Pe măsură ce tehnicile de radioterapie devin din ce în ce mai complexe, iar utilizarea hipofracționării continuă să crească, acuratețea eliberării radiațiilor este mai importantă ca niciodată. Furnizarea de tratamente de înaltă calitate se bazează pe capacitatea de a monitoriza și de a se adapta la orice modificare a poziției pacientului în timpul iradierii. O tehnică emergentă care oferă această abilitate este imagistica Cherenkov, care permite verificarea în timp real a tratamentului la pacient, fără expunere suplimentară la radiații.
Lumina Cherenkov este produsă atunci când o particulă încărcată călătorește cu o viteză care depășește cea a luminii printr-un mediu specific. În timpul radioterapiei, lumina Cherenkov este emisă atunci când fasciculele de fotoni sau electroni traversează țesutul. Această lumină dezvăluie forma și întinderea câmpului de tratament pe suprafața pacientului, cu o intensitate proporțională cu doza administrată.
Testele clinice timpurii realizate de cercetători de la Sănătatea Dartmouth și Dartmouth Engineering a indicat că imagistica Cherenkov în timpul radioterapiei poate identificați alinierea greșită a pacientului și detectați radiațiile parazite, îmbunătățind livrarea tratamentului pentru pacienții individuali. Ca urmare a acestei experiențe inițiale, echipa a implementat acum primul sistem de imagistică Cherenkov pentru utilizare clinică de rutină într-un spital comunitar.
Raportând constatările lor în Inovații tehnice și asistență pentru pacienți în radio-oncologie, cercetătorii descriu primul lor an de utilizare a imagisticii Cherenkov pentru a-și imaginea pacienții supuși radioterapiei de rutină.
Experiență clinică
Grupul de la Centrul Medical Cheshire instalat BeamSite Sistemul de imagistică Cherenkov în septembrie 2020, calibrarea sistemului, optimizarea condițiilor de iluminare a încăperii și a protocoalelor de configurare și efectuarea de teste end-to-end înainte de a începe utilizarea clinică în martie 2021.
În următoarele 12 luni, ei au folosit sistemul pentru a monitoriza peste 1700 de tratamente împotriva cancerului, inclusiv radioterapie cu respirație liberă și cu inspirație profundă (DIBH) și aproximativ 50 de tratamente cu fascicule de electroni. În timpul fiecărei iradieri, terapeuții au revizuit imaginile de poziție a corpului pacientului și imaginile Cherenkov în timp real. După tratament, fizicienii au analizat imaginile înregistrate.
Pe parcursul acestui an, echipa a detectat mai multe anomalii în timpul tratamentelor, modificând procedurile de tratament pentru a asigura siguranța pacientului și pentru a îmbunătăți acuratețea livrării. În unele cazuri, de exemplu, imaginile Cherenkov au detectat doze în părți ale corpului acolo unde nu era de așteptat. Cercetătorii raportează două exemple de cazuri în care s-a găsit o doză neplanificată la pacienții cărora li s-a administrat un tratament de boost la sânul stâng. Într-un caz, s-a observat doza de ieșire dintr-un câmp de tratament în sânul drept; în celălalt, doza a fost administrată la bărbie din cauza unei rotații a capului. Ca răspuns la astfel de anomalii, terapeuții pot modifica fracțiunile de tratament sau chiar pot opri administrarea tratamentului
Sistemul de imagistică Cherenkov a detectat, de asemenea, inexactități de configurare sau mișcarea neașteptată a pacientului. Echipa descrie un exemplu de tratament conform 3D al coloanei vertebrale. Folosind conturul intensității imaginii Cherenkov din prima fracțiune ca referință, terapeuții au observat mișcarea intrafracțională și au întrerupt tratamentul. În altă parte, un pacient care a primit radioterapie DIBH la sânul stâng a prezentat o variabilitate mare în poziția brațului între fiecare fracție.
Echipa descrie, de asemenea, o utilizare mai neobișnuită a acestei noi tehnologii, într-un tratament al unei tumori situată deasupra inimii, unde electronul DIBH a fost folosit pentru a reduce doza cardiacă. Deoarece linacurile nu pot furniza în prezent livrarea de electroni cu blocare, echipa a folosit ghidarea imaginii Cherenkov pentru a opri manual livrarea DIBH, precum și pentru a verifica acuratețea administrării tratamentului în timp real.
Vizualizarea fasciculului de tratament îmbunătățește livrarea radioterapiei
Cercetătorii au ajuns la concluzia că imagistica Cherenkov s-a dovedit un instrument clinic valoros pentru îmbunătățirea siguranței și acurateței tratamentului. Ei subliniază că, după doar o oră de pregătire operațională practică, terapeuții ar putea opera sistemul, monitoriza pacienții și revizuiau imaginile Cherenkov în timp real. Acest lucru le-a permis să întrerupă, să ajusteze sau chiar să întrerupă administrarea tratamentului, după cum este necesar.
Pentru a exploata pe deplin această tehnologie, echipa sugerează mai multe dezvoltări software. Acestea includ interfața sistemului cu sistemul de înregistrare și verificare, precum și generarea automată de contururi de poziție a corpului, markeri și contururi cumulate de intensitate a imaginii Cherenkov. Combinația cu ghidarea pentru configurarea imaginii de suprafață ar putea oferi, de asemenea, un instrument puternic pentru tratamente viitoare.
