนนอร์ริส กล่าว
การเขียนในInternational Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics , Pogue และเพื่อนร่วมงานได้อธิบายถึงขั้นตอนและแนวทางปฏิบัติที่พวกเขาพัฒนาขึ้นเพื่อส่ง UHDR ไปยังห้องบำบัดด้วยไอโซเซ็นเตอร์
ทีมงานได้แปลง Varian Clinac 2100 C/D
เพื่อส่งลำแสงอิเล็กตรอน UHDR โดยใช้อุปกรณ์เสริมที่มีอยู่ ซึ่งรวมถึงขากรรไกร เครื่องพ่น และเครื่องตัด การแปลงทำได้โดยการตั้งค่าคอนโซลการรักษาเป็น “โหมดบริการ” และรีเซ็ตส่วนประกอบหลักของระบบนำส่งการบำบัดด้วยตนเอง เช่น วงล้อ วาล์วลม และเป้าหมาย โดยตั้งค่ามุมของโครงสำหรับตั้งสิ่งของที่ 90 องศาเพื่อเข้าถึงส่วนประกอบเหล่านี้
การปรับเปลี่ยน (ซึ่งสามารถทำได้ภายใน 20 นาที) รวมถึงการหดเป้าหมาย X-ray และตัวกรองแบนจากเส้นทางของลำแสง การวางตำแหน่งม้าหมุนบนพอร์ตที่ว่างเปล่า และเลือกพลังงานลำแสงโฟตอน 10 MV ในคอนโซลการรักษาเพื่อส่งลำแสงอิเล็กตรอน ในการเปลี่ยนไลแนกกลับเป็นการใช้รังสีรักษาแบบทั่วไป กระบวนการนี้จะย้อนกลับอย่างง่าย
หลังจากการแปลง นักวิจัยใช้ฟิล์มและเครื่องวัดปริมาณรังสีเรืองแสงที่กระตุ้นด้วยแสง (OSLD) เพื่อวัดอัตราปริมาณรังสี พื้นผิว และความลึกของขนาดยาในภูตผีน้ำที่เป็นของแข็ง พวกเขาใช้เครื่องตรวจจับ Cherenkov แบบโฟโตมัลติพลายเออร์ที่รวดเร็วเพื่อวัดต่อเอาต์พุตของลำแสงพัลส์ที่อัตราการสุ่มตัวอย่าง 2 ns
FLASH สำเร็จ ผู้เขียนนำ Mahbubur Rahman และ Ramish Ashraf จาก Thayer School of Engineering และเพื่อนร่วมงานรายงานว่าระบบที่แปลงแล้วสามารถบรรลุอัตราปริมาณรังสีสูงถึง 290±5 Gy/s ที่ isocentre (ระยะห่างจากแหล่งกำเนิดถึงพื้นผิว 100 ซม.) ซึ่งสูงกว่า รายงานเกณฑ์ 40 Gy/s ที่จำเป็นเพื่อให้บรรลุผล FLASH ปริมาณที่วัดจากการฉายรังสีพร้อมกันของฟิล์มและ OSLD ตกลงกันภายใน 1% ความสมมาตรในแนวรัศมีของลำแสงอยู่ภายใน 0.2% ที่ 290 Gy/s เครื่องตรวจจับ Cherenkov แสดงให้เห็นว่า linac ต้องการช่วงเวลาเพิ่มสำหรับ 4-6 พัลส์แรก ก่อนที่เอาต์พุตจะเสถียรจนเสถียรภายใน 3%
จากการค้นพบนี้ นักวิจัยเชื่อว่าด้วยการปรับเอาท์พุตลำแสง
