결합된 저산소증 영상 및 적응형 방사선 요법을 향하여

결합된 저산소증 영상 및 적응형 방사선 요법을 향하여

타임 스탬프 : 28 년 2023 월 4 일 오전 50:XNUMX

종양 산소화 측정
종양 산소화 측정 해부학적 참조 MR 이미지(왼쪽 열) 및 ΔR을 보여주는 환자 스캔의 예1 약 4.0일 간격으로 기록된 두 개의 치료 전 기준선 스캔(중앙 및 오른쪽 열)에서 얻은 지도. (제공: CC BY XNUMX/라디오더. 온콜. 10.1016/j.radonc.2023.109592)

빠르게 성장하는 종양은 모든 부위에 산소를 전달할 수 없습니다. 그러나 그 결과 산소가 부족한 종양 부위는 암 세포의 DNA를 손상시키기 위해 산소가 있는 상태에서 생성된 자유 라디칼에 의존하는 기술인 방사선 요법으로 치료하기 어렵습니다.

임상의들은 저산소 종양에서 방사선 요법의 효과를 향상시키는 방사선 민감제부터 높은 방사선량을 전달하는 양성자 요법과 같은 기술에 이르기까지 다양한 접근 방식으로 이 문제를 해결해 왔습니다. 그럼에도 불구하고 연구원들은 산소가 부족한 종양을 식별하여 그러한 종양을 보다 효과적으로 표적으로 삼도록 치료법을 조정할 수 있기를 원합니다. 그러나 현재 종양 산소 수준을 측정하는 기술은 침습적이며 제한된 공간 정보를 제공하거나 많은 임상 환경에서 아직 얻을 수 없는 방사성 의약품을 필요로 합니다.

비침습적 저산소증 이미징 및 미래의 생물학 유도 적응형 방사선 치료 연구를 위한 중요한 단계에서 연구원들은 하이브리드 MRI 스캐너 및 방사선 치료 전달 시스템인 MR-linac으로 종양 산소화를 측정하는 기술을 통합했습니다.

마이클 두벡, 자기 공명 영상의 주요 과학자 크리스티 NHS 재단 신탁 그리고 맨체스터 대학의 MR 연구 물리학자는 이 연구의 첫 번째 저자이며, 방사선 치료 및 종양학.

“이 작업에서 우리는 종방향 이완률(R1) 100% 산소 가스 호흡으로 유도된 종양에서”라고 Dubec은 말합니다. "면역조직화학에 대한 이전 검증 작업을 기반으로 우리는 ΔR1 기술은 낮은 산소 수준과 관련된 종양 영역을 식별하는 데 사용할 수 있습니다.”

산소 강화 자기 공명 영상(OE-MRI) 스캔 중에 환자는 초기에 헤모글로빈에 결합하여 혈중 산소 포화도를 최대화하는 순수한 산소를 호흡합니다. 그런 다음 추가 산소는 혈장과 조직에 용해되어 산소 분자의 농도를 증가시키고 종방향 순자화 회복 속도를 높이고 종방향 이완 속도를 높입니다(R1).

연구진은 건강한 참가자와 두경부암 참가자를 대상으로 진단용 MR 스캐너를 사용하여 저산소증 이미징 기술을 테스트했습니다. 그들은 또한 팬텀 연구를 수행했습니다. 그들은 R의 변화를 보여주는 이미지를 만들었습니다.1 머리와 목 전체에 걸쳐 관심 영역 분석을 사용하여 종양에서 이러한 변화의 크기를 측정했습니다.

Dubec과 동료들은 MR-linac 시스템에 대한 연구를 반복했습니다. 그들은 OE-MRI 방법이 MR-linac 시스템에서 반복 가능하고 재현 가능하며 진단용 MR 스캐너에서 획득한 것과 "동등한 품질 데이터"를 제공한다고 결론지었습니다.

"산소 강화 MRI는 정상 조직과 종양의 산소화를 평가하기 위한 실용적이고 쉽게 번역할 수 있는 기술을 제공하며, 건강한 지원자와 환자로부터 보고된 문제 없이 MR 유도 방사선 치료 시스템에 통합될 수 있음을 처음으로 보여주었습니다." 두벡은 말한다.

연구원들은 3D 이미지 볼륨을 빠르게 획득하는 MR 이미징 시퀀스를 사용했지만 프로토콜이 표준 MR linac 작업 흐름에 맞추기에는 여전히 너무 길다는 점에 주목했습니다. 추가 작업은 괴사 영역을 식별하기 위해 관류 시퀀스를 통합하고 클리닉 전체에서 방법 및 결과의 재현성을 평가할 것입니다. Dubec은 유효성 검사 작업도 R의 변경 사항을 직접 연결해야 한다고 말합니다.1 절대 산소 농도의 변화에 ​​대한 값과 종양의 특정 산소 수준에 대한 값.

"본질적으로 우리는 OE-MRI 기술을 개발하고 변환하여 향후 병원에서 적응형 방사선 요법 기반 임상 시험에 사용할 수 있도록 하는 것을 목표로 합니다."라고 Dubec은 말합니다. "더 많은 기관에서 OE-MRI 기술을 조사하고 협력하는 것이 중요합니다. 그래야 이 기술의 한계와 이점에 대한 더 많은 증거를 축적하고 다양한 종양 유형에서 그 유용성을 평가할 수 있습니다."

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