放射治疗或放疗是对几乎所有形式的癌症作战的最常见的治疗方法之一 - 但它远非完美。潜在的副作用是众所周知的并且根据肿瘤的位置而变化。它们的范围从极端疲劳和出血到恶心和呕吐。不幸的是，对技术的改进缓慢。随着癌症作为全世界死亡的主要原因，新的治疗方案需求量很高。
放射疗法使用高剂量的辐射杀死癌细胞并缩小肿瘤。它是在正电子发射断层扫描(PET)、磁共振成像(MRI)或计算机断层扫描(CT)定位目标肿瘤后进行的。这些图像可以帮助医疗专业人员决定将辐射束对准哪里，并确定治疗领域。但由于该过程需要两个步骤，医生被迫在肿瘤周围增加误差幅度。
塞缪尔·马辛(Samuel Mazin)博士在与人合作创办公司时就开始改变这一现状反射2009年，以他在基于pet的算法上的工作为起点。RefleXion正在开发一种技术，将两步成像然后处理的过程变成一步。它开发了一个生物引导放射治疗(BgRT)平台，该平台结合了成熟的癌症成像技术、PET和放射治疗。
RefleXion医疗事务副总裁Sean Shirvani博士说:“肿瘤在体内移动是因为我们的器官不断在内部运动。”“我们有肌肉和内脏的不自主收缩。我们吸气和呼气。我们的心跳。在所有这些运动中，肿瘤被推、拉和旋转。为了解释所有这些运动，目前的放疗通常必须针对肿瘤在体内的整个路径，这可能对患者产生有害后果。”
这种做法将健康组织暴露在辐射之下，从而增加了治疗产生不良副作用的可能性。随着实时成像和治疗方法的发展，医生可以减少误差，为患者提供更有针对性、更安全的放疗。
“癌细胞发出信号。那么为什么我们不能用辐射射回来摧毁它？“
Sam Mazin博士，Reflexion创始人和首席技术官
实时跟踪肿瘤
“癌细胞发出信号。那么为什么我们不能用辐射射回来摧毁它？“这是一个问题反射创始人和首席技术官Sam Mazin博士在他的时间询问了放射学的博士后研究员。“之前没有人想过这个，因为它需要几分钟的时间来累积，以累积形成癌症的完整宠物形象。人们认为他们必须等待一个形象，因此他们无法实时使用宠物来跟踪肿瘤的运动。“
Mazin的想法是绕过这个图像生成过程和等待时间，使用PET信号直接控制辐射束。
Shirvani说:“如果肿瘤移动，治疗也会随之移动，就像聚光灯一样。”“对患者来说，这意味着更少的副作用，更高的生活质量，以及更少的延迟可能需要的其他治疗。”
持有组合成像和处理平台释放的一个障碍是实时运行平台所需的数据和信号处理水平。这种类型的平台要求计算机处理大量的生物数据，然后在毫秒内相应地调整辐射束。这种算法的开发和处理水平非常复杂，需要数年才能完善。
RefleXion软件开发人员、首席算法工程师叶夫根•沃罗年科(Yevgen Voronenko)表示:“弄清楚某些东西为什么不能工作，就像弄清楚如何把它造出来一样困难。”“这就是为什么我们需要像MathWorks开发的那样具有完整的可视化和计算能力的系统。MATLAB最初在我们构建复杂算法堆栈时帮助了我们很多，然后在一些事情没有按照预期工作时进行调试和调查。”
“我们还用它来提高计算的性能和准确性，”Voronenko说。“以引导高强度辐射束为目的处理医学图像数据需要整个计算链的亚像素精度。这仅靠c++调试器是不可能实现的。”
Voronenko说MATLAB®帮助反射的团队快速开发和调试其代码并处理大量的真实患者数据以完善其信号处理算法。
“如果肿瘤移动，处理就像聚光灯一样移动。对于患者来说，这可能意味着更少的副作用，更高的生活质量，以及可能需要的其他治疗的延迟较少。“
肖恩·舍瓦尼医生，RefleXion医疗事务副总裁
每隔百分之一秒，软件就会对辐射束的强度和位置做出决定，同时在同一时间内处理数百个PET信号。
除了新软件，RefleXion还必须构建新的硬件——将商用现货部件与定制设计的组件相结合。RefleXion设备是一个安装在旋转龙门上的x射线源(线性加速器)，以及一组PET探测器。RefleXion支架的旋转速度比传统放疗系统快60倍，可以塑造辐射束，从不同角度照射肿瘤。
它们的光束成型装置称为多叶子准直器，需要从头划痕设计。反射团队使用Simulink金宝app®从MathWorks开始在构建设备之前轻松敏捷地测试他们的想法。这种方法保存了团队的时间和资源。
Shirvani说:“BgRT的一个优雅的特点是它的治疗优势不仅仅适用于一种肿瘤。”“一次PET注射可以在多个肿瘤上产生相同的归一信号，这为晚期肿瘤患者的众多转移部位提供了从头到脚的治疗可能性。”
癌症治疗的着名规则是“前面的，越好”，但有时症状是如此微妙地在其早期阶段捕捉疾病可能是非常困难的。通过在一个会议中处理所有转移，BGRT可以帮助扩大治疗窗口的治疗窗口。“这可能让医生探索消除辐射的所有转移是否可以改善一些患者的存活甚至导致持久的缓解，”Shirvani说。
“当我们建立复杂的算法堆栈时，Matlab最初帮助我们解决了很多，然后后来调试并调查某些东西时不适用于预期工作。”
Yevgen Voronenko，Software Developer和Refiplion的主要算法工程师
在10年的发展过程中，RefleXion一直与医学界合作，了解当前治疗过程的利弊，并从医生那里获得关于他们产品的反馈。这项新技术可以安装在机构和医院目前拥有的放射治疗库中，使其易于安装和采用。
下一步是通过食品和药物管理临床使用清除生物导向放射治疗。但是通过使用已经建立的实践，反射希望该过程将是平稳的，很快患者将从新的治疗中受益。
