Proton terapisinde gerçek zamanlı MR görüntülemeye bir adım daha yakın

Proton terapisi, proton ışınının sonlu aralığı sayesinde çevredeki normal dokuyu korurken tümöre yüksek derecede hedeflenmiş doz sağlayan gelişmiş bir kanser tedavi tekniğidir. Ancak bu hassas hedefleme, tedavi süreci boyunca tümör hareketi veya anatomik değişiklikler nedeniyle tehlikeye girer. Doz dağıtımı sırasında hareketli hedeflerin yerini tespit edecek hızlı görüntüleme araçlarının bulunmaması, proton terapisinin tüm potansiyelinden yararlanmanın önünde temel bir engeldir.

Tedavinin uygulanması sırasındaki gerçek zamanlı görüntüleme, tümörü görselleştirebilir ve proton ışınını hareketiyle senkronize edebilir. Son zamanlarda geleneksel foton bazlı radyoterapi sistemlerine entegre edilen MRI, hastaya herhangi bir ek iyonlaştırıcı doz vermeden yüksek çözünürlüklü, yüksek kontrastlı yumuşak doku görüntüleme sağlayabilir. Ancak bir MRI tarayıcısını proton ışınıyla birlikte çalıştırmak, uzun süredir çoğu kişinin imkansız olduğu düşünülen büyük bir teknolojik zorluktur.

Aswin Hoffmann itibaren HZDR Radyoonkoloji Enstitüsü – OncoRay Dresden'de ise aksi düşünülüyordu. Hoffmann ve meslektaşları birkaç yıldır çalışıyorlar. MR'ı proton tedavisiyle entegre edin. Ekip şimdi, aktif olarak taranan bir proton kalem ışınından doz dağıtımı sırasında hareketli tümörleri MRI ile gerçek zamanlı olarak takip edebilen dünyanın ilk tüm vücut prototip proton terapi sistemini oluşturmayı planlıyor.

MRI'yi bir proton terapi sistemine entegre ederken karşılaşılan en büyük zorluk, MRI tarayıcılarının geometrik olarak doğru görüntüler oluşturmak için kesin olarak tanımlanmış manyetik alanlara ihtiyaç duyması, proton terapi sistemlerinin ise proton ışınını oluşturmak, taşımak ve iletmek için elektromanyetik alanları kullanmasıdır. Bu alanlar arasındaki etkileşim MR görüntüsünü bozabilir ve iletilen proton dozu dağılımını etkileyebilir. Hoffmann ve ekibi, her iki sistemi birleştirmenin teknik olarak mümkün olduğunu ve bu girişim etkilerinin önceden tahmin edilebileceğini ve böylece telafi edilebileceğini gösterdi. Ayrıca yakın zamanda şunu da gösterdiler: Proton ışın aralığı çevrimiçi MRI ile görüntülenebilir.

Prototip sistemi, tarafından üretilen 0.5 T döner açık MRI tarayıcıyı içerecektir. ASG SüperiletkenlerHelyum içermeyen, süper iletken bir magnezyum diborür mıknatısı kullanan. MRI tarayıcısı, gerçek zamanlı MRI kılavuzluğunda tedavinin gereksinimlerini karşılayacak şekilde uyarlanmıştır. MagnetTx Onkoloji ÇözümleriAlberta Sağlık Hizmetleri'nin bir yan ürünü olan LINAC-MR grubu bunu geliştirdi Aurora RT MR kılavuzluğunda radyoterapi sistemi. MagnetTx'teki mühendisler ayrıca tarayıcıyı döndürecek bir portalın yanı sıra tümörü gerçek zamanlı olarak otomatik olarak takip etmek için görüntü işleme yöntemleri de geliştiriyor.

Ekip, 2022 yazında MRI sistemini OncoRay'de klinik düzeyde aktif olarak taranan proton ışın hattına dahil etmeyi planlıyor.

Yeni proton terapi sisteminin tasarımı, son teknoloji ürünü Aurora RT'ye dayanmaktadır. Hoffmann, "Aurora RT, görüntü kılavuzlu radyasyon tedavisi için optimize edildiğinden, prototip sistemimiz, yüksek hassasiyetli proton ışınlarıyla tedavi için gerçek zamanlı görüntü kılavuzluğu sağlamak üzere benzersiz özelliklerinden yararlanacak" dedi. Fizik dünyası. "Vizyonumuz, bunu yalnızca yüksek hassasiyetli kanser tedavileri için klinik olarak kullanmak değil, aynı zamanda cerrahi prosedürlerle karşılaştırılabilecek en yüksek hassasiyetle invazif olmayan bir şekilde hedeflenebilen diğer patolojiler için de kullanmaktır."

MRI tarayıcısı toraks, karın ve pelvisteki organların gerçek zamanlı, yüksek kontrastlı görüntülenmesini sağlayacak. Diğer bir avantaj ise tarayıcının proton ışınına göre hastanın etrafında döndürülebilmesidir. Bu, ekibin, proton ışınına hem dik hem de paralel olan MRI manyetik alanlarının dozimetrik ve biyolojik ışın etkilerini incelemesine olanak tanıyacak.

MR kılavuzluğunda proton tedavisi: durum güncellemesi

Hoffmann şöyle açıklıyor: "MR-entegre proton terapisi, tedavi sırasındaki anatomik değişiklikleri yakalama kapasitesine sahip olacak ve hedefleme hassasiyetini artıracak ve normal doku yan etkilerini azaltacak tedavi uyarlamalarına izin verecek." "Asıl faydanın karaciğer, pankreas, yemek borusu, böbrek, adrenal ve rahim ağzı kanserleri gibi ışınlama sırasında hareket gösteren tümörlerin tedavisinde olması bekleniyor."

"Uluslararası endüstriyel ortaklarla yaptığımız işbirliği sayesinde ekibim ve ben, özellikle gerçek zamanlı görüntü kılavuzlu proton terapisine olmak üzere alana önemli yenilikler getirme hedefimize büyük bir adım daha yaklaştık" diye ekliyor.