Egy lépéssel közelebb került a valós idejű MR képalkotáshoz a protonterápiában

A protonterápia egy olyan fejlett rákkezelési technika, amely célzott dózist juttat a daganatba, miközben kíméli a környező normál szöveteket, amit a protonsugár véges tartománya tesz lehetővé. Ezt a pontos célzást azonban a daganat mozgása vagy a kezelés során bekövetkező anatómiai változások veszélyeztetik. A mozgó célpontok adagolás közbeni lokalizálására szolgáló gyors képalkotó eszközök hiánya alapvető akadálya a protonterápia teljes potenciáljának kiaknázásának.

A kezelés során a valós idejű képalkotás képes megjeleníteni a daganatot, és szinkronizálni a protonnyalábot a mozgásával. Az MRI, amelyet a közelmúltban integráltak a hagyományos foton-alapú sugárterápiás rendszerekbe, nagy felbontású, nagy kontrasztú lágyszöveti képalkotást biztosíthat anélkül, hogy további ionizáló dózist helyezne el a páciensben. Az MRI-szkenner protonsugárral kombinált működtetése azonban komoly technológiai kihívás, amelyet sokáig lehetetlennek tartottak.

Aswin Hoffmann tól HZDR Radioonkológiai Intézet – OncoRay Drezdában másként gondolta. Hoffmann és munkatársai több éve dolgoznak azon integrálja az MRI-t protonterápiával. A csapat most azt tervezi, hogy megépíti a világ első prototípus prototípusú protonterápiás rendszerét, amely valós időben képes nyomon követni a mozgó daganatokat MRI-vel, az aktívan szkennelt proton ceruza nyalábról történő adagolás során.

Az MRI protonterápiás rendszerbe való integrálása során a legnagyobb kihívás az, hogy az MRI-szkennereknek pontosan meghatározott mágneses mezőkre van szükségük a geometriailag pontos képek létrehozásához, míg a protonterápiás rendszerek elektromágneses mezőket használnak a protonsugár generálására, szállítására és szállítására. Az e mezők közötti interferencia torzíthatja az MR-képet és befolyásolhatja a leadott protondózis-eloszlást. Hoffmann és csapata megmutatta, hogy technikailag lehetséges a két rendszer kombinálása, és hogy ezek az interferenciahatások előre láthatók és így kompenzálhatók. Nemrég azt is bebizonyították, hogy a A protonnyaláb tartomány online MRI segítségével megjeleníthető.

A prototípus rendszer egy 0.5 T-s forgó nyitott MRI szkennert tartalmaz majd, amelyet a ASG szupravezetők, amely héliummentes, szupravezető magnézium-diborid mágnest használ. Az MRI szkennert úgy alakították át, hogy megfeleljen a valós idejű MRI-vezérelt terápia követelményeinek MagnetTx onkológiai megoldások, az Alberta Health Services kiválása LINAC-MR csoport amely kifejlesztette a Aurora RT MR-vezérelt sugárterápiás rendszer. A MagnetTx mérnökei egy portálon is dolgoznak a szkenner forgatására, valamint olyan képfeldolgozási módszereket, amelyek automatikusan, valós időben követik nyomon a daganatot.

2022 nyarán a csapat azt tervezi, hogy az MRI-rendszert beépítik egy klinikai minőségű, aktívan szkennelt protonnyalábba az OncoRay-en.

Az új protonterápiás rendszer kialakítása a legmodernebb Aurora RT-n alapul. "Mivel az Aurora RT-t képvezérelt sugárkezelésre optimalizálták, prototípus rendszerünk egyedi jellemzőit kihasználva valós idejű képvezetést biztosít a nagy pontosságú protonsugárral végzett kezeléshez" - mondja Hoffmann. Fizika Világa. „Az a víziónk, hogy ne csak klinikailag használjuk a nagy pontosságú rákkezelésekhez, hanem más olyan patológiákhoz is, amelyek nem invazív módon, a sebészeti eljárásokhoz mérhető legnagyobb pontossággal célozhatók meg.”

Az MRI szkenner valós idejű, nagy kontrasztú képalkotást tesz lehetővé a mellkasban, a hasban és a medence területén. További előnye, hogy a szkenner a protonsugárhoz képest a páciens körül forgatható. Ez lehetővé teszi a csapat számára, hogy tanulmányozza az MRI mágneses mezők dozimetriai és biológiai sugárhatásait a protonsugárral merőlegesen és párhuzamosan.

MR-vezérelt protonterápia: állapotfrissítés

"Az MR-be integrált protonterápia képes lesz rögzíteni a terápia során bekövetkező anatómiai változásokat, és lehetővé teszi a kezelés adaptálását a célzás pontosságának növelése és a normál szövetekre gyakorolt ​​​​mellékhatások csökkentése érdekében" - magyarázza Hoffmann. "A fő előny az olyan daganatok kezelésében várható, amelyek a besugárzás során mozgást mutatnak, mint például a máj-, hasnyálmirigy-, nyelőcső-, vese-, mellékvese- és méhnyakrák."

„A nemzetközi ipari partnerekkel való együttműködésnek köszönhetően csapatommal egy nagy lépéssel közelebb kerültünk ahhoz a célhoz, hogy jelentős innovációt vigyünk a területen, különösen a valós idejű képvezérelt protonterápia terén” – teszi hozzá.