一盏灯在黑暗中:如何使用一个质子的轨迹可见梁MRI的原型

质子放射治疗在对抗癌症的目的是杀死尽可能多的肿瘤细胞,同时保护周围的健康组织。但没有直接映射方法梁范围在剂量分娩,医生使用安全边缘周围的肿瘤,影响剂量分布的一致性,减少准确的目标。

德累斯顿Aswin l·霍夫曼教授为首的一群科学家已经成功地可视化质子束的轨迹在充满液体的幻影使用一个“梁MRI”原型。利用这种方法,他们揭示了质子束在照射的范围。

与光子,质子拥有一个重要的优势:他们有一个定义的范围是一个点,他们释放最大的能量。在质子放射治疗,这个属性可以停止内部的辐射肿瘤组织和应用高剂量的辐射,同时大大减少了剂量交付给周围的健康组织。

因此质子放射治疗主要用于治疗儿童,而且成人肿瘤附近的正常组织,对辐射高度敏感。控制剂量交付,需要直接法测量和图像梁的范围与辐照期间患者的解剖。

因为这种方法是不可用,安全边际迄今为止在肿瘤组织使用,导致辐射的正常组织和限制肿瘤的最大可能的剂量。

由霍夫曼一直在研究技术集成的磁共振成像(MRI)和自2016年以来质子治疗。使用“梁MRI”原型,霍夫曼教授和他的团队已经成功世界上第一次在可视化质子束在一个充满液体的幻影,在使用这种方法揭示了质子束的范围辐射。

“我们工作的结果可以显著改变质子治疗的质量保证。以前,测量往往是间接的,但现在质子束成像可以直接发生在剂量应用,”霍夫曼解释道。“我的梦想是将来能够应用该方法监测病人的治疗方法。”

研究了质子束可视化在液体媒体的可行性。正如预测的那样,辐照期间获得的核磁共振图像显示,穿透深度增加而增加质子能量,因此MRI信号的强度也随着增加质子电流。

“这结果是图像引导质子治疗的重要一步,”教授说Mechthild Krause, OncoRay主任。“实时MRI成像已经进入常规光子放射治疗。霍夫曼教授和他的团队正在研究一种新的辐照设备的原型,也应该建立实时MRI成像在质子治疗。”

霍夫曼集团提供的结果希望癌症病人治疗的新维度将是可能的。目前,一个新的大规模MRI系统被安装在OncoRay建筑。

这将使第一次同时进行质子辐照和实时MRI,同时它还将提供不同方向的能力和力量的磁场相对于病人。这可以使一个更精确的使用质子移动肿瘤治疗在几年内,它将更好的保护健康组织,用高剂量照射肿瘤组织。

这项工作发表在杂志上美国国家科学院院刊》上。