양성자 치료에서 실시간 MR 영상화에 한 걸음 더 다가서다

양성자 치료는 양성자 빔의 제한된 범위를 통해 주변 정상 조직을 보호하면서 종양에 고도로 표적화된 선량을 전달하는 고급 암 치료 기술입니다. 그러나 이러한 정밀한 타겟팅은 치료 과정 전반에 걸쳐 종양의 움직임이나 해부학적 변화로 인해 손상됩니다. 선량 전달 중에 움직이는 표적의 위치를 ​​파악하기 위한 빠른 영상 도구의 부재는 양성자 치료의 잠재력을 최대한 활용하는 데 근본적인 장벽입니다.

치료 전달 중 실시간 영상을 통해 종양을 시각화하고 양성자 빔을 종양의 움직임과 동기화할 수 있습니다. 최근 기존 광자 기반 방사선 치료 시스템에 통합된 MRI는 환자에게 추가 이온화 선량을 가하지 않고도 고해상도, 고대비 연조직 영상을 제공할 수 있습니다. 그러나 양성자 빔과 함께 MRI 스캐너를 작동하는 것은 오랫동안 많은 사람들이 불가능하다고 생각했던 주요 기술적 과제입니다.

아스윈 호프만 인사말 HZDR 방사선종양학 연구소 – 온코레이 드레스덴에서는 다르게 생각했습니다. 호프만과 그의 동료들은 수년 동안 연구를 진행해 왔습니다. MRI를 양성자 치료와 통합. 이제 팀은 능동적으로 스캔된 양성자 펜슬 빔에서 선량을 전달하는 동안 MRI로 움직이는 종양을 실시간으로 추적할 수 있는 세계 최초의 전신 프로토타입 양성자 치료 시스템을 구축할 계획입니다.

MRI를 양성자 치료 시스템에 통합할 때 가장 큰 과제는 MRI 스캐너가 기하학적으로 정확한 이미지를 생성하기 위해 정밀하게 정의된 자기장이 필요한 반면 양성자 치료 시스템은 전자기장을 사용하여 양성자 빔을 생성, 전송 및 전달한다는 것입니다. 이러한 필드 간의 간섭은 MR 이미지를 왜곡하고 전달된 양성자 선량 분포에 영향을 미칠 수 있습니다. Hoffmann과 그의 팀은 두 시스템을 결합하는 것이 기술적으로 가능하며 이러한 간섭 효과를 예상하고 보상할 수 있음을 보여주었습니다. 그들은 또한 최근에 다음과 같은 사실을 입증했습니다. 양성자 빔 범위는 온라인 MRI로 시각화할 수 있습니다..

프로토타입 시스템에는 에서 생산한 0.5T 회전 개방형 MRI 스캐너가 통합됩니다. ASG 초전도체, 헬륨이 없는 초전도 이붕화마그네슘 자석을 사용합니다. MRI 스캐너는 실시간 MRI 유도 치료의 요구 사항을 충족하도록 조정되었습니다. MagnetTx 종양학 솔루션, Alberta Health Services의 분사 LINAC-MR 그룹 그 개발한 오로라RT MR 유도 방사선 치료 시스템. MagnetTx의 엔지니어들은 스캐너를 회전시키는 갠트리와 종양을 실시간으로 자동 추적하는 이미지 처리 방법도 개발하고 있습니다.

2022년 여름에 팀은 MRI 시스템을 OncoRay의 임상 등급 능동 스캔 양성자 빔라인에 통합할 계획입니다.

새로운 양성자 치료 시스템의 설계는 최첨단 Aurora RT를 기반으로 합니다. "Aurora RT가 이미지 유도 방사선 치료에 최적화되었으므로 우리의 프로토타입 시스템은 고유한 기능을 활용하여 고정밀 양성자 빔 치료를 위한 실시간 이미지 안내를 제공할 것입니다."라고 Hoffmann은 말합니다. 물리 세계. "우리의 비전은 고정밀 암 치료를 위해 임상적으로 이를 사용할 뿐만 아니라 수술 절차와 비교할 수 있는 가장 높은 정밀도로 비침습적으로 표적화할 수 있는 다른 병리학에도 사용하는 것입니다."

MRI 스캐너를 사용하면 흉부, 복부, 골반 장기의 실시간 고대비 영상을 얻을 수 있습니다. 또 다른 장점은 스캐너가 양성자 빔을 기준으로 환자 주위를 회전할 수 있다는 것입니다. 이를 통해 팀은 양성자 빔에 수직 및 평행한 MRI 자기장의 선량 측정 및 생물학적 빔 효과를 연구할 수 있습니다.

MR 유도 양성자 치료: 상태 업데이트

Hoffmann은 “MR 통합 양성자 치료는 치료 중 해부학적 변화를 포착하고 치료 적응을 허용하여 표적 정확도를 높이고 정상 조직 부작용을 줄이는 능력을 갖게 될 것입니다.”라고 설명합니다. 간암, 췌장암, 식도암, 신장암, 부신암, 자궁경부암 등 방사선 조사 시 움직임을 보이는 종양 치료에 주요 이점이 기대된다”고 말했다.

"국제 산업 파트너와의 협력 덕분에 저희 팀과 저는 현장, 특히 실시간 영상 유도 양성자 치료에 획기적인 혁신을 가져오려는 목표에 큰 발걸음을 내디뎠습니다."라고 그는 덧붙입니다.