这一技术可破解质子治疗误差!

据悉,丹麦德累斯顿国家肿瘤放射治疗科研中心OncoRay的科研人员成功地将IBA公司研发的瞬发伽玛成像(Prompt-Gamma ImagingPGI)用于质子双散射临床治疗,美国宾夕法尼亚大学的科研人员也首次将瞬发伽玛照相机用于质子笔形束扫描的临床治疗。

为进一步推广瞬发伽玛相机的临床应用,来自OncoRay转化研究团队的Lena Nenoff设计研究来评估瞬发伽玛相机在与临床上不同质子治疗输送技术和评估方法联合使用时探测不同射程变化的敏感性。研究人员对一个头部模型实施真实的治疗计划,并设计了多种误差情况,以对裂隙照相机(Slit Camera)的性能进行了系统评估。

有多种原因会造成照射野偏差,如患者的解剖学变化、分割间/分割内移动,和/或每个分割中摆位误差等。照射野预测时的不确定性也可能会导致实际照射野的变化,这大多是由于将CT数据转化成粒子阻止本领(Stopping Power)时的不确定性和/或束流模式的不确定性造成的。

科研人员与布鲁塞尔自由大学(Université Libre de Bruxelles)合作对PGI裂隙相机进行了几何学优化,通过裂隙准直器将瞬发伽玛射线投射到分段探测器上,从而使用超快速电子测量出一维空间分辨率瞬发伽玛射线分布。

研究人员将模型头颅颞叶的脑肿瘤临床靶体积设计为142cm3。他们制定了3个治疗计划:双散射、单野均衡照射和适形调强质子治疗(PBS)。这3种治疗计划中包含了2个等效加权射程,其中只有1个等效加权射程是用裂隙照相机监控的。

试验在OncoRay质子中心开展,研究人员将裂隙照相机放置在模型旁边,准直器的方向与束流平行;视野位于束流轴线上10cm处,聚焦在靶体积远端;研究人员引入了已知的多种照射野变化情况。

PGI模拟的精确度高于1nm。将实际测量到的PGI信息与模拟得到的PGI信号进行对比,发现PGI探测到的PBS治疗计划的变化可以精确到2mm以下。研究人员认为在模拟临床情况下,使用PGI裂隙相机能够探测到局部和整体照射野的变化。PBS治疗中使用PGI技术的效果优于双散射。

研究的参与者之一、OncoRay裂隙相机转化研究项目高级研究员Christian Richter表示目前德累斯顿大学医疗中心正在开展一项临床试验,证实瞬发伽玛射线照射野验证的临床优势。第一位在双散射质子治疗中使用了瞬发伽玛射线裂隙相机的患者也被纳入了研究,但研究还是以招募PBS治疗的患者为主。

据透漏,OncoRayIBA的团队将继续合作,升级裂隙相机轨道设计,旨在让瞬发伽玛射线裂隙相机更广泛地应用于临床。

 

 

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