Bringing 4π radiation therapy to the clinic

将 4° 放射治疗引入诊所

基本信息

  • 批准号:
    10618889
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 119.97万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-05-06 至 2025-04-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Significance/Innovation: Utilizing non-coplanar beams in radiotherapy can significantly improve dosimetry for better normal organ sparing and tumor targeting. However, the optimality of such therapy requires extensive and efficient utilization of non-coplanar beams that are incompatible with existing radiotherapy platforms. The widely available C-arm gantry systems are collision prone, cumbersome, and require undesirable patient couch motion to achieve the non-coplanar angles. The existing robotic system lacks posterior beams and a planning system to integrally optimize beam orientation and fluence, making it extremely limited in achievable dosimetry, target sizes, applicable disease sites, and throughput. Motivated by these clinical and market needs UCLA and RadiaBeam are developing a new robotic radiotherapy platform called Polaris that overcomes the limitations of existing radiotherapy systems, with the following innovative advantages: 1. A super compact 6MV linear accelerator enables unobstructed access to 4π solid angle, including posterior beams. 2. A mathematical framework for integrated beam orientation, source-to-tumor distance, and fluence map optimization, which can efficiently create substantially better plans than the clinical state-of-the-art. 3. A 3D image guidance system will be implemented for the first time on a robotic radiotherapy system without impeding the degrees of freedom in non-coplanar delivery. 4. The combination of hardware and software allows superior dosimetry to be efficiently delivered to targets of all sizes, making our system a superior replacement of all C-arm gantry systems and the existing robotic radiotherapy system as a general-purpose radiotherapy machine. During the SBIR project (NIH Phase II 5R44CA183390-04), Celestial Oncology Inc. was founded to bring the Polaris system to market, and received a $6M series A investment in 2020. This NIH SBIR Phase IIB bridge project will accelerate the completion of the last technical, regulatory, and clinical steps required to bring this life-saving therapy to the clinic. We propose the following aims: Aims: 1a: Mechanically synchronize the X-ray source and detector robots. 1b. Collect projections for circular and helical trajectories for CBCT reconstruction. 1c. Integrate the imaging component for end-to-end IGRT accuracy validation. 2a. Complete the design, manufacturing, verification, and validation of the clinical system. 2b. Submit for US market clearance. 2c. Establish and certify a Quality Management System. 3a. Installation and acceptance tests of the 4π radiotherapy system at UCLA. 3b. Early phase clinical study. Impact: Polaris will serve as a superior replacement of all general-purpose machines with advantages in dose conformity, automation, and throughput. These advantages will drive rapid adoption. The success of this project will clear the last hurdles between the current level of technical development and what is needed to be commercially and clinically ready.
意义/创新:在放射治疗中使用非共面光束可以显着改善放射治疗的剂量测定 更好的正常器官保护和肿瘤靶向然而,这种治疗的最佳性需要广泛的研究。 以及有效利用与现有放射治疗平台不兼容的非共面光束。 广泛使用的 C 形臂龙门系统容易碰撞、笨重,并且需要不理想的患者床 现有的机器人系统缺乏后梁和规划。 系统整体优化射束方向和注量,使其在可实现的剂量测定方面极为有限, 目标大小、适用的疾病部位和通量。 受这些临床和市场需求的推动,加州大学洛杉矶分校 (UCLA) 和 RadiaBeam 正在开发一种新型机器人 名为 Polaris 的放射治疗平台克服了现有放射治疗系统的局限性, 具有以下创新优势: 1. 超紧凑的6MV直线加速器可无障碍访问 4π 立体角,包括后光束 2. 集成光束定向的数学框架, 源到肿瘤距离和注量图优化,可以有效地创建更好的计划 3. 首次在无人机上实现3D图像引导系统 4. 不妨碍非共面输送的自由度的机器人放射治疗系统。 硬件和软件的结合使卓越的剂量测定能够有效地传递到所有目标 尺寸,使我们的系统成为所有 C 臂龙门系统和现有机器人的卓越替代品 放射治疗系统作为通用放射治疗机。 在 SBIR 项目(NIH II 期 5R44CA183390-04)期间,Celestial Oncology Inc. 成立,旨在将 Polaris 系统上市,并于 2020 年获得 600 万美元 A 轮投资。这款 NIH SBIR IIB 期桥接器 项目将加速完成实现这一目标所需的最后技术、监管和临床步骤 我们向临床提出以下挽救生命的治疗目标: 目标: 1a:机械同步 X 射线源和探测器机器人 1b。 和 CBCT 重建的螺旋轨迹 1c。 2a. 完成临床系统的设计、制造、验证和确认。 2b. 提交美国市场许可 2c. 建立并认证质量管理体系。 加州大学洛杉矶分校 3b 的 4π 放射治疗系统的验收测试。 影响:Polaris 将成为所有通用机器的卓越替代品,具有剂量优势 这些优势将推动其快速采用。 该项目将清除当前技术发展水平与所需技术之间的最后障碍 商业和临床准备就绪。

