การศึกษาการฉายรังสีในสัตว์ขนาดเล็กเป็นองค์ประกอบสำคัญของการวิจัยโรคมะเร็ง เชื่อมช่องว่างระหว่างการทดลองในเซลล์และการทำให้เป็นจริงทางคลินิกของเทคนิคการรักษาด้วยรังสีที่เกิดขึ้นใหม่ แต่ในขณะที่แพลตฟอร์มการวิจัยรังสีพรีคลินิกที่ใช้โฟตอนได้ถูกนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์แล้ว โปรตอนกลับไม่เป็นเช่นนั้น โครงการSIRMIOซึ่งก่อตั้งมีจุดมุ่งหมายเพื่อรวบรวมการรักษาด้วยโปรตอน
และการวิจัย
พรีคลินิกโดยการพัฒนาแพลตฟอร์มเฉพาะสำหรับการฉายรังสีโปรตอนในสัตว์ขนาดเล็ก เพื่อให้ได้ตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูง ภายในเป้าหมาย ทีมงานกำลังติดตั้งระบบโปรตอน CT (pCT) ให้กับแท่น
“จนถึงตอนนี้ คำแนะนำเกี่ยวกับภาพบนแพลตฟอร์มการวิจัยการฉายรังสีโฟตอนในสัตว์ขนาดเล็ก
ซึ่งกำลังถูกนำมาใช้สำหรับการบำบัดด้วยโปรตอน จะใช้ อธิบาย “แต่ความสัมพันธ์ระหว่างการลดทอนของรังสีเอกซ์กับอำนาจการหยุดสัมพัทธ์ของโปรตอน (RSP) นั้นไม่แน่นอน ยิ่งไปกว่านั้น ประสบการณ์จากเนื้อเยื่อของมนุษย์ไม่สามารถแปลเป็นเส้นโค้งการสอบเทียบสำหรับเนื้อเยื่อหนูได้อย่างง่ายดาย
ดังนั้นเราจึงตัดสินใจใช้การถ่ายภาพด้วยโปรตอนเพื่อให้การจัดตำแหน่งก่อนการบำบัดในปริมาณต่ำ พร้อมกับความเป็นไปได้ของการถ่ายภาพด้วยโทโมกราฟีสำหรับข้อมูลกำลังการหยุดที่แม่นยำยิ่งขึ้น”
และเพื่อนร่วมงานได้ทำการศึกษา ที่พวกเขาเสนอ เพื่อประเมินความเป็นไปได้
และเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบส่วนประกอบเครื่องตรวจจับ การออกแบบเครื่องตรวจจับเป็นระบบการติดตามอนุภาคเดี่ยว ซึ่งประกอบด้วยตัวตรวจจับการติดตามที่ด้านใดด้านหนึ่งของวัตถุที่ถ่ายภาพ และตัวตรวจจับช่วงที่เหลือที่วางอยู่ด้านล่าง เครื่องตรวจจับติดตามซึ่งประเมินเส้นทางการเคลื่อนที่
ของอนุภาคผ่านวัตถุ แต่ละชิ้นประกอบด้วยเครื่องตรวจจับก๊าซระนาบระนาบ สองเท่า เครื่องตรวจจับช่วงที่เหลือซึ่งวัดพลังงานที่สูญเสียไปโดยแต่ละโปรตอน (แสดงเป็นความยาวเส้นทางเทียบเท่าน้ำ, WEPL) เป็นห้องฉายเวลาไมโครเมกาที่มีตัวดูดซับ Mylar ในแนวตั้ง ผู้เขียนร่วม
กล่าวว่า
“การถ่ายภาพโปรตอน พลังงานต่ำถูกท้าทายด้วยการกระเจิงในเครื่องตรวจจับ” “ดังนั้นเราจึงเลือก ที่ใช้ก๊าซเพื่อให้ได้งบประมาณวัสดุต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในขณะที่ให้ความละเอียดเชิงพื้นที่สูงและความสามารถในการนับจำนวนสูง เทคโนโลยีที่นำเสนอสามารถปรับขนาดได้
และสามารถปรับให้เหมาะกับการใช้งานทางคลินิกในอนาคต” ความละเอียดเชิงพื้นที่ของภาพ pCT ที่สร้างขึ้นใหม่ถูกกำหนดโดยความแม่นยำของวิถีโคจรของโปรตอนโดยประมาณ สำหรับเครื่องตรวจจับ ขึ้นอยู่กับปัจจัยคงที่สองประการ: ระยะพิทช์ของแถบที่อ่านค่า (500 μm) และระยะห่าง
