เข้าใกล้การถ่ายภาพ MR แบบเรียลไทม์ในการรักษาด้วยโปรตอน

การบำบัดด้วยโปรตอนเป็นเทคนิคการรักษามะเร็งขั้นสูงที่ส่งปริมาณยาที่ตรงเป้าหมายไปยังเนื้องอก ในขณะที่ประหยัดเนื้อเยื่อรอบข้างปกติ เปิดใช้งานโดยช่วงจำกัดของลำแสงโปรตอน อย่างไรก็ตาม การกำหนดเป้าหมายที่แม่นยำนี้ได้รับผลกระทบจากการเคลื่อนไหวของเนื้องอกหรือการเปลี่ยนแปลงทางกายวิภาคตลอดการรักษา การไม่มีเครื่องมือสร้างภาพที่รวดเร็วในการแปลเป้าหมายที่เคลื่อนที่ในระหว่างการส่งยาเป็นอุปสรรคพื้นฐานในการใช้ประโยชน์จากศักยภาพของการบำบัดด้วยโปรตอนอย่างเต็มที่

การถ่ายภาพแบบเรียลไทม์ในระหว่างการรักษาสามารถเห็นภาพเนื้องอกและประสานลำแสงโปรตอนกับการเคลื่อนที่ของมัน MRI ซึ่งเพิ่งถูกรวมเข้ากับระบบรังสีบำบัดที่ใช้โฟตอนแบบเดิม สามารถให้ภาพเนื้อเยื่ออ่อนที่มีความละเอียดสูงและมีความคมชัดสูง โดยไม่ต้องเพิ่มปริมาณไอออไนซ์เข้าไปในตัวผู้ป่วย แต่การใช้เครื่องสแกน MRI ร่วมกับลำแสงโปรตอนเป็นความท้าทายทางเทคโนโลยีที่สำคัญ ซึ่งหลายคนถือว่าเป็นไปไม่ได้เป็นเวลานาน

อัสวิน ฮอฟฟ์มันน์ จาก สวพ.FMXNUMX สถาบันรังสีวิทยา – ออนโคเรย์ ในเดรสเดนคิดอย่างอื่น Hoffmann และเพื่อนร่วมงานของเขาทำงานมาหลายปีเพื่อ รวม MRI กับการบำบัดด้วยโปรตอน. ตอนนี้ ทีมงานกำลังวางแผนที่จะสร้างระบบบำบัดด้วยโปรตอนต้นแบบทั้งร่างกายตัวแรกของโลก ที่สามารถติดตามเนื้องอกที่เคลื่อนไหวด้วย MRI แบบเรียลไทม์ ระหว่างการส่งยาจากลำแสงดินสอโปรตอนที่สแกนอย่างแข็งขัน

ความท้าทายที่สำคัญเมื่อรวม MRI เข้ากับระบบบำบัดด้วยโปรตอนคือเครื่องสแกน MRI จำเป็นต้องมีสนามแม่เหล็กที่กำหนดไว้อย่างแม่นยำเพื่อสร้างภาพที่มีความแม่นยำทางเรขาคณิต ในขณะที่ระบบบำบัดด้วยโปรตอนใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อสร้าง ขนส่ง และส่งมอบลำโปรตอน การรบกวนระหว่างฟิลด์เหล่านี้อาจบิดเบือนภาพ MR และส่งผลกระทบต่อการกระจายปริมาณโปรตอนที่ส่ง ฮอฟฟ์มันน์และทีมของเขาแสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ในทางเทคนิคที่จะรวมทั้งสองระบบเข้าด้วยกัน และสามารถคาดการณ์ผลกระทบจากการรบกวนเหล่านี้และชดเชยได้ด้วยเหตุนี้ พวกเขายังได้แสดงให้เห็นเมื่อเร็วๆ นี้ว่า ช่วงลำแสงโปรตอนสามารถมองเห็นได้ด้วย MRI . ออนไลน์.