项目成果

期刊论文数量(21)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
VMAT optimization with dynamic collimator rotation.
通过动态准直器旋转进行 VMAT 优化。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Lyu, Qihui;O'Connor, Daniel;Ruan, Dan;Yu, Victoria;Nguyen, Dan;Sheng, Ke
  • 通讯作者:
    Sheng, Ke
Many-isocenter optimization for robotic radiotherapy.
机器人放射治疗的多等中心优化。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020-02-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Lyu, Qihui;Neph, Ryan;Yu, Victoria Y;Ruan, Dan;Boucher, Salime;Sheng, Ke
  • 通讯作者:
    Sheng, Ke
Response to "in regard to "Tran A, Zhang J, Woods K, Yu V, Nguyen D, Gustafson G, Rosen L, Sheng K. Treatment planning comparison of IMPT, VMAT and 4π radiotherapy for prostate cases".
回应“关于“Tran A、Zhang J、Woods K、Yu V、Nguyen D、Gustafson G、Rosen L、Sheng K. IMPT、VMAT 和 4Ï 前列腺病例治疗计划比较”。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Sheng; Ke
  • 通讯作者:
    Ke
Technical Note: Iterative megavoltage CT (MVCT) reconstruction using block-matching 3D-transform (BM3D) regularization.
技术说明:使用块匹配 3D 变换 (BM3D) 正则化进行迭代兆电压 CT (MVCT) 重建。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Lyu, Qihui;Yang, Chunlin;Gao, Hao;Xue, Yi;O'Connor, Daniel;Niu, Tianye;Sheng, Ke
  • 通讯作者:
    Sheng, Ke
Single-arc VMAT optimization for dual-layer MLC.
双层 MLC 的单弧 VMAT 优化。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Lyu, Qihui;Neph, Ryan;Yu, Victoria Y;Ruan, Dan;Sheng, Ke
  • 通讯作者:
    Sheng, Ke
{{ 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 }}

Ke Sheng其他文献

Ke Sheng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('Ke Sheng', 18)}}的其他基金

Bringing 4π radiation therapy to the clinic
将 4° 放射治疗引入诊所
  • 批准号:
    10464360
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 119.97万
  • 项目类别:
Development of A High Throughput Image-Guided IMRT System for Preclinical Research
开发用于临床前研究的高通量图像引导 IMRT 系统
  • 批准号:
    10434948
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 119.97万
  • 项目类别:
Development of A High Throughput Image-Guided IMRT System forPreclinical Research
开发用于临床前研究的高通量图像引导 IMRT 系统
  • 批准号:
    10827345
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 119.97万
  • 项目类别:
Development of A High Throughput Image-Guided IMRT System for Preclinical Research
开发用于临床前研究的高通量图像引导 IMRT 系统
  • 批准号:
    10317441
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 119.97万
  • 项目类别:
Robust IMPT with automated beam orientation and scanning spot optimization
具有自动光束定向和扫描点优化功能的稳健 IMPT
  • 批准号:
    10762796
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 119.97万
  • 项目类别:
Robust IMPT with automated beam orientation and scanning spot optimization
具有自动光束定向和扫描点优化功能的稳健 IMPT
  • 批准号:
    10112842
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 119.97万
  • 项目类别:
Robust IMPT with automated beam orientation and scanning spot optimization
具有自动光束定向和扫描点优化功能的稳健 IMPT
  • 批准号:
    10356142
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 119.97万
  • 项目类别:
Development of intensity modulated radiation therapy for small animal research
用于小动物研究的调强放射治疗的发展
  • 批准号:
    9434233
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 119.97万
  • 项目类别:
Motion Management of Pancreatic Cancer in MRI-Guided Radiotherapy
MRI 引导放射治疗中胰腺癌的运动管理
  • 批准号:
    9023515
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 119.97万
  • 项目类别:
Motion Management of Pancreatic Cancer in MRI-Guided Radiotherapy
MRI 引导放射治疗中胰腺癌的运动管理
  • 批准号:
    9023515
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 119.97万
  • 项目类别:

相似国自然基金

采用复合防护材料的水下多介质耦合作用下重力坝抗爆机理研究
  • 批准号:
    51779168
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    59.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
采用数值计算求解一类半代数系统全部整数解
  • 批准号:
    11671377
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    48.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
采用pinball loss的MEE算法研究
  • 批准号:
    11401247
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
采用路径算法和管网简化的城市内涝近实时模拟
  • 批准号:
    41301419
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
采用ε近似算法的盲信道均衡
  • 批准号:
    60172058
  • 批准年份:
    2001
  • 资助金额:
    16.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

High-Resolution Lymphatic Mapping of the Upper Extremities with MRI
使用 MRI 进行上肢高分辨率淋巴图谱分析
  • 批准号:
    10663718
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 119.97万
  • 项目类别:
Bioethical, Legal, and Anthropological Study of Technologies (BLAST)
技术的生物伦理、法律和人类学研究 (BLAST)
  • 批准号:
    10831226
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 119.97万
  • 项目类别:
High-Resolution Lymphatic Mapping of the Upper Extremities with MRI
使用 MRI 进行上肢高分辨率淋巴图谱分析
  • 批准号:
    10663718
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 119.97万
  • 项目类别:
C2: Data Science
C2:数据科学
  • 批准号:
    10705969
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 119.97万
  • 项目类别:
Exploratory Research Project - ADAPT
探索性研究项目 - ADAPT
  • 批准号:
    10577122
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 119.97万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了