Поскольку методы лучевой терапии становятся все более сложными, а использование гипофракционирования продолжает расти, точность доставки излучения важна как никогда. Обеспечение высокого качества лечения зависит от способности отслеживать и адаптироваться к любым изменениям положения пациента во время облучения. Одним из новейших методов, предлагающих эту возможность, является черенковская визуализация, которая позволяет в режиме реального времени проверять лечение на пациенте без дополнительного облучения.
Черенковский свет возникает, когда заряженная частица движется со скоростью, превышающей скорость света, через определенную среду. Во время лучевой терапии черенковский свет излучается, когда фотонные или электронные лучи проходят через ткань. Этот свет показывает форму и протяженность лечебного поля на поверхности пациента с интенсивностью, пропорциональной доставленной дозе.
Ранние клинические испытания, проведенные исследователями из Дартмут Здоровье и Дартмут Инжиниринг показали, что черенковская визуализация во время лучевой терапии может выявлять смещения пациента и обнаруживать рассеянное излучение, улучшение предоставления лечения для отдельных пациентов. Опираясь на этот первоначальный опыт, команда внедрила первую систему визуализации Черенкова для рутинного клинического использования в больнице по месту жительства.
Сообщая о своих выводах в Технические инновации и поддержка пациентов в радиационной онкологии, исследователи описывают свой первый год использования черенковской визуализации для визуализации пациентов, проходящих обычную лучевую терапию.
Клинический опыт
Группа в Чеширский медицинский центр установил BeamSite система визуализации Черенкова в сентябре 2020 года, калибровка системы, оптимизация условий освещения в помещении и протоколов настройки, а также проведение сквозных испытаний перед началом клинического использования в марте 2021 года.
В течение следующих 12 месяцев они использовали систему для мониторинга более 1700 методов лечения рака, включая лучевую терапию свободным дыханием и задержкой дыхания на глубоком вдохе (DIBH), а также около 50 методов лечения электронными лучами. Во время каждого облучения терапевты просматривали изображения положения тела пациента и черенковские изображения в режиме реального времени. После обработки физики проанализировали записанные изображения.
В течение этого года команда обнаружила несколько аномалий во время лечения, изменив процедуры лечения, чтобы обеспечить безопасность пациентов и повысить точность доставки. В некоторых случаях, например, черенковские изображения обнаруживали дозу в тех частях тела, где она не ожидалась. Исследователи сообщают о двух примерах случаев, когда незапланированная доза была обнаружена у пациенток, получавших буст-терапию левой груди. В одном случае выход дозы из поля воздействия наблюдался в правой молочной железе; в другом доза доставлялась к подбородку за счет поворота головы. В ответ на такие аномалии терапевты могут изменить терапевтические фракции или даже приостановить лечение.
Система черенковской визуализации также обнаруживала неточности настройки или неожиданные движения пациента. Команда описывает пример трехмерного конформного лечения позвоночника. Используя схему интенсивности изображения Черенкова из первой фракции в качестве эталона, терапевты наблюдали внутрифракционное движение и приостанавливали лечение. В другом исследовании у пациентки, получавшей лучевую терапию DIBH левой молочной железы, наблюдалась большая вариабельность положения рук между каждой фракцией.
Команда также описывает более необычное использование этой новой технологии при лечении опухоли, расположенной над сердцем, где электронная DIBH использовалась для уменьшения дозы облучения сердца. Поскольку линейные ускорители в настоящее время не могут обеспечить доставку электронов с гейтом, команда использовала изображение Черенкова для ручного гейтирования доставки DIBH, а также для проверки точности доставки лечения в режиме реального времени.
Визуализация лечебного луча улучшает проведение лучевой терапии
Исследователи пришли к выводу, что черенковская визуализация оказалась ценным клиническим инструментом для повышения безопасности и точности лечения. Они отмечают, что всего после одного часа практического обучения терапевты могли управлять системой, наблюдать за пациентами и просматривать черенковские изображения в режиме реального времени. Это позволяло им приостанавливать, корректировать или даже прерывать лечение по мере необходимости.
Чтобы полностью использовать эту технологию, команда предлагает несколько программных разработок. К ним относятся система, взаимодействующая с системой записи и проверки, а также автоматическое создание контуров положения тела, маркеров и кумулятивных контуров интенсивности черенковского изображения. В сочетании с руководством по настройке изображения поверхности также может стать мощным инструментом для будущих процедур.
