Forscher haben eine kapselartige X-Ray Dosimeter entwickelt, die in der Radiotherapie eingesetzt wird, um die Strahlendosis in Echtzeit zu überwachen. Eine präzise Zielsetzung bei der Bestrahlung ist entscheidend, um Tumorgewebe zu treffen, während Schäden an gesundem Gewebe minimiert werden. Insbesondere bei der Bestrahlung im Magen-Darm-Trakt stellt die Überwachung der Strahlendosis eine große Herausforderung dar. Bestehende Methoden zur Überwachung von biochemischen Indikatoren wie pH- und Temperaturmessungen sind für eine umfassende Bewertung der Radiotherapie unzureichend.
Um diese Herausforderung zu meistern, hat ein gemeinsames Forschungsteam vom Shenzhen Institute of Advanced Technology (SIAT) der Chinese Academy of Sciences, der National University of Singapore (NUS) und der Tsinghua University ein kapselartiges Dosimeter entwickelt, das geschluckt werden kann und auf Radiolumineszenz und Temperaturmessungen basiert, um die Strahlendosis abzuschätzen. Das Dosimeter hat einen Durchmesser von 5 mm und eine Dicke von 0,2 mm. Die Forscher stellten fest, dass das Dosimeter etwa fünfmal genauer war als Standardmethoden zur Bestimmung der Dosis.
Die Studie wurde in Nature Biomedical Engineering veröffentlicht.
In-vivo-Dosimeter wie Metalloxid-Halbleiterfeldeffekttransistoren, Thermolumineszenzsensoren und optisch angeregte Filme werden üblicherweise direkt auf oder in der Nähe der Haut platziert, um die absorbierte Strahlung in der Zielregion abzuschätzen. Obwohl In-vivo-Dosimetrie mit elektronischer Portalbildgebung für die Behandlungsüberprüfung untersucht wurde, kann sie teuer sein und durch Photonendämpfung beeinflusst werden, was die Dosis für den Patienten verändern kann.
Das kapselartige Dosimeter besteht aus einer flexiblen optischen Faser, die mit X-Ray-persistenten Nanoszintillatoren, einem Polyanilinfilm und einem drahtlosen miniaturisierten Lumineszenz-Auslesesystem umhüllt ist. Mit der Fähigkeit, pH-Wert und Temperatur zu messen, kann es die absorbierte Dosis während der Radiotherapie bei Magenkrebs bewerten und kann zur Überwachung der Behandlung bei verschiedenen Krebsarten mit weiterer Optimierung der Größe der Kapsel eingesetzt werden.
„In Zukunft könnte diese Kapsel bei der Brachytherapie von Prostatakrebs im Enddarm platziert werden oder im oberen Nasenraum zur Echtzeitmessung der absorbierten Dosis bei nasopharyngealem Karzinom eingesetzt werden, um Schäden durch Strahlung an umgebenden Strukturen zu minimieren“, sagte Prof. Sheng Zonghai, einer der korrespondierenden Autoren.
Die Entwicklung des kapselartigen Dosimeters hat das Potenzial, präzisere und effektivere Radiotherapie-Verfahren zu ermöglichen, indem es eine Echtzeitüberwachung der Strahlendosis ermöglicht. Es könnte ein großer Fortschritt in der Krebsbehandlung sein und die Chancen auf eine erfolgreiche Heilung erhöhen.
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