如何使用光束內(nèi) MRI原型使質(zhì)子軌跡可見

質(zhì)子放射治療抗癌的目的是盡可能多地殺死腫瘤細胞，同時保護周圍的健康組織。由于在劑量輸送期間還沒有直接繪制射束范圍的方法，因此醫(yī)生在腫瘤周圍使用安全裕度，這會影響劑量分布的一致性并降低精確靶向。

由 Aswin L. Hoffmann 教授領(lǐng)導的德累斯頓科學家們使用“束內(nèi) MRI”原型成功地在充滿液體的模型中可視化了質(zhì)子束的軌跡。通過使用這種方法，他們揭示了質(zhì)子束在照射過程中的射程。

與光子相比，質(zhì)子擁有一個重要的優(yōu)勢：它們有一個確定的范圍——即它們釋放最大能量的點。在質(zhì)子放射治療中，這種特性使得可以在腫瘤組織內(nèi)停止輻射并在該區(qū)域應(yīng)用高劑量輻射，同時大大減少傳遞到周圍健康組織的劑量。

因此，質(zhì)子放射治療主要用于治療兒童，但也用于治療腫瘤位于對輻射高度敏感的正常組織附近的成人。為了控制劑量輸送，需要一種直接方法來測量和成像照射期間與患者解剖結(jié)構(gòu)相關(guān)的射束范圍。

由于這種方法尚不可用，因此迄今為止一直在腫瘤組織周圍使用安全邊際，這導致對正常組織的照射并限制了腫瘤中的最大可能劑量。

霍夫曼領(lǐng)導的團隊自 2016 年以來一直在研究磁共振成像 (MRI) 與質(zhì)子治療的技術(shù)整合。使用“束內(nèi) MRI”原型，霍夫曼和他的團隊在世界上首次成功地將質(zhì)子治療可視化質(zhì)子束在充滿液體的體模中，并使用這種方法揭示輻射期間質(zhì)子束的射程。

“我們的工作結(jié)果可能會顯著改變質(zhì)子治療的質(zhì)量保證。以前，測量通常是間接進行的，但現(xiàn)在質(zhì)子束成像可以在劑量應(yīng)用期間直接進行，”霍夫曼解釋道。“我的夢想是將來能夠應(yīng)用這種方法來監(jiān)測患者的治療情況。”

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