อัลกอริธึมปัญญาประดิษฐ์ (AI) สามารถทำนายการกระจายขนาดยา 3 มิติได้อย่างรวดเร็วสำหรับแผนการรักษาด้วยรังสี MRI แบบออนไลน์ที่ปรับเปลี่ยนได้ ทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างรวดเร็วและประเมินคุณภาพของการรักษาเหล่านี้ ตามการวิจัยที่ตีพิมพ์ในJournal of Applied Clinical Medical Physics โครงข่ายประสาทเทียม (ANNs) ที่พัฒนาขึ้นโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวอชิงตันใน
เซนต์หลุยส์ โดยใช้ข้อมูลเส้นขอบเท่านั้น
ทำให้เกิดประสิทธิภาพที่ดีในการทำนายการกระจายขนาดยา 3 มิติสำหรับแผนการรักษา ยิ่งไปกว่านั้น พวกเขายังระบุอย่างชัดเจนว่าแผนการรักษามะเร็งช่องท้องประมาณ 10% ในการศึกษานี้ด้อยกว่าและต้องการการเพิ่มประสิทธิภาพและการปรับแต่งเพิ่มเติมตามที่ทีมระบุ
“แบบจำลองการคาดการณ์จะมีประโยชน์ในการปรับปรุงกลยุทธ์การวางแผนและเวิร์กโฟลว์แบบปรับตัวผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพและการประเมินแผนที่มีข้อมูลมากขึ้นในแบบเรียลไทม์” ผู้เขียนนำโดย M Allan Thomas ผู้เขียนคนแรก
ปริมาณที่วางแผนไว้เทียบกับที่คาดการณ์ไว้ขนาดยาตามแผน 3 ชิ้น ขนาดยาที่คาดการณ์โดยแบบจำลอง และข้อผิดพลาดในการทำนายสำหรับแผนผู้ป่วยที่เป็นตัวแทน นักวิจัยได้ฝึกอบรมและตรวจสอบแบบจำลองโดยใช้ชุดข้อมูลแผนการรักษา 310 แผนจากผู้ป่วยมะเร็งช่องท้อง 53 ราย ที่ได้รับการรักษาด้วยรังสีบำบัดด้วย MRI ที่นำโดย linac แบบปรับตัวได้ทางออนไลน์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แบบจำลอง ANN ได้รับการออกแบบมาเพื่อทำนายการกระจายขนาดยา 3 มิติโดยอิงจากค่าเฉลี่ยของแผนการรักษาก่อนหน้า
แบบจำลองของเราช่วยให้สามารถเปรียบเทียบขนาดยา 3 มิติ
ได้โดยตรงระหว่างประวัติของแผนการรักษาก่อนหน้านี้และแผนการรักษาที่จะเกิดขึ้นสำหรับผู้ป่วยในอนาคตโดยไม่จำเป็นต้องใช้เวลาและความพยายามในการสร้างแผนการรักษาที่แท้จริง” ผู้เขียนเขียน “สิ่งนี้เป็นไปได้เพราะแบบจำลองของเราอิงตามอินพุตที่ต้องการเพียงข้อมูลโครงสร้างเป้าหมายและ [อวัยวะที่มีความเสี่ยง] ไม่ใช่พารามิเตอร์ของลำแสงที่วางแผนไว้”
นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าการรวมทางคลินิกของแบบจำลองนั้นต้องใช้ความพยายามเพียงเล็กน้อย หลังจากวางแผนย้อนหลังหลายแผนจาก 25 แผนซึ่ง ANN ระบุว่าด้อยกว่าในการวิเคราะห์ นักวิจัยยังพบว่าแผนใหม่นี้ใกล้เคียงกับระดับคุณภาพที่คาดการณ์โดยแบบจำลอง
“โดยทั่วไป จาก 40% ถึง 100% ของความแตกต่างระหว่างตัวชี้วัดแผนที่คาดการณ์และมูลค่าดั้งเดิมจะถูกกู้คืนหลังจากวางแผนใหม่” พวกเขาเขียน “ผลลัพธ์เหล่านี้ช่วยในการแสดงความเกี่ยวข้องทางคลินิกและประโยชน์ของแบบจำลองการคาดการณ์ปริมาณยา”
ในอนาคต การคาดการณ์การกระจายขนาดยา 3 มิติเหล่านี้สามารถใช้เป็นข้อมูลทางเลือกในกระบวนการพัฒนาแผนการรักษาในปัจจุบัน
การคาดการณ์ปริมาณรังสี 3 มิติโดยประมาณที่
เหมาะกับลักษณะทางกายวิภาคเฉพาะของวันอาจเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีขึ้นมากสำหรับการพัฒนาแผนดัดแปลงในภายหลังและการเพิ่มประสิทธิภาพในแต่ละส่วน” ผู้เขียนเขียน “ความจริงที่ว่าโมเดล ANN ของเราสามารถคาดการณ์ปริมาณรังสี 3 มิติโดยใช้ข้อมูลรูปร่างเพียงอย่างเดียว (ไม่จำเป็นต้องมีแผนการรักษาที่พัฒนาเต็มที่) ช่วยเสริมศักยภาพในการใช้เป็นปัจจัยการผลิตใหม่สำหรับกลยุทธ์การวางแผนการรักษาทางเลือก”
