خطوة واحدة أقرب إلى التصوير بالرنين المغناطيسي في الوقت الحقيقي في العلاج بالبروتون

العلاج بالبروتون هو تقنية متقدمة لعلاج السرطان توفر جرعة مستهدفة للغاية للورم مع الحفاظ على الأنسجة الطبيعية المحيطة، وذلك بفضل النطاق المحدود لشعاع البروتون. ومع ذلك، فإن هذا الاستهداف الدقيق يتعرض للخطر بسبب حركة الورم أو التغيرات التشريحية طوال فترة العلاج. يعد غياب أدوات التصوير السريعة لتحديد الأهداف المتحركة أثناء توصيل الجرعة عائقًا أساسيًا أمام استغلال الإمكانات الكاملة للعلاج بالبروتون.

يمكن للتصوير في الوقت الحقيقي أثناء تقديم العلاج تصور الورم ومزامنة شعاع البروتون مع حركته. يمكن للتصوير بالرنين المغناطيسي، الذي تم دمجه مؤخرًا في أنظمة العلاج الإشعاعي التقليدية المعتمدة على الفوتون، أن يوفر تصويرًا عالي الدقة وعالي التباين للأنسجة الرخوة، دون إيداع أي جرعة مؤينة إضافية في المريض. لكن تشغيل ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي جنبًا إلى جنب مع شعاع البروتون يمثل تحديًا تكنولوجيًا كبيرًا اعتبره الكثيرون مستحيلًا لفترة طويلة.

اسوين هوفمان من HZDR معهد الأورام الإشعاعية – أونكوراي في دريسدن اعتقدوا خلاف ذلك. لقد عمل هوفمان وزملاؤه منذ عدة سنوات على تحقيق ذلك دمج التصوير بالرنين المغناطيسي مع العلاج بالبروتون. الآن، يخطط الفريق لبناء أول نموذج أولي في العالم لنظام العلاج بالبروتونات لكامل الجسم والذي يمكنه تتبع الأورام المتحركة باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي، في الوقت الفعلي، أثناء توصيل الجرعة من شعاع قلم البروتون الممسوحة ضوئيًا بشكل نشط.

التحدي الرئيسي عند دمج التصوير بالرنين المغناطيسي في نظام العلاج بالبروتون هو أن ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي تحتاج إلى مجالات مغناطيسية محددة بدقة لإنشاء صور دقيقة هندسيًا، بينما تستخدم أنظمة العلاج بالبروتونات المجالات الكهرومغناطيسية لتوليد ونقل وتوصيل شعاع البروتون. يمكن أن يؤدي التداخل بين هذه الحقول إلى تشويه صورة الرنين المغناطيسي والتأثير على توزيع جرعة البروتون المسلمة. أظهر هوفمان وفريقه أنه من الممكن تقنيًا الجمع بين كلا النظامين، وأنه يمكن توقع تأثيرات التداخل هذه وبالتالي التعويض عنها. كما أثبتوا مؤخرًا أن يمكن تصور نطاق شعاع البروتون باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي عبر الإنترنت.

سيتضمن النظام النموذجي ماسحًا ضوئيًا مفتوحًا للتصوير بالرنين المغناطيسي بقوة 0.5 طن من إنتاج شركة ASG الموصلات الفائقة، والذي يستخدم مغناطيس ثنائي بوريد المغنيسيوم فائق التوصيل وخالي من الهيليوم. لقد تم تكييف ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي لتلبية متطلبات العلاج الموجه بالتصوير بالرنين المغناطيسي في الوقت الحقيقي حلول علاج الأورام MagnetTx، وهي فرع من الخدمات الصحية في ألبرتا مجموعة ليناك-مر التي طورت أورورا آر تي نظام العلاج الإشعاعي الموجه بالرنين المغناطيسي. يقوم المهندسون في MagnetTx أيضًا بتطوير جسر لتدوير الماسح الضوئي، بالإضافة إلى طرق معالجة الصور لتتبع الورم تلقائيًا في الوقت الفعلي.

في صيف عام 2022، يخطط الفريق لدمج نظام التصوير بالرنين المغناطيسي في خط شعاع البروتون الممسوح ضوئيًا على المستوى السريري في OncoRay.

يعتمد تصميم نظام العلاج بالبروتونات الجديد على نظام Aurora RT المتطور. يقول هوفمان: "نظرًا لأن Aurora RT تم تحسينه للمعالجة الإشعاعية الموجهة بالصور، فإن نظامنا النموذجي سيستفيد من ميزاته الفريدة لتوفير توجيه الصورة في الوقت الفعلي للعلاج باستخدام حزم البروتون عالية الدقة". عالم الفيزياء. "رؤيتنا لا تقتصر على استخدامه سريريًا لعلاجات السرطان عالية الدقة فحسب، بل أيضًا للأمراض الأخرى التي يمكن استهدافها بطريقة غير جراحية وبأعلى دقة مقارنة بالإجراءات الجراحية."

سيتيح ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي تصويرًا فوريًا وعالي التباين للأعضاء في الصدر والبطن والحوض. ميزة أخرى هي أنه يمكن تدوير الماسح الضوئي حول المريض بالنسبة لشعاع البروتون. وهذا سيمكن الفريق من دراسة تأثيرات الشعاع البيولوجي وقياس الجرعات للمجالات المغناطيسية للتصوير بالرنين المغناطيسي المتعامدة والمتوازية مع شعاع البروتون.

العلاج بالبروتون الموجه بالرنين المغناطيسي: تحديث الحالة

يوضح هوفمان: "سيتمتع العلاج بالبروتون المتكامل بالرنين المغناطيسي بالقدرة على التقاط التغيرات التشريحية أثناء العلاج والسماح بتعديلات العلاج لزيادة دقة الاستهداف وتقليل الآثار الجانبية للأنسجة الطبيعية". "من المتوقع أن تكون الفائدة الرئيسية لعلاج الأورام التي تظهر حركة أثناء التشعيع، مثل سرطان الكبد والبنكرياس والمريء والكلى والغدة الكظرية وعنق الرحم."

ويضيف: "بفضل التعاون مع الشركاء الصناعيين الدوليين، اقتربنا أنا وفريقي خطوة كبيرة من هدفنا المتمثل في جلب ابتكارات كبيرة إلى هذا المجال، وخاصة في العلاج بالبروتونات الموجه بالصور في الوقت الحقيقي".