ระหว่างเครื่องตรวจจับกับวัตถุ (4 ซม.) บวกสองพารามิเตอร์ที่ปรับได้: งบประมาณวัสดุและระยะห่างระหว่างระนาบในแต่ละดับเบิ้ล การใช้การจำลอง MC ของลำแสงโปรตอนที่สแกน 75 MeV นักวิจัยมีเป้าหมายที่จะปรับพารามิเตอร์สองตัวหลังนี้ให้เหมาะสมที่สุด
ทั่วไปใช้แถบทองแดงสามชั้นในโครงสร้างการอ่านข้อมูล เพื่อลดงบประมาณด้านวัสดุ ผู้เขียนคนแรก ได้จำลองการออกแบบใหม่ 2 แบบ ได้แก่ การถอดแถบการอ่านข้อมูลชั้นสุดท้ายออกจากพื้นที่ใช้งาน และเปลี่ยนแถบทองแดงขนาด 33 ไมโครเมตรด้วยแถบอะลูมิเนียมหนา 9 ไมโครเมตร
การจำลองโครงสร้างทั้งสามแบบในแสดงให้เห็นว่าสำหรับการออกแบบแถบอะลูมิเนียม ค่าความเบี่ยงเบนโดยประมาณของเส้นทาง RMS โดยเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 0.29 มม. เทียบกับ 0.36 และ 0.39 สำหรับการออกแบบแถบทองแดงแบบสองชั้นและสามชั้น ตามลำดับ นักวิจัยยังได้เปลี่ยนระยะห่าง
ระหว่าง
ระนาบทั้งสองในตัวติดตามสองเท่าตั้งแต่ 1 ถึง 10 ซม. พวกเขาพบว่าระยะห่างอย่างน้อย 7 ซม. ช่วยเพิ่มความแม่นยำของวิถีโคจรของโปรตอนโดยประมาณ ทำให้ความเบี่ยงเบนของเส้นทาง เฉลี่ยอยู่ที่ 0.18 มม. เพื่อหลีกเลี่ยงการลดความละเอียดเชิงพื้นที่ พวกเขาเลือกระยะห่างที่เหมาะสมที่สุด 10 ซม.
ภาพ pCT จำลองของภาพหลอนขอบเอียงเผยให้เห็นความละเอียดเชิงพื้นที่ 1.9, 2.2 และ 2.8 มม. 1สำหรับการออกแบบแถบทองแดงและอะลูมิเนียมสองชั้นและสามชั้นตามลำดับ ทีมงานตั้งข้อสังเกตว่าประสิทธิภาพนี้เปรียบได้กับระบบเอ็กซ์เรย์โคน-บีม CT ที่ใช้กันทั่วไปในการวิจัยพรีคลินิก
เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพเครื่องตรวจจับช่วงที่เหลือ นักวิจัยวัดปริมาณความแม่นยำของ RSP สำหรับความหนาของวัสดุดูดซับ Mylar ระหว่าง 250 ถึง 1,000 ไมครอน โดยการจำลอง pCT ของภาพหลอนน้ำด้วยเม็ดมีดที่เทียบเท่ากับเนื้อเยื่อ ความหนาของตัวดูดซับภายใน 500–750 μm
ให้การแลกเปลี่ยนที่ดีที่สุดระหว่างความละเอียด WEPL และความซับซ้อนของเครื่องตรวจจับ โดยให้ความแม่นยำของ RSP ต่ำกว่า 0.5% การศึกษาสัตว์ขนาดเล็กการใช้การออกแบบ pCT ที่ปรับให้เหมาะสม ชั้นเครื่องตรวจจับอลูมิเนียมที่มีระยะห่าง 10 ซม. และเครื่องตรวจจับช่วงที่เหลือพร้อมตัวดูดซับ
หนา 500 μm นักวิจัยจำลองภาพ pCT ของหัวเมาส์ ภาพ pCT คล้ายกับกายวิภาคอ้างอิงอย่างชัดเจนที่ระดับสัญญาณรบกวนต่ำ แต่มีการเบลอเนื่องจากความละเอียดเชิงพื้นที่ที่จำกัดในการตรวจสอบว่าภาพ pCT ดังกล่าวเหมาะสมสำหรับการวางแผนการรักษาหรือไม่ พวกเขาใช้ระบบการวางแผน
การรักษาด้วยโปรตอนที่ใช้ MC เพื่อวางแผนการรักษาเนื้องอกในสมองและปอดในแบบจำลองของเมาส์ การเปรียบเทียบแผนอ้างอิงที่ปรับให้เหมาะสมกับแผนที่คำนวณใหม่บนภาพ pCT แสดงให้เห็นว่า pCT เปิดใช้งานความแม่นยำระดับต่ำกว่ามิลลิเมตร ข้อผิดพลาดช่วงสัมพัทธ์เฉลี่ยคือ -0.02±1.42% และ +0.87±0.98% สำหรับกรณีปอดและสมอง ตามลำดับ
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
