Техас А&Научный сотрудник Университета M Глеб Кузьмин и ученые из Национального института здоровья (NIH) проводят исследования, чтобы понять, какое негативное воздействие протонная терапия может оказывать лечение рака на нормальные ткани человека. Они стремятся найти не только лучший способ точно оценить непреднамеренную дозу облучения нормальных тканей в краткосрочной перспективе, но и обеспечить эффективное и целенаправленное лечение при минимизации нежелательных негативных эффектов.
Кузьмину была предоставлена возможность работать в NIH через программу Graduate Partnership Program отличия индивидуального уровня (для студентов университетов, которые не имеют прямого партнерства с NIH). Кузьмин работает с доктором. Чунсик Ли, главный исследователь отдела эпидемиологии и генетики рака Национального института рака Национального института здравоохранения США. В настоящее время пара изучает эффекты, которые доза облучения может оказать на нормальные ткани от лечения протонной терапией на больных раком, лечения, которое использует внешний пучок протонов для нацеливания на конкретную область опухоли.
В то время как клиницисты и исследователи понимают эффективность протонной терапии в целевой области рака, длительные вторичные эффекты на окружающие ткани недостаточно документированы. Ли и Кузьмин стремятся разработать систему расчета дозы для нормальных тканей за пределами области лечения, позволяющую медицинским работникам применять точные дозы лучевой терапии к целевым областям без непреднамеренного негативного воздействия на окружающие ткани или другие системы организма. Любая дозировка, превышающая точное необходимое количество или выходящее за пределы намеченного места, необходимого для лечения, может иметь негативные последствия.
Человеческое тело работает во многом так же, как и естественная экосистема. Точно так же, как любое воздействие на экосистему может привести к непреднамеренным изменениям в ее функционировании, непреднамеренное количество радиации в определенной области тела может повлиять на окружающие ткани и системы организма, создавая непредвиденные последствия, такие как вторичный рак и другие серьезные последствия для здоровья. Текущая система, которая используется для расчета доз радиации, представляет собой серию быстрых алгоритмов, которые фокусируются только на возможных воздействиях на опухоль и непосредственно окружающие ее области, а не на организм в целом. "Часть того, что я делаю, будет использоваться эпидемиологами," Кузьмин сказал. "Они смогут использовать систему, которую я разработал, для расчета и количественной оценки доз, получаемых пациентами, и провести исследования, чтобы увидеть, были ли какие-либо последующие воздействия или корреляции между дозами на внешние органы. Как только эти исследования будут проведены, мы сможем увидеть больше клинических применений."
"То, что мы делаем сейчас, не оказывает немедленного воздействия на пациентов," Кузьмин сказал. "Нас скорее интересуют любые побочные эффекты, которые может вызвать лечение, и будут ли какие-либо эффекты в дальнейшей жизни."
Кузьмин и Ли работают над разработкой этой системы расчета дозы для тканей за пределами предполагаемой зоны лечения с помощью трехмерных компьютерных моделей анатомии человека. Эти модели позволят исследователям сосредоточиться на частях тела, не охваченных компьютерной томографией, используя оба метода вычислительного фантома в сочетании с контролируемыми экспериментами с использованием физического фантома размером с человека. Физический фантом сделан из материала, эквивалентного ткани человека, что позволяет любому излучению, приложенному к манекену, воздействовать на него так же, как и на человеческое тело. Человеческий фантом также будет оснащен детекторами излучения внутри его тела для измерения дозировки получаемого лечения, что позволит Кузьмину проводить измерения радиации от конкретных тканей или органов за пределами прямой ткани, которая подвергается лечению.
"И вычислительные, и физические фантомы испытают те же процедуры, что и пациенты: сделают компьютерную томографию, пройдут процедуру планирования лечения и будут облучены пучком протонов," Кузьмин сказал. "Сначала мы запустим моделирование и посчитаем, сколько дозы получают органы фантома. Затем мы проверим наши симуляции и расчеты, сравнив наши результаты с выходными сигналами детекторов внутри фантома."
Кузьмин получил образование в области радиационной физики, он учится в Техасском университете&M Кафедра ядерной энергетики, физика здоровья к.D. программа под его советником доктором. Гамаль Акабани. После завершения исследований он подумывает о поступлении в резидентуру по медицинской физике, чтобы стать сертифицированным медицинским физиком. Тем не менее, он также любит исследования и может претендовать на постдокторскую должность.
"Меня всегда тянуло к области физики, но я все еще хотел заняться чем-то связанным с медициной, что принесет пользу обществу," Кузьмин сказал. "Я проработал в NCI пару месяцев, занимаясь моделированием, а также буду заниматься экспериментальной работой, я получаю обе стороны исследования. Это очень совместная исследовательская среда."