เนื่องจากจำนวนผู้ป่วยที่ได้รับการรักษาด้วยรังสีบำบัดด้วย MR-guided แบบออนไลน์เพิ่มขึ้นและมีข้อมูลการฝึกอบรมมากขึ้น จึงอาจเป็นไปได้ที่จะพัฒนาแบบจำลองการคาดการณ์ที่ได้รับการปรับปรุงโดยอิงจากโครงข่ายประสาทเทียม
นักวิจัยในประเทศจีนและสหรัฐอเมริกาได้สร้างอุปกรณ์โฟโตนิกที่เปล่งแสงในทิศทางเดียวเท่านั้น Chao Peng , Marin Soljačićและเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัย Peking, สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ และมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย ได้สร้างอุปกรณ์โดยปรับแต่งรูปร่างของชุดซิลิกาบาร์ที่แกะสลักอย่างระมัดระวัง ดังนั้นจึงใช้โทโพโลยีในการปรับเปลี่ยนผลกระทบที่น่าสงสัยซึ่งคาดการณ์ไว้ 90 ปี ที่ผ่านมา. อุปกรณ์ออปติคัลอาจมีแอพพลิเคชั่นหลายตัวในออปโตอิเล็กทรอนิกส์
ความท้าทายหลักในการสร้างวงจรออปติคัลคือแสงจะเดินทางอย่างมีความสุขในทั้งสองทิศทางผ่านอุปกรณ์ออปติคัล ซึ่งทำให้เกิดผลกระทบที่ไม่ต้องการ วิธีแก้ปัญหาในปัจจุบัน เช่น การรวมกระจกเงาเพื่อสะท้อนแสงที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางที่ผิด มักจะมีขนาดใหญ่ ไม่มีประสิทธิภาพ หรือประดิษฐ์ขึ้นยาก ตอนนี้ นักวิจัยในจีนและสหรัฐอเมริกาได้นำโทโพโลยีมาบิดเบือนผลที่เสนอครั้งแรกในปี พ.ศ. 2472 และสร้างผลึกโฟโตนิกที่ปรับแสงในทิศทางเดียว
ในปีพ.ศ. 2472 จอห์น ฟอน นอยมันน์ และยูจีน วิกเนอร์ ค้นพบว่าคำตอบบางประการของสมการชโรดิงเงอร์สำหรับอิเล็กตรอนในสถานะที่ถูกผูกไว้ซึ่งเกี่ยวข้องกันเป็นอย่างดีซึ่งยังคงมีพลังงานเพียงพอที่จะหลบหนีออกจากบ่อน้ำ การสร้างระบบทดลองที่แสดง “สถานะที่ถูกผูกไว้ในคอนตินิวอัม” (BIC) ไม่สามารถทำได้ในขณะนั้น ดังนั้นพวกเขาจึงยังคงเป็นความอยากรู้ทางคณิตศาสตร์เป็นเวลาหลายทศวรรษ เริ่มต้นในปี 1970 นักวิจัยตระหนักว่าฟิสิกส์แบบเดียวกันนี้ใช้นอกเหนือจากกลศาสตร์ควอนตัมและใช้กับระบบคลื่นในวงกว้างมากขึ้น ตั้งแต่นั้นมา BIC ก็ได้รับการสังเกตในคลื่นแสง เสียง และคลื่นน้ำ เช่นเดียวกับคลื่นพื้นผิวในกราฟีน
กระจกที่สมบูรณ์แบบในปี 2013 ทีมที่นำโดยSoljačićใช้ BIC ในการผลิตกระจกเงารูปแบบใหม่ที่สามารถดักจับและสะท้อนแสงได้โดยไม่ต้องดูดซับ ในปี 2017 Boubacar Kantéแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโกและเพื่อนร่วมงานได้ขยายแนวคิดจากการควบคุมการดักจับแสงไปจนถึงการปรับแต่งการปล่อยแสง พวกเขาสร้าง “supercavity” ทางแสงจากโครงสร้างตาข่ายสี่เหลี่ยมของอินเดียมแกลเลียมอาร์เซไนด์ฟอสไฟด์ เมื่อสูบด้วยความถี่แสง โครงสร้างของมันรองรับคลื่นนิ่งที่ประมาณ 1,550 นาโนเมตร (ความยาวคลื่นที่ใช้กันมากที่สุดในการสื่อสารโทรคมนาคม) ใช้เพื่อสร้างเลเซอร์ linewidth ที่แคบมากซึ่งสามารถพิสูจน์ได้ว่ามีประโยชน์ในออปโตอิเล็กทรอนิกส์ อย่างไรก็ตาม การปล่อยนั้นมีความสมมาตรเชิงพื้นที่ เช่นเดียวกับโฟตอนจำนวนมากที่แผ่ลงมาจากตาข่ายขึ้นไปด้านบน
Credit : rocteryx.com romigallery.com rompingrat.com rotarysintra.net rupert-rampage.com
