Akoestische modulatie en lokalisatie van nanodruppel evaporisatie voor in vivo proton-bereik verificatie en dosimetrie

Het vermogen van proton therapie om de stralingsdosis beter af te stemmen op de tumor wordt gehinderd door onzekerheden op het bereik, waardoor clinici genoodzaakt zijn aanzienlijke veiligheidsmarges in te bouwen. Om hiervoor een oplossing te bieden wordt intens gezocht naar methodes die nauwkeurig het bereik kunnen verifiëren. In recent onderzoek hebben we aangetoond dat injecteerbare nanodruppels kunnen evaporeren tot microbellen wanneer ze blootgesteld worden aan proton-bestraling. Het ultrasone contrast van de microbellen kon daarbij gerelateerd worden aan het proton-bereik met een sub-millimeter herhaalbaarheid, en opent daarmee de deur naar een ultrasoon gebaseerde verificatiemethode. In de voorliggende aanvraag gaan we dieper in op fundamentele uitdagingen betreffende (1) de indirecte respons op bestraling bij 37°C en (2) de akoestische detectie en lokalisatie van bestralings-geïnduceerde evaporisatie in dynamische (stroom) condities. We implementeren enerzijds akoestische modulatie om directe evaporisatie door protons bij 37°C te verwezenlijken, ontwikkelen anderzijds online ultrasone beeldvormingstechnieken om deze vaporisatie gebeurtenissen te detecteren en te lokaliseren, en evalueren continu de werking van de voorgestelde real-time verificatiemethode van het proton -bereik in een klinische setting en bij fysiologische condities.

Trefwoorden:Proton therapy, Ultrasound imaging, Nanodroplets, Dosimetry

Disciplines:Diagnostische radiologie, Bestralingstherapie, Akoestiek en akoestische apparaten, golven, Nanofysica en nanosystemen, Medische biotechnologie-gerelateerde diagnostiek