放射疗法，或称放射治疗，是对抗几乎所有形式癌症的最常见疗法之一，但它还远远不够完美。潜在的副作用是众所周知的，取决于肿瘤的位置。症状包括极度疲劳、出血、恶心和呕吐。不幸的是，这项技术的进步一直很缓慢。随着癌症成为全球死亡的主要原因，对新的治疗方案的需求很大。
放射治疗使用高剂量的辐射来杀死癌细胞并缩小肿瘤。在成像扫描如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。这些图像可以帮助医疗专业人员确定辐射束的瞄准位置，并确定治疗区域。但由于这一过程需要两个步骤，医生不得不在肿瘤周围增加一个误差范围。
塞缪尔·马辛博士与人合伙创办了反射2009年，他以基于pet算法的工作为起点。RefleXion正在开发一种技术，可以将图像处理的两步过程改为一步。该公司开发了一种生物引导放射治疗(BgRT)平台，结合了成熟的癌症成像技术、PET和放射治疗。
RefleXion医疗事务副总裁肖恩·希尔瓦尼(Sean Shirvani)博士说:“肿瘤在体内移动是因为我们的器官在不断地内部运动。”“我们的肌肉和内脏会不自觉地收缩。我们吸气和呼气。我们的心在跳动。随着所有这些运动，肿瘤被推、拉和旋转。为了解释所有这些运动，目前的放射治疗通常必须针对肿瘤在体内的整个通路，这可能会对患者产生不利的后果。”
这种做法将健康组织暴露在辐射下，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，医生可以缩小误差范围，为患者提供更有针对性和更安全的放射治疗。
“癌细胞会发出信号。所以为什么我们不能直接用辐射来摧毁它呢?”
Sam Mazin博士，RefleXion创始人兼首席技术官
实时追踪肿瘤
“癌细胞会发出信号。所以为什么我们不能直接用辐射来摧毁它呢?”这是RefleXion创始人兼首席技术官Sam Mazin博士在担任放射学博士后期间提出的问题。“以前没有人想到过这一点，因为足够多的这些信号需要几分钟才能积聚起来，形成癌症的完整PET图像。人们认为他们必须等待图像，因此他们无法使用PET实时跟踪肿瘤的运动。”
Mazin的想法是绕过这个图像创建过程和等待时间，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，这意味着副作用更少，生活质量更高，对其他必要治疗的延误也更少。”
阻碍联合成像和治疗平台发布的一个障碍是实时运行平台所需的数据和信号处理水平。这种类型的平台需要计算机处理大量的生物数据，然后相应地调整辐射束，所有这些都在几毫秒内完成。这种级别的算法开发和处理非常复杂，需要数年时间来完善。
RefleXion的软件开发人员兼首席算法工程师叶夫根•沃罗年科(Yevgen Voronenko)表示:“弄清楚某样东西为什么不能工作，与弄清楚如何首先构建它一样困难。”“这就是为什么我们需要MathWorks开发的系统的完整可视化和计算能力。最初，当我们构建复杂的算法堆栈时，MATLAB帮了我们很多忙，然后当某些东西没有按预期工作时，MATLAB帮助我们进行调试和调查。”
Voronenko说:“我们还用它来提高计算的性能和准确性。”“处理医学图像数据以引导高强度辐射束需要整个计算链的亚像素精度。这仅用c++调试器是不可能实现的。”
Voronenko说MATLAB®帮助RefleXion的团队快速开发和调试他们的代码，并处理大量真实的患者数据，以完善他们的信号处理算法。
“如果肿瘤移动，治疗也会随之移动，就像聚光灯一样。对于患者来说，这意味着副作用更少，生活质量更高，对其他必要治疗的延误也更少。”
肖恩·希尔瓦尼医生，RefleXion医疗事务副总裁
每百分之一秒，该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还必须制造新的硬件，将商业现货部件与定制设计的组件相结合。RefleXion设备是一个x射线源(线性加速器)，安装在一个旋转的龙门架上，以及一系列PET探测器。RefleXion龙门架的旋转速度比传统放射治疗系统快60倍，并能从不同角度塑造辐射束以击中肿瘤。
他们的光束整形装置被称为多叶准直器，需要从头开始设计。RefleXion团队使用Simulink金宝app®在制造设备之前，轻松高效地测试他们的想法。这种方法节省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巢信号，这为从头到脚治疗晚期疾病患者的众多转移位点提供了可能性。”
癌症治疗的一个众所周知的规则是“越早越好”，但有时症状非常微妙，在早期发现疾病是非常困难的。BgRT可以通过一次治疗所有转移灶来帮助扩大晚期病例的治疗窗口。Shirvani说:“这可以让医生探索用放疗根除所有转移是否可以提高生存率，甚至导致一些患者的持久缓解。”
“最初，当我们构建复杂的算法堆栈时，MATLAB帮了我们很多忙，后来当某些东西没有按预期工作时，MATLAB帮助我们进行调试和调查。”
Yevgen Voronenko是RefleXion的软件开发人员和首席算法工程师
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与弊，并从医生那里获得关于他们产品的反馈。这项新技术可以适用于机构和医院目前拥有的放射治疗库，使其易于安装和采用。
下一步是食品和药物管理局批准生物引导放射治疗用于临床。但是通过使用已经建立的实践，RefleXion希望过程会很顺利，很快患者就会从新的治疗中受益。
