Üks samm lähemale reaalajas MR-pildistamisele prootonteraapias

Prootonteraapia on täiustatud vähiravi meetod, mis annab kasvajale väga sihipärase annuse, säästes samal ajal ümbritsevat normaalset kude, mida võimaldab prootonkiire piiratud ulatus. Seda täpset sihtimist kahjustavad aga kasvaja liikumine või anatoomilised muutused kogu ravikuuri jooksul. Kiirete pildistamisvahendite puudumine liikuvate sihtmärkide lokaliseerimiseks annuse manustamise ajal on põhitakistus prootonteraapia täieliku potentsiaali ärakasutamisel.

Reaalajas pildistamine ravi ajal võib kasvajat visualiseerida ja sünkroniseerida prootonikiire selle liikumisega. MRI, mis on hiljuti integreeritud tavapärastesse footonipõhistesse kiiritusravisüsteemidesse, võib pakkuda kõrge eraldusvõimega, suure kontrastsusega pehmete kudede kujutist ilma patsiendile täiendavat ioniseerivat annust kandmata. Kuid MRI skanneri kasutamine koos prootonkiirega on suur tehnoloogiline väljakutse, mida paljud pidasid pikka aega võimatuks.

Aswin Hoffmann alates HZDR Radioonkoloogia Instituut – OncoRay Dresdenis arvas teisiti. Hoffmann ja tema kolleegid on töötanud mitu aastat integreerida MRI prootonteraapiaga. Nüüd kavatseb meeskond ehitada maailma esimese kogu keha prototüübi prootonteraapiasüsteemi, mis suudab jälgida kasvajate liikumist MRI abil reaalajas, doosi manustamise ajal aktiivselt skannitud prootonpliiatsikiirest.

MRI integreerimisel prootonteraapiasüsteemi on peamine väljakutse see, et MRI-skannerid vajavad geomeetriliselt täpsete kujutiste loomiseks täpselt määratletud magnetvälju, samas kui prootonteraapiasüsteemid kasutavad prootonkiire genereerimiseks, transportimiseks ja edastamiseks elektromagnetvälju. Nende väljade vahelised häired võivad moonutada MR-pilti ja mõjutada tarnitud prootoniannuse jaotust. Hoffmann ja tema meeskond näitasid, et mõlemat süsteemi on tehniliselt võimalik kombineerida ning neid häireid on võimalik ette näha ja seega kompenseerida. Samuti näitasid nad hiljuti, et prootonkiire ulatust saab visualiseerida online MRI abil.

Prototüüpsüsteem sisaldab 0.5 T pöörlevat avatud MRI-skannerit, mille on tootnud ASG ülijuhid, mis kasutab heeliumivaba ülijuhtivat magneesiumdiboriidmagnetit. MRI skanner on kohandatud vastama reaalajas MRI-ga juhitud ravi nõuetele MagnetTx onkoloogialahendused, mis on Alberta tervishoiuteenuste osa LINAC-MR rühm mis arendas Aurora RT MR-juhitav kiiritusravi süsteem. MagnetTxi insenerid töötavad välja ka portaali skanneri pööramiseks, samuti pilditöötlusmeetodeid kasvaja automaatseks jälgimiseks reaalajas.

2022. aasta suvel kavatseb meeskond lisada MRI-süsteemi OncoRay kliinilise kvaliteediga, aktiivselt skaneeritud prootonkiire.

Uue prootonteraapiasüsteemi disain põhineb tipptasemel Aurora RT-l. "Kuna Aurora RT on optimeeritud pildipõhiseks kiiritusraviks, kasutab meie prototüüpsüsteem selle ainulaadseid omadusi, et pakkuda reaalajas pildijuhtimist ülitäpsete prootonkiirtega töötlemiseks," räägib Hoffmann. Füüsika maailm. "Meie nägemus on mitte ainult kasutada seda kliiniliselt ülitäpse vähiravi jaoks, vaid ka muude patoloogiate jaoks, mida saab mitteinvasiivselt sihtida kõige suurema täpsusega, mis on võrreldav kirurgiliste protseduuridega."

MRI-skanner võimaldab reaalajas suure kontrastsusega kujutist rindkere, kõhu ja vaagna elunditest. Teine eelis on see, et skannerit saab prootonkiire suhtes ümber patsiendi pöörata. See võimaldab meeskonnal uurida MRI magnetvälja dosimeetrilisi ja bioloogilisi mõjusid nii prootonikiirega risti kui ka paralleelselt.

MR-juhitav prootonteraapia: olekuvärskendus

"MR-integreeritud prootonteraapial on võime tabada anatoomilisi muutusi ravi ajal ja võimaldada ravi kohandamist, et suurendada sihtimise täpsust ja vähendada normaalsete kudede kõrvaltoimeid," selgitab Hoffmann. "Peamine kasu on oodata kasvajate ravimisel, mis näitavad kiiritamise ajal liikumist, nagu maksa-, kõhunäärme-, söögitoru-, neeru-, neerupealise- ja emakakaelavähk."

"Tänu koostööle rahvusvaheliste tööstuspartneritega oleme minu meeskonnaga suure sammu lähemale oma eesmärgile tuua valdkonda olulisi uuendusi, eriti reaalajas pildipõhises prootonteraapias," lisab ta.

Allikas: https://physicsworld.com/a/one-step-closer-to-real-time-mr-imaging-in-proton-therapy/