Brachyterapia polega na wprowadzeniu materiału radioaktywnego do tkanki nowotworowej. Teraz nowy system obrazowania zapewni większą dokładność tego typu leczenia.
Ponad połowa zdiagnozowanych pacjentów chorujących na nowotwory w Europie wymaga jakiejś formy radioterapii. Dostarczanie tego leku dokładnie tam, gdzie jest potrzebny, oznacza, że możliwe jest stosowanie niższych dawek, a wszelkie szkodliwe skutki uboczne są ograniczone.
Radioterapia raka stała się znacznie bardziej zlokalizowana dzięki procesowi znanemu jako brachyterapia, w którym materiał radioaktywny jest umieszczany bezpośrednio w obszarze tkanki nowotworowej. Klinicyści nadal muszą jednak monitorować interwencję w czasie rzeczywistym.
W ramach finansowanego ze środków UE projektu ORIGIN stworzono innowacyjny fotoniczny system obrazowania i lokalizacji do radioterapii, który znacznie zmniejszy ryzyko błędów i poprawi wyniki leczenia pacjentów.
„System ORIGIN był zawsze opracowywany z myślą o pacjencie, a zespoły techniczne ściśle współpracowały z zespołami klinicznymi, aby upewnić się, że został zaprojektowany w sposób spełniający potrzeby pacjentów” — wyjaśnia Sinead O'Keeffe, stypendystka programu Royal Society — Science Foundation Ireland University na University of Limerick i koordynatorka projektu ORIGIN.
Brachyterapia z wykorzystaniem technologii fotonicznych
Do pomiaru promieniowania zespół zaprojektował czujniki światłowodowe wykorzystujące specjalny materiał wrażliwy na promieniowanie, znany jako scyntylator, który przekształca promieniowanie w światło widzialne.
Układ detektorów mierzy światło emitowane przez światłowody. Jest on oparty na 16-kanałowej matrycy, która umożliwia pomiar dawki promieniowania w wielu punktach jednocześnie. Wielokanałowy układ detektorów wykorzystuje specjalistyczną technologię znaną jako fotopowielacz krzemowy, która umożliwia wykrywanie lub „zliczanie” pojedynczych fotonów.
„Zapewnia to zarówno czułość, jak i zasięg wymagany dla różnych metod brachyterapii” — dodaje O'Keeffe. „Po wystawieniu na działanie promieniowania jonizującego, scyntylująca końcówka czujnika światłowodowego emituje fotony światła, które przemieszczają się wzdłuż światłowodu do układu detektorów”.
Zwiększenie dokładności dzięki sztucznej inteligencji
Dokładne umieszczenie źródła radioaktywnego i jego pomiar podczas brachyterapii ma kluczowe znaczenie, zarówno dla zagwarantowania dawki zalecanej w obszarze docelowym, jak i dla zapewnienia minimalnego narażenia pobliskich narządów.
W tym przypadku zespół wykorzystał sztuczną inteligencję do określenia lokalizacji źródła promieniowania poprzez analizę odczytów dawki z czujników światłowodowych i połączył te dane z położeniem czujników. Następnie można wygenerować mapę cieplną, która po nałożeniu na obraz TK lub USG pacjenta potwierdza położenie i dawkę otrzymywanego promieniowania.
Od początków projektu ORIGIN do walidacji klinicznej
W ramach projektu zespół skonstruował wydrukowane w 3D modele ludzkiego obszaru miednicy, aby wyeliminować zapotrzebowanie na pacjentów podczas testów do weryfikacji i rozwoju systemu.
Prototypy systemu ORIGIN zostały poddane ocenie klinicznej przez trzech partnerów klinicznych projektu: Kliniki Blackrock Health w Galway, Centrum Onkologii Irlandii Północnej i Centralny Szpital Uniwersytecki w Asturii.
„Ogólnie system ORIGIN jest głównym rezultatem projektu, który można wykorzystać do zapewnienia znaczącego wpływu klinicznego” — zauważa O'Keeffe. Aczkolwiek niektóre pojedyncze aspekty znalazły zastosowania wykraczające poza pierwotny zakres.
Kolejnym krokiem jest doprowadzenie systemu ORIGIN do etapu walidacji klinicznej.
„W ścisłej współpracy z zespołami klinicznymi nieustannie przekazywano wpływ tego systemu na wyniki pacjentów w brachyterapii” — mówi O'Keeffe. „W związku z tym cały zespół z niecierpliwością czeka na wdrożenie systemu w szpitalach w całej Europie i będzie nadal dążył do osiągnięcia tego celu”.
Komentarze
[ z 0]