เพิ่มเติมและระยะห่างจากต้นทางสู่พื้นผิวที่ลดลง พวกเขาสามารถบรรลุอัตราปริมาณรังสีสูงถึง 600 Gy/s ความแปรปรวนของปริมาณรังสีจากพัลส์สองสามครั้งแรกอาจต้องใช้ระบบเฝ้าติดตามขนาดยาและระบบหยุดสำหรับการศึกษาการแปลทางคลินิกในอนาคต และอาจต้องใช้พัลส์มากกว่า 10 ครั้งเมื่อทำการตรวจสัตว์พรีคลินิก งานอยู่ระหว่างการพัฒนาวงจรควบคุมแบบแปลได้ต้นทุนต่ำที่สามารถใช้กับ linac ที่แปลงแล้วได้
ขณะนี้นักวิจัยกำลังใช้ลำแสง UHDR ในการศึกษาพรีคลินิกเกี่ยวกับเนื้องอกในสัตว์ทดลอง ตลอดจนในการรักษาทางสัตวแพทย์ทางคลินิก การศึกษาของหนูกำลังอยู่ระหว่างการตรวจสอบธรรมชาติของเนื้อเยื่อปกติที่ประหยัดจากความเสียหายจากรังสีที่เอฟเฟกต์ FLASH มอบให้ การรักษาทางสัตวแพทย์สำหรับสุนัขที่มีเนื้องอก sarcoma กำลังถูกใช้เพื่อทดสอบความสามารถในการส่งลำแสงนี้อย่างปลอดภัย
“การใช้ออกซิเจนเพิ่มเติมจากลำแสง FLASH ได้รับการกล่าวอ้างอย่างกว้างขวางว่าเป็นหนึ่งในปัจจัยที่อาจนำไปสู่ผลกระทบของ FLASH ของการลดความเสียหายของเนื้อเยื่อตามปกติ ดังนั้น การศึกษาผลกระทบนี้ ในร่างกายจะเสร็จสมบูรณ์” Pogue กล่าวกับPhysics World
“นอกจากนี้ รังสีรักษามะเร็งและแพทย์ผิวหนังได้เข้าร่วมทีมในการออกแบบการทดลองทางคลินิกด้านความปลอดภัยของมนุษย์โดยใช้รังสีรักษา FLASH เพื่อรักษาผู้ป่วยที่มีแผลที่ผิวหนังขั้นสูงที่ไม่สามารถผ่าตัดออกได้” เขากล่าวเสริม “มีรอยโรคขั้นสูงจำนวนหนึ่งที่การปะทุหรือตำแหน่งของรอยโรคไม่ดี การผ่าตัดจึงไม่เหมาะ สิ่งเหล่านี้อาจรักษาได้ดีกว่าโดยการฉายรังสีรักษา โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีการเพิ่มประสิทธิภาพเล็กน้อยของผิวธรรมดาจากเอฟเฟกต์ FLASH ทีมงานกำลังวางแผนสำหรับการทดลองในอนาคตนี้เพื่อประเมินความปลอดภัยของการส่งมอบ UHDR ในการรักษาในมนุษย์”
Stefanou กล่าวว่าแนวคิดนี้สามารถปรับเปลี่ยนเพื่อสะท้อนการกำหนดค่าข้อบกพร่องประเภทต่างๆ โดยการเปลี่ยนรูปทรงเรขาคณิตของตัวอย่างกระดาษ ตราบใดที่กฎหมายมาตราส่วนที่เชื่อมต่อแบบจำลองทางกายภาพกับระบบในโลกแห่งความเป็นจริงได้รับการปรับปรุงเช่นกัน “การใช้เทปหรือกาว เราอาจแนะนำความแตกต่างหรือเสริมและกันน้ำบางส่วนของตัวอย่างได้” เขาอธิบาย “สิ่งนี้จะเปลี่ยนสถานะความเครียดในท้องถิ่น สร้างเส้นทางการซึมผ่าน และให้ทางเลือกเพิ่มเติมสำหรับการทดลองใหม่”
Credit : parkerhousewallace.com partyservicedallas.com pastorsermontv.com planosycapacetes.com platterivergolf.com