ระบบต้นแบบจะรวมเครื่องสแกน MRI แบบเปิด 0.5 T ที่ผลิตโดย ASG ตัวนำยิ่งยวดซึ่งใช้แม่เหล็กแมกนีเซียมไดโบไรด์ที่ไม่มีฮีเลียมและเป็นตัวนำยิ่งยวด เครื่องสแกน MRI ได้รับการปรับให้ตรงตามข้อกำหนดของการบำบัดด้วย MRI แบบเรียลไทม์โดย MagnetTx โซลูชั่นด้านเนื้องอกวิทยา, การแยกส่วนของบริการสุขภาพอัลเบอร์ตา กลุ่ม LINAC-MR ที่พัฒนา ออโรร่า RT ระบบรังสีบำบัดที่แนะนำโดย MR วิศวกรของ MagnetTx กำลังพัฒนาโครงสำหรับตั้งสิ่งของเพื่อหมุนสแกนเนอร์ เช่นเดียวกับวิธีการประมวลผลภาพเพื่อติดตามเนื้องอกโดยอัตโนมัติในแบบเรียลไทม์

ในช่วงฤดูร้อนปี 2022 ทีมงานวางแผนที่จะรวมระบบ MRI เข้ากับลำแสงโปรตอนระดับคลินิกที่สแกนอย่างแข็งขันที่ OncoRay

การออกแบบระบบบำบัดด้วยโปรตอนใหม่มีพื้นฐานมาจาก Aurora RT ที่ล้ำสมัย "ในขณะที่ Aurora RT ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการบำบัดด้วยรังสีด้วยภาพ ระบบต้นแบบของเราจะใช้ประโยชน์จากคุณลักษณะเฉพาะของมันเพื่อให้คำแนะนำภาพแบบเรียลไทม์สำหรับการรักษาด้วยลำแสงโปรตอนที่มีความแม่นยำสูง" Hoffmann กล่าว โลกฟิสิกส์. “วิสัยทัศน์ของเราไม่เพียงแต่นำไปใช้ในทางคลินิกสำหรับการรักษามะเร็งที่มีความแม่นยำสูงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงโรคอื่นๆ ที่สามารถกำหนดเป้าหมายได้โดยไม่รุกรานด้วยความแม่นยำสูงสุดเทียบเท่ากับขั้นตอนการผ่าตัด”

เครื่องสแกน MRI จะช่วยให้สามารถถ่ายภาพอวัยวะในทรวงอก ช่องท้อง และเชิงกรานได้แบบเรียลไทม์และมีความคมชัดสูง ข้อดีอีกประการหนึ่งคือสามารถหมุนสแกนเนอร์ไปรอบๆ ตัวคนไข้ได้เมื่อเทียบกับลำแสงโปรตอน ซึ่งจะช่วยให้ทีมสามารถศึกษาผลกระทบของรังสีเอกซ์และชีวภาพของสนามแม่เหล็ก MRI ทั้งในแนวตั้งฉากและขนานกับลำโปรตอน

การบำบัดด้วยโปรตอนด้วย MR-guided: การอัปเดตสถานะ

"การบำบัดด้วยโปรตอนแบบรวม MR จะมีความสามารถในการจับการเปลี่ยนแปลงทางกายวิภาคในระหว่างการรักษาและอนุญาตให้มีการปรับเปลี่ยนการรักษาเพื่อเพิ่มความแม่นยำในการกำหนดเป้าหมายและลดผลข้างเคียงของเนื้อเยื่อปกติ" Hoffmann อธิบาย “ประโยชน์หลักที่คาดหวังสำหรับการรักษาเนื้องอกที่แสดงการเคลื่อนไหวในระหว่างการฉายรังสี เช่น มะเร็งตับ ตับอ่อน หลอดอาหาร ไต มะเร็งต่อมหมวกไต และมะเร็งปากมดลูก”

“ต้องขอบคุณความร่วมมือกับพันธมิตรอุตสาหกรรมระดับนานาชาติ ทีมงานของฉันและตัวฉันจึงเข้าใกล้เป้าหมายในการนำนวัตกรรมที่สำคัญมาสู่ภาคสนามมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งการบำบัดด้วยโปรตอนด้วยภาพแบบเรียลไทม์” เขากล่าวเสริม