Ultrafast and Precise External Beam Monitor for FLASH and Other Advanced Radiation Therapy Modalities

用于 FLASH 和其他先进放射治疗方式的超快且精确的外部光束监视器

基本信息

  • 批准号:
    10324507
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 56.16万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-09-16 至 2024-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Summary/Abstract FLASH radiotherapy (FLASH-RT) is a novel form of radiation therapy that promises large sparing of normal- tissues in cancer treatment while showing no tumor sparing. In FLASH-RT, the radiation dose is delivered to the tumor and normal tissues in milliseconds rather than minutes. FLASH-RT is only effective when given with large doses per fraction delivered in 1-3 treatment sessions. It would shorten a standard 30-day treatment to 1- 3 days, thus greatly reducing side-effects and radiation therapy costs to both the patient and society. The first human patient was successfully treated in 2018. The first clinical trial with ten (10) patients started in the U.S. in November 2020. Additional clinical trials are planned for 2021 in the U.S. and in Europe with at least 100 patients. A major limitation of FLASH-RT, preventing a fast translation to clinical use, is the lack of detectors capable of meeting the requirements needed to monitor and terminate the FLASH-RT treatment in real time. We propose to develop and demonstrate a large area, ultrafast and precise external beam monitor for FLASH-RT, universally suitable for electrons, protons, photons, and ions, that can terminate the beam in ≤1 ms while the patient is being treated. For this proposal, we will primarily focus on developing and demonstrating the system for electron FLASH-RT with linacs and proton FLASH-RT with existing cyclotrons, but will also demonstrate performance using X-rays. Unlike strip or wire ionization chambers, the proposed system is based on our patented (Jan 2020 and Nov 2020) ionizing-radiation beam monitoring system technology, which can provide ultrafast readout with concurrent analysis of the radiation beam position, profile, and fluence/dosimetry in real time at a rate of ≥10 kHz (i.e., beam analysis ≤100 µs). The proposed system provides real-time dosimetry, beam control, and verification for FLASH-RT. It provides an accurate 2D position and beam profile of rapidly scanned beams with a spatial resolution of a few microns over an active beam monitoring area of 26 cm x 30 cm. The beam monitor response is linear, without saturation, for all FLASH-RT beam luminosities. Proton beam testing will be primarily at the University of Michigan Ion Beam Laboratory, and electron beam testing at the Notre Dame Radiation Laboratory. The proposed program is for 3-years and will evolve from fabrication and testing of a quarter-scale beam monitor in Year 1 to a full-size system with self-calibration capability in Year 3. Our principal collaborators on this program include the University of Michigan, Physics Department, and Loma Linda University, School of Medicine. The proposed beam monitor constitutes a critical enabling technology for all types of FLASH-RT. It will ensure the safety, quality, and efficiency of FLASH radiation therapy, allowing cancer patients to be successfully treated with much higher doses, fewer side-effects, and excellent tumor control. It is also suitable for spatially fractionated radiation therapy techniques such as GRID, LATTICE, microbeam RT (MRT), and proton-minibeam RT (pMBRT). The proposed beam monitor is also being designed into a novel (patent pending) ultrafast radioablation system that eliminates the motion problem for treating cardiac arrhythmia (AFib). OMB No. 0925-0001/0002 (Rev. 01/18 Approved Through 03/31/2020) Page Continuation Format Page
摘要/摘要 Flash放射疗法(Flash-RT)是一种新型的放射治疗形式,有望大大保留正常 癌症治疗中的组织没有肿瘤保留。在Flash-RT中,辐射剂量被输送到 肿瘤和正常组织以毫秒而不是分钟。只有在大较大时才有效 在1-3次治疗课程中提供的每分部剂量剂量。它将缩短标准的30天治疗时间到1-3天, 这是如此大大降低副作用和放射治疗的成本。第一个人 患者于2018年成功接受治疗。十(10)名患者在美国开始的第一次临床试验 2020年11月。计划在2021年和欧洲进行额外的临床试验,至少有100名患者。 Flash-RT的主要局限性,防止快速转化为临床使用,是缺乏能够的探测器 满足实时监视和终止闪存治疗所需的要求。我们建议 为了开发和演示大面积,超快和精确的外部梁监视器,用于闪存,普遍 适合电子,质子,照片和离子,可以在患者处于≤1ms中终止光束 治疗。对于此建议,我们将主要专注于开发和演示电子系统的系统 flash-rt与Linacs和Proton Flash-RT具有现有环状体,但也将证明性能 使用X射线。与条带或电线电离室不同,拟议的系统是基于我们的专利(2020年1月 和2020年11月)电离放射光束监控系统技术,可以为超快读数提供 同时分析辐射束位置,轮廓和通量/剂量测定,以≥10的速度实时分析 KHz(即梁分析≤100µs)。拟议的系统提供实时剂量测定,光束控制和 验证Flash-RT。它提供了准确的2D位置和快速扫描的光束的光束轮廓 在26 cm x 30 cm的活动光束监测区域上的几微米的空间分辨率。梁监视器 对于所有闪存束光亮度,响应是线性的,没有饱和。质子束测试将是主要的 在密歇根大学离子梁实验室和巴黎圣母院辐射的电子束测试 实验室。拟议的计划持续了3年,将从四分之一尺度的制造和测试中演变 第1年的光束监视器到具有自校准能力的全尺寸系统。我们的主要合作者 该计划包括密歇根大学,物理系和洛马·琳达大学,学校 药品。提出的梁监视器构成了所有类型的闪存-RT的关键启用技术。它 将确保闪光辐射疗法的安全性,质量和效率,使癌症患者成为 成功治疗了更高剂量,较少的副作用和出色的肿瘤控制。这也是合适的 用于空间分级的放射疗法技术,例如网格,晶格,微动RT(MRT)和 Proton-Minibeam RT(PMBRT)。提出的梁显示器也被设计成小说(申请专利) 超快放射系统消除了治疗心律不齐(AFIB)的运动问题。 OMB No. 0925-0001/0002(修订版01/18通过03/31/2020批准)页面延续格式页面

