低酸素イメージングと適応放射線治療の組み合わせに向けて

急速に成長する腫瘍は、そのすべての領域に酸素を届けることができません。 しかし、その結果生じる酸素不足の腫瘍領域は、酸素の存在下で生成されるフリーラジカルに依存してがん細胞の DNA を損傷する技術である放射線療法で治療するのが困難です。

臨床医は、低酸素腫瘍における放射線療法の効果を高める放射線増感剤から、高放射線量を照射する陽子線治療のような技術に至るまで、さまざまなアプローチでこの問題に取り組んできました。 それでも研究者らは、酸素不足の腫瘍を特定して、そのような腫瘍をより効果的に標的とするように治療を調整できるようにしたいと考えている。 しかし、腫瘍の酸素レベルを測定する現在の技術は侵襲的であり、提供できる空間情報が限られているか、多くの臨床現場ではまだ入手できない放射性医薬品が必要です。

非侵襲性低酸素イメージングと将来の生物学に基づく適応放射線療法研究の重要なステップとして、研究者らはハイブリッド MRI スキャナーと放射線療法送達システムである MR-linac を使用して腫瘍の酸素化を測定する技術を統合しました。

マイケル・デュベック、磁気共鳴イメージングの主任科学者 クリスティーNHSファウンデーショントラスト マンチェスター大学の MR 研究物理学者であり、この研究の筆頭著者です。 放射線療法と腫瘍学.

「この研究では、縦緩和率 (R₁) 100% 酸素ガス呼吸によって誘発された腫瘍では」と Dubec 氏は言います。 「免疫組織化学に対するこれまでの検証作業に基づいて、ΔR は₁ この技術は、低酸素レベルに関連する腫瘍領域を特定するために使用できます。」

酸素増強磁気共鳴画像法 (OE-MRI) スキャン中、患者は純粋な酸素を呼吸し、最初にヘモグロビンに結合して血中酸素飽和度を最大化します。 追加の酸素は血漿および組織に溶解し、酸素分子の濃度が増加し、縦方向の正味磁化の回復が速くなり、縦方向の緩和速度 (R) が大きくなります。₁).

研究者らは、診断用MRスキャナーを使用した低酸素イメージング技術を、健康な参加者、次に頭頸部がんの参加者を対象にテストした。 彼らはまた、ファントム研究も実施した。 R の変化を示す画像を作成しました₁ 頭頸部全体を対象とし、関心領域分析を使用して腫瘍のこの変化の大きさを測定しました。

Dubec らは MR-リニアック システムに関する研究を繰り返しました。 彼らは、OE-MRI 法は MR-リニアック システム上で繰り返し可能で再現性があり、診断用 MR スキャナーで取得されたデータと「同等の品質のデータ」を提供すると結論付けています。

「酸素増強MRIは、正常組織や腫瘍の酸素化を評価するための実用的で容易に応用可能な技術を提供し、これを初めてMRガイド下放射線治療システムに組み込むことができ、健康なボランティアや患者から何の問題も報告されないことが示されました。」デュベック氏は言う。

腫瘍の酸素化の光音響マッピングは、放射線療法の有効性を予測します

研究者らは、3D 画像ボリュームを迅速に取得する MR イメージング シーケンスを使用しましたが、そのプロトコルは標準的な MR リニアックのワークフローに適合するにはまだ長すぎると指摘しています。 追加の研究では、壊死領域を特定するための灌流シーケンスが組み込まれ、クリニック全体での方法と結果の再現性が評価されます。 Dubec 氏は、検証作業も R の変更に直接リンクする必要があると述べています。₁ この値は、絶対酸素濃度の変化、次に腫瘍内の特定の酸素レベルの変化に影響します。

「基本的に、私たちは OE-MRI 技術を開発して翻訳し、将来的に病院で適応放射線療法に基づく臨床試験に使用できるようにすることを目指しています」と Dubec 氏は言います。 「より多くの機関がOE-MRI技術を調査し、協力することは、この技術の限界と利点についてのより多くの証拠を蓄積し、さまざまな種類の腫瘍におけるその有用性を評価できるようにするために重要です。」

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• 情報源： https://physicsworld.com/a/towards-combined-hypoxia-imaging-and-adaptive-radiotherapy/