Kun sädehoitotekniikat muuttuvat yhä monimutkaisemmiksi ja hypofraktioinnin käyttö lisääntyy, säteilyn annostelun tarkkuus on tärkeämpää kuin koskaan. Laadukkaiden hoitojen toimittaminen perustuu kykyyn seurata potilaan asennon muutoksia ja mukautua niihin säteilytyksen aikana. Yksi nouseva tämän kyvyn tarjoava tekniikka on Cherenkov-kuvantaminen, joka mahdollistaa reaaliaikaisen potilaan hoidon todentamisen ilman ylimääräistä säteilyaltistusta.
Tšerenkovin valo syntyy, kun varautunut hiukkanen kulkee nopeudella, joka ylittää valon nopeuden tietyn väliaineen läpi. Sädehoidon aikana Tšerenkovin valoa säteilee, kun fotoni- tai elektronisäteet kulkevat kudoksen läpi. Tämä valo paljastaa potilaan pinnalla olevan hoitokentän muodon ja laajuuden intensiteetillä, joka on verrannollinen annettuun annokseen.
Tutkijoiden varhaiset kliiniset tutkimukset osoitteessa Dartmouthin terveys ja Dartmouth Engineering osoittanut, että Cherenkov kuvantaminen sädehoidon aikana voi tunnistaa potilaan kohdistusvirheitä ja havaita hajasäteilyäparantamalla yksittäisten potilaiden hoitoa. Tämän alustavan kokemuksen jälkeen tiimi on nyt ottanut käyttöön ensimmäisen Cherenkov-kuvantamisjärjestelmän rutiininomaiseen kliiniseen käyttöön paikallisessa sairaalassa.
Raportoivat löydöstään Tekniset innovaatiot ja potilastuki säteilyonkologiassa, tutkijat kuvailevat ensimmäistä vuottaan, jolloin he käyttivät Cherenkov-kuvausta rutiininomaista sädehoitoa saavien potilaiden kuvaamiseen.
Kliininen kokemus
Ryhmä klo Cheshiren lääketieteellinen keskus asennettu BeamSite Cherenkov-kuvausjärjestelmä syyskuussa 2020, kalibroimalla järjestelmän, optimoimalla huoneen valaistusolosuhteet ja asetusprotokollat sekä suorittamalla päästä päähän -testauksen ennen kliinisen käytön aloittamista maaliskuussa 2021.
Seuraavien 12 kuukauden aikana he käyttivät järjestelmää yli 1700 50 syöpähoidon seurantaan, mukaan lukien sekä vapaasti hengittävän että syvän sisäänhengityksen hengityspidätys (DIBH) -sädehoito ja noin XNUMX elektronisuihkuhoitoa. Jokaisen säteilytyksen aikana terapeutit tarkastelivat potilaan kehon asentokuvat ja Cherenkov-kuvat reaaliajassa. Hoidon jälkeen fyysikot analysoivat tallennetut kuvat.
Tämän vuoden aikana tiimi havaitsi useita poikkeamia hoitojen aikana ja muutti hoitomenetelmiä potilasturvallisuuden ja toimitustarkkuuden parantamiseksi. Joissakin tapauksissa esimerkiksi Tšerenkovin kuvat havaitsivat annoksen ruumiinosiin, joissa sitä ei odotettu. Tutkijat raportoivat kahdesta esimerkkitapauksesta, joissa potilailla, jotka saivat tehostehoitoa vasemmalle rinnalle, löydettiin suunnittelematon annos. Yhdessä tapauksessa hoitokentältä poistumisannos havaittiin oikeassa rinnassa; toisessa annos joutui leukaan pään pyörimisen vuoksi. Vastauksena tällaisiin poikkeamiin terapeutit voivat muuttaa hoitojakeita tai jopa keskeyttää hoidon
Cherenkov-kuvausjärjestelmä havaitsi myös asetusvirheitä tai odottamatonta potilaan liikettä. Ryhmä kuvaa esimerkkiä 3D mukaisesta selkärangan hoidosta. Käyttäen Tšerenkovin kuvan intensiteetin ääriviivaa ensimmäisestä jakeesta referenssinä, terapeutit tarkkailivat intrafraktionaalista liikettä ja keskeyttivät hoidon. Muualla potilaalla, joka sai DIBH-sädehoitoa vasempaan rintaan, käsivarren asennossa oli suurta vaihtelua kunkin fraktion välillä.
Tiimi kuvailee myös tämän uuden teknologian epätavallisempaa käyttöä sydämen yläpuolella sijaitsevan kasvaimen hoidossa, jossa elektronia DIBH:ta käytettiin pienentämään sydämen annosta. Koska linacit eivät tällä hetkellä pysty tarjoamaan portitettua elektronien toimitusta, tiimi käytti Cherenkov-kuvaohjausta DIBH-toimituksen portittamiseen manuaalisesti sekä hoidon toimituksen tarkkuuden tarkistamiseen reaaliajassa.
Hoitonsäteen visualisointi parantaa sädehoidon antamista
Tutkijat päättelevät, että Cherenkov-kuvantaminen osoittautui arvokkaaksi kliiniseksi työkaluksi parantaa hoidon turvallisuutta ja tarkkuutta. He huomauttavat, että vain tunnin käytännön harjoittelun jälkeen terapeutit voivat käyttää järjestelmää, seurata potilaita ja tarkastella Cherenkov-kuvia reaaliajassa. Tämä antoi heille mahdollisuuden keskeyttää, säätää tai jopa keskeyttää hoidon tarpeen mukaan.
Tämän tekniikan täysimääräiseksi hyödyntämiseksi tiimi ehdottaa useita ohjelmistokehityksiä. Näitä ovat järjestelmän liitäntä tallennus- ja tarkistusjärjestelmän kanssa sekä kehon asennon ääriviivojen, merkkien ja kumulatiivisten Tšerenkovin kuvan voimakkuuden ääriviivojen automaattinen luominen. Yhdistäminen pintakuvan asetusohjeisiin voi myös tarjota tehokkaan työkalun tulevia hoitoja varten.
