ภาพ Cherenkov สำหรับการแสดงภาพรังสีรักษา: หนึ่งปีของการใช้ทางคลินิก

เนื่องจากเทคนิคการรักษาด้วยรังสีมีความซับซ้อนมากขึ้น และการใช้ไฮโปแฟรกชั่นยังคงเพิ่มขึ้น ความแม่นยำในการส่งรังสีจึงมีความสำคัญมากขึ้นกว่าเดิม การส่งมอบการรักษาคุณภาพสูงต้องอาศัยความสามารถในการติดตามและปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของผู้ป่วยในระหว่างการฉายรังสี เทคนิคใหม่ประการหนึ่งที่นำเสนอความสามารถนี้คือการถ่ายภาพ Cherenkov ซึ่งช่วยให้สามารถตรวจสอบการรักษาผู้ป่วยได้แบบเรียลไทม์ โดยไม่ต้องรับรังสีเพิ่มเติม

แสงเชเรนคอฟเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคมีประจุเดินทางด้วยความเร็วที่มากกว่าความเร็วแสงผ่านตัวกลางจำเพาะ ในระหว่างการรักษาด้วยรังสี แสง Cherenkov จะถูกปล่อยออกมาเมื่อโฟตอนหรือลำอิเล็กตรอนเดินทางผ่านเนื้อเยื่อ แสงนี้เผยให้เห็นรูปร่างและขอบเขตของช่องการรักษาบนพื้นผิวของผู้ป่วย โดยมีความเข้มที่เป็นสัดส่วนกับปริมาณรังสีที่ส่งไป

การทดลองทางคลินิกเบื้องต้นโดยนักวิจัยที่ สุขภาพดาร์ทเมาท์ และ วิศวกรรมดาร์ทเมาท์ บ่งชี้ว่าการถ่ายภาพ Cherenkov ระหว่างการรักษาด้วยรังสีสามารถทำได้ ระบุแนวที่ไม่ตรงของผู้ป่วยและตรวจจับรังสีจรจัดปรับปรุงการส่งมอบการรักษาสำหรับผู้ป่วยแต่ละราย ต่อจากประสบการณ์ครั้งแรกนี้ ทีมงานได้นำระบบถ่ายภาพ Cherenkov มาใช้เป็นครั้งแรกสำหรับการใช้งานทางคลินิกตามปกติในโรงพยาบาลในชุมชน

รายงานการค้นพบของพวกเขาใน นวัตกรรมทางเทคนิคและการสนับสนุนผู้ป่วยด้านรังสีรักษาและมะเร็งวิทยานักวิจัยบรรยายถึงปีแรกของการใช้การถ่ายภาพ Cherenkov เพื่อถ่ายภาพผู้ป่วยที่ได้รับรังสีรักษาเป็นประจำ

ประสบการณ์ทางคลินิก

กลุ่มที่ ศูนย์การแพทย์เชสเชอร์ ติดตั้งไฟล์ บีมไซต์ ระบบสร้างภาพ Cherenkov ในเดือนกันยายน 2020 ปรับเทียบระบบ ปรับสภาพแสงในห้องให้เหมาะสมและโปรโตคอลการตั้งค่า และทำการทดสอบแบบ end-to-end ก่อนเริ่มใช้งานทางคลินิกในเดือนมีนาคม 2021

ตลอด 12 เดือนข้างหน้า พวกเขาใช้ระบบนี้เพื่อติดตามการรักษามะเร็งมากกว่า 1700 วิธี ซึ่งรวมถึงรังสีบำบัดทั้งแบบหายใจฟรีและแบบหายใจเข้าลึก (DIBH) และการรักษาด้วยลำแสงอิเล็กตรอนประมาณ 50 วิธี ในระหว่างการฉายรังสีแต่ละครั้ง นักบำบัดจะตรวจสอบภาพตำแหน่งร่างกายของผู้ป่วยและภาพเชเรนคอฟแบบเรียลไทม์ หลังการรักษา นักฟิสิกส์ได้วิเคราะห์ภาพที่บันทึกไว้

