การบำบัดด้วยโปรตอนถือสัญญาว่าจะให้การกระจายขนาดยาที่สอดคล้องอย่างมากไปยังปริมาตรของเนื้องอกเป้าหมาย เนื่องจากช่วงที่จำกัดของลำแสงโปรตอน อย่างไรก็ตาม ความแม่นยำของการนำส่งนี้อาจได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ เช่น การเคลื่อนที่ของเป้าหมาย ซึ่งอาจนำไปสู่บริเวณที่กินยาเกินขนาดของเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดีและปริมาณเนื้องอกที่ไม่เพียงพอ
Sonja Schellhammerผู้รับรางวัลDonal Hollywood Award
สำหรับบทคัดย่อยอดเยี่ยมที่นำเสนอในงาน การ ประชุมESTRO 2020ล่าสุด “มันคงจะดีถ้าเราสามารถติดตามช่วงโปรตอนพร้อมกับกายวิภาคของผู้ป่วยแบบเรียลไทม์” ในปัจจุบัน การตรวจสอบช่วงโปรตอนส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการตรวจหารังสีทุติยภูมิ เช่น รังสีแกมมาอย่างรวดเร็วหรือคลื่นอะคูสติก วิธีการทางอ้อมอีกวิธีหนึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้ MRI เพื่อแสดงภาพผลกระทบทางชีวภาพที่เกิดจากรังสีในระยะยาว MRI ได้รับประโยชน์จากความคมชัดของเนื้อเยื่ออ่อนที่ยอดเยี่ยม ให้การถ่ายภาพแบบเรียลไทม์ ไม่มีปริมาณรังสี และสามารถพิสูจน์ได้ว่าเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการรวมเข้ากับการบำบัดด้วยโปรตอน
ด้วยเหตุนี้ นักวิทยาศาสตร์ที่OncoRay /Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf ( HZDR ) จึงกำลังทำงานเพื่อบูรณาการการบำบัดด้วยโปรตอนกับ MRI การศึกษาก่อนหน้านี้โดยผู้อื่นแสดงให้เห็นว่า MRI สามารถกำหนดช่วงของลำแสงโปรตอนได้โดยใช้วิธีการออฟไลน์ โดยภาพที่เพิ่มความเปรียบต่างจะบันทึกเป็นสัปดาห์หรือเป็นเดือนหลังจากการฉายรังสี “คำถามที่เราถามในการศึกษานี้คือ จะเป็นไปได้หรือไม่ที่จะเห็นภาพลำโปรตอนด้วย MRI ออนไลน์ในระหว่างการฉายรังสี” Schellhammer อธิบายในการนำเสนอ ESTRO ของเธอ
เพื่อทดสอบแนวคิดนี้ นักวิจัยได้ออกแบบการทดลอง
หลอกโดยใช้สิ่งอำนวยความสะดวกในการบำบัดด้วยโปรตอนของเดรสเดน ซึ่ง OncoRay ร่วมกับIBAและASG Superconductors – Paramed MRI Unitได้รวมเครื่องสแกน MRI 0.22T แบบเปิดเข้ากับลำแสงวิจัยโปรตอนคงที่ ลำแสงโปรตอนตกกระทบบนขวดพลาสติกที่เต็มไปด้วยน้ำปราศจากไอออน และวางไว้ในศูนย์ไอโซเซ็นเตอร์แม่เหล็กของสแกนเนอร์ ทีมงานใช้ตัวเปลี่ยนช่วง PMMA เพื่อปรับแต่งพลังงานโปรตอนเพื่อให้ลำแสงหยุดภายในขวดและบันทึกภาพ MR ผ่านกึ่งกลางลำแสง
นักวิจัยทำการสแกนหนึ่งครั้งในระหว่างการฉายรังสีโปรตอน และสามครั้งหลังจากการฉายรังสีโดยใช้ลำดับ MR ที่หลากหลาย สำหรับลำดับ MR สองในหกลำดับ – ลำดับการไล่ระดับการเกรเดียนต์แบบถ่วงน้ำหนักด้วยความหนาแน่นของโปรตอน (GE) และลำดับการสะท้อนการไล่ระดับการไล่ระดับการผกผัน (IRGE) – พวกเขาเห็นลายเซ็นในภาพ MR ที่มีแนวโน้มว่าจะเหนี่ยวนำโดยลำโปรตอน พวกเขายังสังเกตด้วยว่าสัญญาณเหล่านี้ไม่ได้หายไปทันทีหลังจากการฉายรังสี แต่จะจางหายไปหลายสิบวินาที
“ด้วยการทดลองนี้ เรายืนยันว่ามีสัญญาณที่เกิดจากลำแสงโปรตอนที่สามารถวัดได้บนภาพ MR” Schellhammer กล่าว “จากนั้นเราถามว่านี่จะเป็นประโยชน์สำหรับการตรวจสอบช่วงหรือไม่”
จากนั้น ทีมฉายรังสีภูตผีน้ำโดยใช้ลำโปรตอนที่มีพลังงานระหว่าง 190 ถึง 225 MeV (ซึ่งสัมพันธ์กับช่วงลำแสงต่างๆ) สัญญาณ MR ที่สังเกตได้เปลี่ยนแปลงในความลึกตามช่วงที่เพิ่มขึ้น และช่วงที่เหลือที่วัดได้ตกลงกับค่าที่คำนวณได้ภายใน 2 มม.
