Karena teknik radioterapi menjadi semakin kompleks, dan penggunaan hipofraksinasi terus berkembang, keakuratan pengiriman radiasi menjadi lebih penting dari sebelumnya. Memberikan perawatan berkualitas tinggi bergantung pada kemampuan untuk memantau dan beradaptasi dengan setiap perubahan posisi pasien selama penyinaran. Salah satu teknik baru yang menawarkan kemampuan ini adalah pencitraan Cherenkov, yang memungkinkan verifikasi perawatan pasien secara real-time, tanpa paparan radiasi tambahan.
Cahaya Cherenkov dihasilkan ketika partikel bermuatan bergerak dengan kecepatan melebihi kecepatan cahaya melalui media tertentu. Selama radioterapi, cahaya Cherenkov dipancarkan ketika berkas foton atau elektron berjalan melalui jaringan. Cahaya ini mengungkapkan bentuk dan luasnya bidang perawatan pada permukaan pasien, dengan intensitas yang sebanding dengan dosis yang diberikan.
Uji klinis awal oleh para peneliti di Kesehatan Mulut Dart dan Rekayasa Dartmouth menunjukkan bahwa pencitraan Cherenkov selama radioterapi dapat mengidentifikasi misalignments pasien dan mendeteksi radiasi liar, meningkatkan pemberian pengobatan untuk masing-masing pasien. Mengikuti pengalaman awal ini, tim sekarang telah mengimplementasikan sistem pencitraan Cherenkov pertama untuk penggunaan klinis rutin di rumah sakit berbasis komunitas.
Melaporkan temuan mereka di Inovasi Teknis & Dukungan Pasien dalam Onkologi Radiasi, para peneliti menggambarkan tahun pertama mereka menggunakan pencitraan Cherenkov untuk mencitrakan pasien yang menjalani radioterapi rutin.
Pengalaman klinis
Grup di Pusat Medis Cheshire menginstal Situs Balok Sistem pencitraan Cherenkov pada September 2020, mengkalibrasi sistem, mengoptimalkan kondisi pencahayaan ruangan dan protokol penyiapan, serta melakukan pengujian end-to-end sebelum memulai penggunaan klinis pada Maret 2021.
Selama 12 bulan berikutnya, mereka menggunakan sistem untuk memantau lebih dari 1700 perawatan kanker, termasuk radioterapi pernapasan bebas dan napas dalam (DIBH) dan sekitar 50 perawatan dengan sinar elektron. Selama setiap penyinaran, terapis meninjau gambar posisi tubuh pasien dan gambar Cherenkov secara real time. Setelah perawatan, fisikawan menganalisis gambar yang direkam.
Selama tahun ini, tim mendeteksi beberapa anomali selama perawatan, memodifikasi prosedur perawatan untuk memastikan keselamatan pasien dan meningkatkan akurasi pengiriman. Dalam beberapa kasus, misalnya, citra Cherenkov mendeteksi dosis pada bagian tubuh yang tidak diharapkan. Para peneliti melaporkan dua contoh kasus di mana dosis yang tidak direncanakan ditemukan pada pasien yang menerima pengobatan tambahan pada payudara kiri. Dalam satu kasus, dosis keluar dari bidang pengobatan diamati di payudara kanan; di lain, dosis dikirim ke dagu karena rotasi kepala. Menanggapi anomali tersebut, terapis dapat mengubah fraksi pengobatan, atau bahkan menghentikan pemberian pengobatan
Sistem pencitraan Cherenkov juga mendeteksi ketidakakuratan pengaturan atau gerakan pasien yang tidak terduga. Tim menggambarkan contoh perawatan konformal 3D pada tulang belakang. Dengan menggunakan garis besar intensitas gambar Cherenkov dari fraksi pertama sebagai referensi, terapis mengamati gerakan intrafraksional dan menghentikan perawatan. Di tempat lain, seorang pasien yang menerima radioterapi DIBH pada payudara kiri menunjukkan variabilitas yang besar pada posisi lengan antara setiap fraksi.
Tim juga menggambarkan penggunaan yang lebih tidak biasa dari teknologi baru ini, dalam pengobatan tumor yang terletak di atas jantung dimana DIBH elektron digunakan untuk mengurangi dosis jantung. Karena linac saat ini tidak dapat memberikan pengiriman elektron yang terjaga keamanannya, tim menggunakan panduan gambar Cherenkov untuk secara manual menutup pengiriman DIBH, serta untuk memverifikasi keakuratan pengiriman pengobatan secara real time.
Memvisualisasikan sinar perawatan meningkatkan pemberian terapi radiasi
Para peneliti menyimpulkan bahwa pencitraan Cherenkov terbukti sebagai alat klinis yang berharga untuk meningkatkan keamanan dan akurasi pemberian pengobatan. Mereka menunjukkan bahwa hanya setelah satu jam pelatihan operasional langsung, terapis dapat mengoperasikan sistem, memantau pasien, dan meninjau gambar Cherenkov secara real time. Ini memungkinkan mereka untuk menjeda, menyesuaikan, atau bahkan membatalkan pemberian pengobatan sesuai kebutuhan.
Untuk sepenuhnya memanfaatkan teknologi ini, tim menyarankan beberapa pengembangan perangkat lunak. Ini termasuk antarmuka sistem dengan sistem rekam dan verifikasi, serta pembuatan otomatis garis besar posisi tubuh, penanda, dan garis besar intensitas citra Cherenkov kumulatif. Kombinasi dengan panduan penyiapan gambar permukaan juga dapat memberikan alat yang ampuh untuk perawatan di masa mendatang.
