W kierunku połączonego obrazowania niedotlenienia i adaptacyjnej radioterapii

Szybko rosnący guz nie może dostarczyć tlenu do wszystkich swoich regionów. Powstałe regiony guza pozbawione tlenu są jednak trudne do leczenia radioterapią, techniką, która opiera się na wolnych rodnikach wytwarzanych w obecności tlenu w celu uszkodzenia DNA w komórkach nowotworowych.

Klinicyści rozwiązują ten problem za pomocą różnych podejść – od radiosensybilizatorów, które wzmacniają efekty radioterapii w guzach niedotlenionych, po techniki takie jak terapia protonowa, która dostarcza wysokie dawki promieniowania. Mimo to naukowcy chcą być w stanie identyfikować guzy z niedoborem tlenu, aby można było dostosować leczenie w celu skuteczniejszego zwalczania takich guzów. Jednak obecne techniki pomiaru poziomu tlenu w guzie są inwazyjne, dostarczają ograniczonych informacji przestrzennych lub wymagają radiofarmaceutyków, których jak dotąd nie można uzyskać w wielu warunkach klinicznych.

W ramach ważnego kroku w kierunku nieinwazyjnego obrazowania niedotlenienia i przyszłych badań nad radioterapią adaptacyjną pod kontrolą biologii naukowcy zintegrowali technikę pomiaru utlenowania guza z akceleratorem MR, hybrydowym skanerem MRI i systemem dostarczania radioterapii.

Michał Dubek, główny naukowiec w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego w Fundusz powierniczy Christie NHS Foundation i fizyk zajmujący się badaniami rezonansu magnetycznego na Uniwersytecie w Manchesterze, jest pierwszym autorem badania, które zostało opublikowane w Radioterapia i onkologia.

„W tej pracy zbadaliśmy zmianę szybkości relaksacji podłużnej (R₁) w nowotworach wywołanych oddychaniem w 100% gazowym tlenem” – mówi Dubec. „Na podstawie wcześniejszych prac walidacyjnych przeciwko immunohistochemii możemy powiedzieć, że ΔR₁ Technika ta może być wykorzystana do identyfikacji obszarów guza związanych z niskim poziomem tlenu”.

Podczas skanu rezonansu magnetycznego ze wzmocnieniem tlenem (OE-MRI) pacjenci oddychają czystym tlenem, który początkowo wiąże się z hemoglobiną, maksymalizując nasycenie krwi tlenem. Jakikolwiek dodatkowy tlen rozpuszcza się następnie w osoczu krwi i tkankach, zwiększając stężenie cząsteczek tlenu i prowadząc do szybszego odzyskiwania podłużnego namagnesowania netto i większego tempa relaksacji podłużnej (R₁).

Naukowcy przetestowali technikę obrazowania niedotlenienia za pomocą diagnostycznego skanera MR u zdrowych uczestników, a następnie u uczestników z rakiem głowy i szyi. Przeprowadzili także badania fantomowe. Stworzyli obrazy pokazujące zmiany w R₁ w całej głowie i szyi i wykorzystał analizy obszaru zainteresowania, aby zmierzyć wielkość tej zmiany w nowotworach.

Dubec i współpracownicy powtórzyli badanie na systemie akceleratora liniowego MR. Doszli do wniosku, że metody OE-MRI są powtarzalne i odtwarzalne w systemach liniowych MR i zapewniają „dane o jakości równoważnej” z uzyskiwanymi za pomocą diagnostycznych skanerów MR.

„MRI wspomagany tlenem oferuje praktyczną i łatwą do przetłumaczenia technikę oceny utlenowania w normalnych tkankach i nowotworach, którą po raz pierwszy wykazaliśmy, że można ją włączyć do systemów radioterapii pod kontrolą rezonansu magnetycznego bez zgłaszania problemów u zdrowych ochotników i pacjentów” mówi Dubec.

Mapowanie fotoakustyczne natlenienia guza przewiduje skuteczność radioterapii

Chociaż naukowcy wykorzystali sekwencję obrazowania MR, która szybko pozyskuje obrazy 3D, zauważają, że ich protokół jest wciąż zbyt długi, aby pasował do standardowego przepływu pracy akceleratora liniowego MR. Dodatkowe prace obejmą sekwencję perfuzji w celu identyfikacji obszarów martwiczych i ocenią powtarzalność metod i wyników w różnych klinikach. Dubec mówi, że prace sprawdzające powinny również bezpośrednio łączyć zmiany w R₁ wartości do zmian bezwzględnego stężenia tlenu, a następnie do określonych poziomów tlenu w guzach.

„Zasadniczo naszym celem jest opracowanie i przetłumaczenie techniki OE-MRI, tak aby w przyszłości można ją było wykorzystać w adaptacyjnych badaniach klinicznych opartych na radioterapii w szpitalach” — mówi Dubec. „Ważne jest, aby więcej instytucji badało i współpracowało nad technikami OE-MRI, abyśmy mogli zgromadzić więcej dowodów na ograniczenia i korzyści tej techniki oraz ocenić jej użyteczność w różnych typach nowotworów”.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoAiStream. Analiza danych Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• Wybijanie przyszłości w Adryenn Ashley. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://physicsworld.com/a/towards-combined-hypoxia-imaging-and-adaptive-radiotherapy/