การทดลองซ้ำกับกระแสลำแสงที่แตกต่าง
กันสี่แบบ (1, 3, 9 และ 27 nA ซึ่งสอดคล้องกับอัตราปริมาณรังสีที่ 1.7, 5, 15 และ 45 Gy/s) แสดงให้เห็นว่าความเข้มของสัญญาณเพิ่มขึ้นตามกระแสลำแสงที่เพิ่มขึ้น ภาพ MR (บันทึกเป็นเวลา 20 วินาที) สามารถมองเห็นได้โดยใช้กระแสลำแสง 3 nA ขึ้นไปเท่านั้น
เพื่อตรวจสอบว่าวิธีการนี้อาจใช้ได้กับผู้ป่วยหรือไม่ ทีมงานใช้ชุดการทดลองเดียวกันเพื่อฉายรังสีภูตผีของเหลวอื่นๆ (เอธานอลและปิโตรเลียม) วัสดุที่มีความหนืดสูง (น้ำเชื่อม มายองเนส และเจลาติน) และวัสดุเลียนแบบเนื้อเยื่อ (a หมูสับ). ในขณะที่รูปภาพของเอทานอลและปิโตรเลียมแสดงสัญญาณที่เหนี่ยวนำด้วยลำแสงคล้าย ๆ กับที่เห็นในน้ำ สำหรับวัสดุที่มีความหนืดมากกว่าและพอร์คชอป ก็ไม่เห็นสัญญาณใด ๆ
การบำบัดด้วยโปรตอนด้วย MR-guided: การอัปเดตสถานะ “ดูเหมือนว่าสัญญาณจะมีอยู่ในของเหลวเท่านั้น จึงอาจไม่สามารถถ่ายโอนไปยังผู้ป่วยได้” เชลแฮมเมอร์อธิบาย “แต่วิธีการนี้อาจพิสูจน์ได้ว่าเป็นประโยชน์สำหรับการประกันคุณภาพของช่วงโปรตอนในระบบบำบัดด้วย MR-proton แบบไฮบริดในอนาคต”
กลไกที่เป็นรากฐานของผลกระทบที่สังเกตได้จะยังคงถูกเปิดเผย สมมติฐานที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุด Schellhammer แนะนำว่าการฉายรังสีของเหลวจะเพิ่มอุณหภูมิในพื้นที่ ทำให้เกิดความแตกต่างของความหนาแน่นซึ่งน้ำอุ่นที่เบากว่าจะพุ่งออกมาจากปริมาตรการถ่ายภาพและสร้างสัญญาณเป็นโมฆะ จำเป็นต้องมีการสอบสวนเพิ่มเติมเพื่อทดสอบสมมติฐานนี้
“ฉันได้แสดงให้เห็นว่าช่วงลำแสงโปรตอนสามารถตรวจสอบได้อย่างแม่นยำด้วย MRI ออนไลน์” Schellhammer สรุป “อย่างไรก็ตาม วันนี้เฉพาะในปริมาณที่สูงและในภูตผีที่เต็มไปด้วยของเหลวเท่านั้น วิธีการนี้มีศักยภาพในการประกันคุณภาพออนไลน์โดยปราศจาก dosimeter สำหรับการบำบัดด้วยโปรตอนแบบรวม MR การวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับการตรวจสอบลำแสงโปรตอนที่ใช้ MR นั้นมีความสมเหตุสมผลอย่างชัดเจน”
โทโพโลยีเป็นสาขาวิชาคณิตศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับวัตถุทางเรขาคณิตที่ไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเปลี่ยนรูปอย่างต่อเนื่อง คุณสมบัติที่ไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อมีการเปลี่ยนรูปเรียกว่าทอพอโลยี เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักฟิสิกส์มีความสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ ในการใช้หลักการทอพอโลยีในระบบทางกายภาพ เพื่อที่จะใช้ประโยชน์จากความแปรปรวนของทอพอโลยีโดยที่อนุภาคจะไม่ได้รับผลกระทบจากการรบกวนในท้องถิ่น ตัวอย่างเช่น กระแสอิเล็กตรอนแบบขั้วหมุนสามารถไหลได้โดยไม่กระเจิงในวัสดุทอพอโลยีที่อาจมีการประยุกต์ใช้ทางเทคโนโลยีที่สำคัญ แม้ว่างานวิจัยส่วนใหญ่จะเน้นไปที่อิเล็กทรอนิกส์ แต่กลุ่มวิจัยจำนวนมากกำลังหันมาสนใจโฟโตนิกส์
Credit : affairedsk.com africaieri.org aianattackthesystem.com airase.org alliancepetroleum.net