ในระหว่างปีนี้ ทีมงานตรวจพบความผิดปกติหลายประการในระหว่างการรักษา โดยปรับเปลี่ยนขั้นตอนการรักษาเพื่อความปลอดภัยของผู้ป่วย และปรับปรุงความแม่นยำในการคลอดบุตร ตัวอย่างเช่น ในบางกรณี ภาพถ่าย Cherenkov ตรวจพบปริมาณรังสีต่อส่วนต่างๆ ของร่างกายโดยไม่คาดคิด นักวิจัยรายงานกรณีตัวอย่างสองกรณีที่พบปริมาณยาที่ไม่ได้วางแผนไว้ในผู้ป่วยที่ได้รับการรักษาแบบเสริมที่เต้านมด้านซ้าย ในกรณีหนึ่ง พบว่าปริมาณยาที่ออกจากบริเวณที่ทำการรักษาอยู่ที่เต้านมด้านขวา ในอีกทางหนึ่ง ปริมาณยาจะถูกส่งไปยังคางเนื่องจากการหมุนศีรษะ เพื่อตอบสนองต่อความผิดปกติดังกล่าว นักบำบัดสามารถปรับเปลี่ยนสัดส่วนของการรักษา หรือแม้แต่หยุดการให้การรักษาได้

ระบบถ่ายภาพ Cherenkov ยังตรวจพบความไม่ถูกต้องในการตั้งค่าหรือการเคลื่อนไหวของผู้ป่วยโดยไม่คาดคิด ทีมงานอธิบายตัวอย่างการรักษากระดูกสันหลังแบบ 3 มิติ การใช้โครงร่างความเข้มของภาพ Cherenkov จากเศษส่วนแรกเป็นข้อมูลอ้างอิง นักบำบัดสังเกตการเคลื่อนไหวภายในแฟรกชันและหยุดการรักษาชั่วคราว ในส่วนอื่นๆ ผู้ป่วยที่ได้รับรังสีรักษา DIBH ที่เต้านมด้านซ้ายมีความแปรปรวนอย่างมากในตำแหน่งแขนระหว่างแต่ละเศษส่วน

ทีมงานยังอธิบายถึงการใช้เทคโนโลยีใหม่นี้อย่างผิดปกติมากขึ้นในการรักษาเนื้องอกที่อยู่เหนือหัวใจซึ่งใช้อิเล็กตรอน DIBH เพื่อลดปริมาณการเต้นของหัวใจ เนื่องจากปัจจุบัน Linacs ไม่สามารถจัดส่งอิเล็กตรอนแบบมีรั้วรอบขอบชิดได้ ทีมงานจึงใช้คำแนะนำรูปภาพ Cherenkov เพื่อควบคุมการจัดส่ง DIBH ด้วยตนเอง รวมทั้งตรวจสอบความถูกต้องแม่นยำในการส่งการรักษาแบบเรียลไทม์

นักวิจัยสรุปว่าการถ่ายภาพ Cherenkov ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นเครื่องมือทางคลินิกที่มีคุณค่าในการปรับปรุงความปลอดภัยและความแม่นยำในการให้การรักษา พวกเขาชี้ให้เห็นว่าหลังจากการฝึกอบรมการปฏิบัติงานจริงเพียงหนึ่งชั่วโมง นักบำบัดก็สามารถใช้งานระบบ ติดตามผู้ป่วย และตรวจสอบภาพเชเรนคอฟได้แบบเรียลไทม์ ซึ่งช่วยให้พวกเขาสามารถหยุดชั่วคราว ปรับ หรือแม้แต่ยกเลิกการให้การรักษาได้ตามต้องการ

เพื่อใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีนี้อย่างเต็มที่ ทีมงานแนะนำให้พัฒนาซอฟต์แวร์หลายอย่าง ซึ่งรวมถึงระบบที่เชื่อมต่อกับระบบบันทึกและตรวจสอบ เช่นเดียวกับการสร้างโครงร่างตำแหน่งของร่างกาย เครื่องหมาย และโครงร่างความเข้มของภาพ Cherenkov สะสมโดยอัตโนมัติ การใช้งานร่วมกับคำแนะนำในการตั้งค่ารูปภาพพื้นผิวอาจเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับการรักษาในอนาคต