211service.com
Staru terapija kustīgiem mērķiem
Radiācijas terapijas laikā parastie audi bieži nonāk krustugunīs. Bojājumus izraisa augstas enerģijas starojuma stari, ko izmanto, lai iznīcinātu audzēja audus, jo īpaši, ja pacienta elpošana izraisa audzēja pārvietošanos.
Neparasts pāris: Ierīces prototips apvieno magnētiskās rezonanses attēlu ar lineāro paātrinātāju, divas tehnoloģijas, kas parasti traucē viena otrai. Zilie cilindri, kas atrodas viens pret otru, ir attēlveidošanas magnēti. Metāla aplis, kas redzams pa kreisi aizmugurē, ir magnētisks un starojuma vairogs, kas aizsargā akseleratora viļņvadu.
Lai labāk izsekotu audzēja stāvoklim reāllaikā un attiecīgi pielāgotu starojumu, pētnieki Albertas Universitātē Kanādā ir apvienojuši lineāro paātrinātāju ar magnētiskās rezonanses attēlu. Šodien Anaheimā, Kalifornijā, plkst gada sanāksme Amerikas Medicīnas fiziķu asociācijas pētnieki prezentēs pierādījumus tam, ka ierīce, kas apvieno šīs tehnoloģijas, var precīzi izsekot un apstarot kustīgu mērķi.
Radiācijas terapija izmanto augstas enerģijas rentgena starus no medicīniskā lineārā paātrinātāja, lai bojātu audzēja audus un ārstētu gandrīz visus vēža veidus. Amerikas Savienotajās Valstīs puse no visiem vēža slimniekiem saņem šo ārstēšanas veidu, kas parasti prasa 10 līdz 15 sesijas, kas katra ilgst no 15 līdz 30 minūtēm. Lai nodrošinātu visa audzēja apstarošanu, ārstiem ap to ir jāapstaro veselu audu mala, kas izraisa blakusparādības, tostarp sliktu dūšu, sāpes un ādas audu bojājumus. Starp sesijām veselie audi atjaunojas, bet audzējs ne. Viens no veidiem, kā samazināt blakusparādības, ir samazināt starojuma devu un palielināt seansu skaitu, dažreiz pat līdz 35.
Mēs vēlētos samazināt robežas un palielināt starojuma devu, lai labāk kontrolētu audzēju bez blakusparādībām, saka Džino Falone , Albertas Universitātes Onkoloģijas nodaļas Medicīnas fizikas nodaļas direktors.
Vēl viens izaicinājums ir audzēja kustība ārstēšanas laikā. Ārstēšanas laikā audzēji plaušās un īpaši prostatā var pārvietoties par aptuveni diviem centimetriem. Pašreizējā staru terapija risina šo izaicinājumu, apvienojot starojuma avotu ar datortomogrāfijas (CT) skenēšanu. Tas palīdz ārstiem samazināt bojājumus veseliem audiem, bet CT skenēšana nav ļoti laba, lai parādītu mīkstos audzēja audus, un tie ir pārāk lēni, lai izsekotu audzēja kustību reāllaikā. Fallone grupa ir pievērsusies magnētiskās rezonanses attēlveidošanai (MRI), kas nodrošina izteiksmīgus mīksto audu, piemēram, audzēju, attēlus, cerot, ka tas izdosies labāk.
Līdz šim nav bijis iespējams izmantot MRI, lai vadītu staru terapiju. Tas ir tāpēc, ka MRI iekārtas un lineārie paātrinātāji, kas nodrošina lielas enerģijas rentgena starus staru terapijai, traucē viens otru. MRI izmanto spēcīgu magnētu un radiofrekvences viļņu impulsus, lai ierosinātu un nolasītu signālu no protoniem ūdens molekulās ķermeņa mīkstajos audos. Medicīniskie lineārie paātrinātāji izmanto arī radiofrekvences impulsus, lai paātrinātu elektronus caur viļņvadu metāla mērķa virzienā. Kad elektroni sasniedz mērķi, no otras puses izplūst augstas enerģijas rentgena stari; pēc tam šie rentgenstari ir vērsti uz audzēja audiem. Ja šīs divas iekārtas atrodas vienā telpā, MRI magnētiskais lauks traucē viļņvada darbību, neļaujot elektroniem paātrināties, un radiofrekvences impulsi no lineārā paātrinātāja traucē attēlveidotāja magnētisko lauku, pasliktinot attēla kvalitāti.
