До комбінованої візуалізації гіпоксії та адаптивної променевої терапії

Швидко зростаюча пухлина не може доставити кисень до всіх своїх ділянок. Однак утворені області пухлини з кисневим голодуванням важко лікувати за допомогою променевої терапії, методики, яка заснована на вільних радикалах, що утворюються в присутності кисню, щоб пошкодити ДНК ракових клітин.

Клініцисти вирішують цю проблему за допомогою різноманітних підходів – від радіосенсибілізаторів, які посилюють ефекти променевої терапії при гіпоксичних пухлинах, до таких методів, як протонна терапія, яка забезпечує високі дози радіації. Тим не менш, дослідники хочуть мати можливість ідентифікувати пухлини з кисневим голодуванням, щоб можна було налаштувати лікування для більш ефективного лікування таких пухлин. Але сучасні методи вимірювання рівня кисню в пухлинах є інвазивними, надають обмежену просторову інформацію або вимагають радіофармацевтичних препаратів, які поки що неможливо отримати в багатьох клінічних умовах.

Важливим кроком для неінвазивної візуалізації гіпоксії та майбутніх біологічних досліджень адаптивної променевої терапії, дослідники інтегрували техніку вимірювання оксигенації пухлини за допомогою MR-linac, гібридного МРТ-сканера та системи доставки променевої терапії.

Михайло Дубец, головний науковий співробітник магнітно-резонансної томографії Трастовий фонд Christie NHS Foundation і фізик-дослідник МР з Університету Манчестера, є першим автором дослідження, яке було опубліковано в Променева терапія та онкологія.

«У цій роботі ми досліджували зміну швидкості поздовжньої релаксації (Р₁) у пухлинах, викликаних диханням 100% киснем», – каже Дубец. «Грунтуючись на попередній перевірці проти імуногістохімії, ми можемо сказати, що ΔR₁ Техніка може бути використана для визначення областей пухлини, пов’язаних із низьким рівнем кисню».

Під час магнітно-резонансної томографії з підсиленням кисню (OE-MRI) пацієнти дихають чистим киснем, який спочатку зв’язується з гемоглобіном, максимізуючи насичення крові киснем. Потім будь-який додатковий кисень розчиняється в плазмі крові та тканинах, збільшуючи концентрацію молекул кисню та призводячи до швидшого відновлення повздовжньої сумарної намагніченості та більшої швидкості поздовжньої релаксації (R₁).

Дослідники протестували техніку візуалізації гіпоксії за допомогою діагностичного МРТ-сканера на здорових учасниках, а потім на учасниках із раком голови та шиї. Вони також проводили фантомні дослідження. Вони створили зображення, що показують зміни в R₁ по всій голові та шиї, і використовував аналіз регіону інтересу для вимірювання величини цієї зміни в пухлинах.

Dubec та його колеги повторили дослідження на системі MR-linac. Вони дійшли висновку, що методи ОЕ-МРТ є повторюваними та відтворюваними на системах MR-linac і забезпечують «дані якості, еквівалентні даним, отриманим на діагностичних МР-сканерах».

«МРТ із підсиленням кисню пропонує практичну та легко перекладену техніку для оцінки оксигенації в нормальних тканинах і пухлинах, яку, як ми вперше показали, можна включити в системи променевої терапії під контролем МРТ без жодних проблем, повідомлених здоровими добровольцями та пацієнтами», Дубец каже.

Фотоакустичне картування оксигенації пухлини прогнозує ефективність променевої терапії

Хоча дослідники використовували послідовність МРТ-зображень, яка швидко отримує об’єми 3D-зображень, вони відзначають, що їхній протокол все ще занадто довгий, щоб вписатися в стандартний робочий процес МР-лінак. Додаткова робота включатиме послідовність перфузії для ідентифікації некротичних ділянок і оцінюватиме відтворюваність методів і результатів у різних клініках. Dubec каже, що робота з валідації також повинна безпосередньо пов’язувати зміни в R₁ значення для змін абсолютної концентрації кисню, а потім для специфічних рівнів кисню в пухлинах.

«По суті, ми прагнемо розробити та перекласти техніку OE-MRI, щоб у майбутньому її можна було використовувати для адаптивних клінічних випробувань на основі променевої терапії в лікарнях», — говорить Дубец. «Важливо, щоб більше установ досліджували та співпрацювали з методами ОЕ-МРТ, щоб ми могли накопичити більше доказів обмежень і переваг цього методу та оцінити його корисність для різних типів пухлин».

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• Карбування майбутнього з Адріенн Ешлі. Доступ тут.
• джерело: https://physicsworld.com/a/towards-combined-hypoxia-imaging-and-adaptive-radiotherapy/