การฉายรังสีด้วย MR-guided ช่วยให้สามารถถ่ายภาพแบบเรียลไทม์ในระหว่างการฉายรังสีด้วยคอนทราสต์ของเนื้อเยื่ออ่อนในระดับสูง การวัดปริมาณรังสีอ้างอิงเมื่อมีสนามแม่เหล็กแรงสูงเป็นสิ่งที่ท้าทาย Ilias Billasจาก National Physical Laboratory ( NPL ) ของสหราชอาณาจักร อธิบายว่า “เครื่องวัดปริมาณรังสีอ้างอิงคือเครื่องตรวจจับที่ปรับเทียบโดยตรงโดยเปรียบเทียบกับมาตรฐานการวัดปริมาณรังสีแห่ง
ชาติ หรือโดยอ้อมผ่านการสอบเทียบระดับกลาง
ภารกิจหลักคือการช่วยให้นักฟิสิกส์ของโรงพยาบาลสามารถวัดปริมาณรังสีบำบัดได้อย่างถูกต้องและสอดคล้องกับมาตรฐานการวัดปริมาณรังสีสากล” ห้องไอออไนเซชันที่ใช้สำหรับการวัดปริมาณรังสีอ้างอิงในระบบรังสีบำบัดแบบเดิมได้รับผลกระทบอย่างมากจากสนามแม่เหล็ก ทำให้การวัดเอาต์พุตของลำแสงมีความท้าทาย ด้วยเหตุนี้ จึงมีความจำเป็นอย่างแท้จริงสำหรับเครื่องวัดปริมาณรังสีอ้างอิงที่แข็งแรงและเสถียรสำหรับใช้ในการฉายรังสีบำบัดด้วย MRI ทีมงานที่ NPL กำลังตรวจสอบความเหมาะสมของเครื่องตรวจจับอะลานีนสำหรับงานนี้
การกำหนดลักษณะโดไซมิเตอร์อะลานีนเป็นกรดแอลฟา-อะมิโนที่สร้างอนุมูลอิสระที่เสถียรเมื่อถูกฉายรังสี ความเข้มข้นของอนุมูลอิสระเหล่านี้เป็นสัดส่วนกับปริมาณที่ดูดซึม และวัดโดยใช้เครื่องสเปกโตรสโคปีของอิเล็กตรอนพาราแมกเนติกเรโซแนนซ์ (EPR) เนื่องจากอะลานีนเป็นเครื่องตรวจจับสถานะของแข็ง จึงควรได้รับผลกระทบจากการสะท้อนกลับของอิเล็กตรอน (ERE) ที่ต่ำกว่าห้องไอออไนซ์ที่เติมอากาศ
เพื่อหาปริมาณประสิทธิภาพของเครื่องวัด
ปริมาณอะลานีนเมื่อมีสนามแม่เหล็ก Billas และเพื่อนร่วมงานได้ทำการวัดและการจำลองเม็ดอะลานีนแบบมอนติคาร์โล (MC) ที่ฉายรังสีที่พลังงานลำแสงโฟตอนสามตัวและความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กต่างๆ พวกเขาวางเม็ดพลาสติก (สูงประมาณ 2.3 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 มม.) ลงในตัวยึดโพลีอีเทอร์อีเทอร์คีโตน (PEEK) ที่กันน้ำได้ ซึ่งมีรูปร่างเหมือนห้องสร้างไอออนแบบชาวนา จากนั้นพวกเขาวางโดซิมิเตอร์อะลานีนเหล่านี้ในแม่เหล็กไฟฟ้าและฉายรังสีด้วย แหล่งกำเนิด 60 Co หรือลำแสงลิแนก 6 หรือ 8 MV ในช่วงความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็ก
การวัดปริมาณอะลานีนสำหรับ การฉายรังสี 60 Co นักวิจัยได้ฉายรังสีเครื่องวัดปริมาณอะลานีนภายใน PMMA phantom โดยมีช่องว่างอากาศระหว่าง Phantom และผู้ถือที่เต็มไปด้วยน้ำเพื่อหลีกเลี่ยง ERE พวกเขาฉายรังสีภาพหลอนภายในความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กที่ 0, 0.5, 1, 1.5 และ 2 ตัน ในการติดตั้งไลแนก พวกเขาวางที่ยึดอะลานีนไว้ในภาพหลอนน้ำและฉายรังสีเครื่องวัดปริมาณรังสีที่ 0, 0.35, 0.5, 1 และ 1.5 ตัน
นักวิจัยได้ตรวจสอบแบบจำลอง MC ของคาน linac 6 และ 8 MV โดยเปรียบเทียบกับรูปแบบลำแสงทดลองและปริมาณความลึก เพื่อตรวจสอบแบบจำลองของการตั้งค่าการทดลอง พวกเขาทำการจำลอง MC และการวัดที่ 1.5 T โดยที่ตัวจับยึดจะบรรจุเม็ดอะลานีนบางส่วน ในทั้งสองกรณี โมเดล MC ได้รับการตรวจสอบอย่างประสบ
ความสำเร็จและใช้เพื่อสนับสนุนการวิจัยของพวกเขา
ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นประการหนึ่งในการวางเม็ดอะลานีนในที่ยึดคือผลกระทบต่อปริมาณที่วัดได้ของช่องว่างอากาศภายในตัวจับ – เนื่องจากขอบเอียงของเม็ดและช่องว่างระหว่างเม็ดกับผนังด้านในของผู้ถือ การจำลองดำเนินการที่ 1.5 ตัน โดยมีและไม่มีช่องว่างอากาศ เปิดเผยว่าช่องว่างดังกล่าวส่งผลต่อการตอบสนองของอะลานีน เนื่องจาก ERE ที่เกิดจากสนามแม่เหล็ก ความเบี่ยงเบนสูงสุดระหว่างรุ่นที่มีและไม่มีช่องว่างอากาศคือ 0.45% และ 0.55% สำหรับลำแสง 6 และ 8 MV ตามลำดับ สำหรับ ลำแสง 60 Co ข้อมูลทั้งหมดเบี่ยงเบนน้อยกว่า 0.4%
รุ่นมอนติคาร์โล ทีมงานยังได้ตรวจสอบความไม่แน่นอนเนื่องจากตำแหน่งสุ่มของเม็ดภายในผู้ถือ การจำลอง MC ของเม็ดยาในตำแหน่งที่แตกต่างกันสี่ตำแหน่งภายในตัวจับยึดแสดงให้เห็นว่าความไม่แน่นอนเพิ่มขึ้นด้วยความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็ก สูงถึง 0.52% และ 0.47% สำหรับ 6 และ 8 MV ที่ 1.5 T ตามลำดับ สำหรับ60 Co ความไม่แน่นอนสูงสุดคือ 0.52% ที่ 2 T สำหรับความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กอื่นๆ ความไม่แน่นอนทั้งหมดต่ำกว่า 0.30% Billas ตั้งข้อสังเกตว่านี่เป็นองค์ประกอบหลักในความไม่แน่นอนของงบประมาณ ซึ่งรวมถึงผลกระทบที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ต่อการตอบสนองของอะลานีนอันเนื่องมาจากช่องว่างของอากาศ
การคำนวณการแก้ไขนักวิจัยพบว่าการตอบสนองของอะลานีนต่อรังสีไอออไนซ์ถูกปรับเปลี่ยนเมื่อมีสนามแม่เหล็กด้วยการรวมการวัดกับการจำลองปริมาณการดูดซึมในน้ำของมอนติคาร์โล ผลกระทบไม่ขึ้นกับพลังงาน และหากไม่แก้ไข สามารถเพิ่มสัญญาณอะลานีน/EPR ได้ 0.2% ที่ 0.35 T และ 0.7% ที่ 1.5 T
เพื่อหาปริมาณการดูดซึมที่แท้จริงในสนามแม่เหล็ก ทีมงานได้คำนวณปัจจัยการแก้ไข ปัจจัยนี้ ซึ่งรวมเอาผลกระทบของสนามแม่เหล็กที่มีต่อความไวของอะลานีนที่แท้จริง การกระจายขนาดยาในน้ำ ปริมาณต่ออะลานีนและการรบกวนของฟลูเอนต์โดยผู้ถือ มีแนวโน้มลดลงเมื่อความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กเพิ่มขึ้น ค่าเฉลี่ยความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็กทั้งหมด ปัจจัยการแก้ไขที่คำนวณได้คือ: 0.9946 ± 0.0019 สำหรับ60 Co; 0.9973 ± 0.0018 สำหรับ 6 MV บีม; และ 0.9982 ± 0.0033 สำหรับลำแสง 8 MV
ทีมงานสรุปว่าด้วยการรวมปัจจัยการแก้ไขขนาดเล็กนี้ อะลานีน/EPR ให้เครื่องตรวจจับระดับอ้างอิงที่เหมาะสมสำหรับการรักษาด้วยรังสี MRI ที่แนะนำ โดยมีความไม่แน่นอนเทียบเท่ากับห้องไอออไนซ์ประเภทชาวนา“ขั้นตอนต่อไปในโครงการนี้คือการพัฒนาแนวทางสำหรับโปรโตคอลการสอบเทียบการวัดปริมาณรังสีแบบใหม่ และการพัฒนาวิธีการสำหรับการตรวจสอบการวัดปริมาณรังสี” บิลลาสกล่าว “สิ่งนี้จะเกี่ยวข้องกับการใช้อะลานีนเพื่อให้สามารถตรวจสอบย้อนกลับได้จากมาตรฐานหลักของ NPL ของขนาดยาที่ดูดซึม แคลอรีมิเตอร์แบบกราไฟท์ จากไลแนกทั่วไปไปจนถึง MRI-linac”
Credit : raymperry.com reconstructionnyc.org reginaperry.com richardhenrylee.net rnhperformance.net