Lai apvienotu tehnoloģijas, Alberta pētniekiem bija jāpārveido abas sastāvdaļas. Visa mašīna ir veidota atšķirīgi, saka Fallone. Tiek izmantots īpašs vairogs. Un tā vietā, lai izmantotu augstas stiprības magnētisko lauku, ko rada supravadošu stiepļu spoles, kā tas ir klīniskajā MRI, iekārta izmanto vāju pastāvīgo magnētu. Vājš magnēts daudz mazāk traucē akseleratoram, un tā darbība ir mazāka un lētāka. Šī gada decembrī Fallone grupa publicēja attēlveidošanas pētījumu rezultātus, kas parādīja, ka ir iespējams ģenerēt MRI attēlus, palaižot lineāro paātrinātāju bez traucējumiem.
Tomēr vājais magnēts rada citu izaicinājumu: attēla kvalitāte ir daudz zemāka. Tāpēc Stenfordas universitātes pētnieki strādā pie skaitļošanas metodēm, lai iegūtu nepieciešamo informāciju no šiem zemākas izšķirtspējas attēliem. Diagnostiskajai MRI ir nepieciešama ļoti augsta attēla kvalitāte, taču staru terapijai nav nepieciešams audzēju redzēt ļoti detalizēti, saka. Amits Savants , Stenfordas Medicīnas skolas radiācijas onkoloģijas instruktors. Jūs varat atļauties zaudēt [attēla] signālu un joprojām iegūt pietiekami daudz informācijas, lai zinātu, kad audzējs pārvietojas. Fallone saka, ka staru terapijas laikā ir svarīgi redzēt audzēja malas.
Fallone un Sawant konferencē Anaheimā prezentēs sākotnējos attēlu izsekošanas pētījumu rezultātus, kas veikti ar prototipa kombinēto ierīci. Sawant grupa aprakstīs attēlveidošanas programmatūru, kas ļauj iekārtai iegūt piecus divdimensiju MRI attēlus sekundē - daudz ātrāk nekā parastā MRI. Stenfordas pētnieki palielināja attēlveidošanas ātrumu, samazinot attēlveidošanas laukumu un izmantojot paņēmienu, ko sauc par saspiešanas sensoru. Saglabājot attēlus, aptuveni 90 procenti datu tiek izmesti; izmantojot kompresijas sensoru, vispirms ir iespējams iegūt tikai vissvarīgākos 10 procentus no attēla datiem.
Fallone prezentēs rezultātus, kas parāda, ka šādus reāllaika norādījumus var izmantot, lai novirzītu prototipa ierīces rentgena staru. Līdz šim attēla vadīšanai ir bijusi pieejama tikai CT, saka Bhadrasains Vikrams , Nacionālā vēža institūta Radiācijas pētījumu programmas klīniskās radiācijas onkoloģijas nodaļas vadītājs. Ir aizraujoši, ka [MRI] kļūst pieejams, lai sāktu jautāt, vai tas var sniegt precīzāku informāciju. Vikrams saka, ka labāki staru terapijas norādījumi varētu paātrināt ārstēšanu vai pat izārstēt dažus vēža veidus, kurus šodien nevar izārstēt.
Taču, pirms sistēmu var pārbaudīt ar pacientiem, pētnieki brīdina, ka attēlu iegūšanas process ir vēl vairāk jāpaātrina, lai būtu iespējams izveidot 3-D attēlus. Ierīce būs jātestē arī uz dzīvniekiem. Fallone lēš, ka līdz izmēģinājumiem cilvēkiem ir vajadzīgi vismaz pieci gadi.