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Peter S Friedman其他文献

Peter S Friedman的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Peter S Friedman', 18)}}的其他基金

Ultrafast and Precise External Beam Monitor for FLASH and Other Advanced Radiation Therapy Modalities
用于 FLASH 和其他先进放射治疗方式的超快且精确的外部光束监视器
  • 批准号:
    10667648
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 56.16万
  • 项目类别:
Ultrafast and Precise External Beam Monitor for FLASH and Other Advanced Radiation Therapy Modalities
用于 FLASH 和其他先进放射治疗方式的超快且精确的外部光束监视器
  • 批准号:
    10489828
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 56.16万
  • 项目类别:
Large-Area Plasma Panel Detectors for Particle Beam Radiation Therapy
用于粒子束放射治疗的大面积等离子体面板探测器
  • 批准号:
    8648242
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 56.16万
  • 项目类别:
Large-Area Plasma Panel Detectors for Particle Beam Radiation Therapy
用于粒子束放射治疗的大面积等离子体面板探测器
  • 批准号:
    9512766
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 56.16万
  • 项目类别:
Large-Area Plasma Panel Detectors for Particle Beam Radiation Therapy
用于粒子束放射治疗的大面积等离子体面板探测器
  • 批准号:
    9137921
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 56.16万
  • 项目类别:

相似国自然基金

TMEM30a在致心律不齐性右心室心肌病中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82100367
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    20 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
人参抗心律不齐活性成分及其构效关系的研究*3
  • 批准号:
    28970070
  • 批准年份:
    1989
  • 资助金额:
    2.5 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

From Variants to Mechanisms for Cardiac Arrhythmias
从心律失常的变异到机制
  • 批准号:
    10719850
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 56.16万
  • 项目类别:
SCH: Simulation Optimization of Cardiac Surgical Planning
SCH:心脏手术计划的模拟优化
  • 批准号:
    10816654
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 56.16万
  • 项目类别:
AI-based Cardiac CT
基于人工智能的心脏CT
  • 批准号:
    10654259
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 56.16万
  • 项目类别:
Prototype development and validation of soft robotic sensor arrays for mapping cardiac arrhythmia
用于绘制心律失常的软机器人传感器阵列的原型开发和验证
  • 批准号:
    10722857
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 56.16万
  • 项目类别:
Pathophysiological Significance of Atrial Fibrillation Electrogram Patterns
心房颤动电图模式的病理生理学意义
  • 批准号:
    10634983
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 56.16万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了