Khi các kỹ thuật xạ trị ngày càng trở nên phức tạp và việc sử dụng kỹ thuật giảm phân đoạn tiếp tục phát triển, độ chính xác của việc cung cấp bức xạ trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Cung cấp các phương pháp điều trị chất lượng cao dựa vào khả năng theo dõi và thích ứng với bất kỳ thay đổi nào về tư thế của bệnh nhân trong quá trình chiếu xạ. Một kỹ thuật mới nổi cung cấp khả năng này là chụp ảnh Cherenkov, cho phép xác minh điều trị trên bệnh nhân theo thời gian thực mà không cần tiếp xúc thêm với bức xạ.
Ánh sáng Cherenkov được tạo ra khi một hạt tích điện di chuyển với vận tốc vượt quá tốc độ ánh sáng qua một môi trường cụ thể. Trong quá trình xạ trị, ánh sáng Cherenkov được phát ra khi các chùm photon hoặc electron đi qua mô. Ánh sáng này cho thấy hình dạng và phạm vi của trường điều trị trên bề mặt bệnh nhân, với cường độ tỷ lệ thuận với liều lượng được truyền.
Các thử nghiệm lâm sàng ban đầu của các nhà nghiên cứu tại Y tế Dartmouth và Cơ khí Dartmouth chỉ ra rằng hình ảnh Cherenkov trong quá trình xạ trị có thể xác định sự sai lệch của bệnh nhân và phát hiện bức xạ đi lạc, cải thiện việc cung cấp điều trị cho từng bệnh nhân. Tiếp nối kinh nghiệm ban đầu này, nhóm hiện đã triển khai hệ thống hình ảnh Cherenkov đầu tiên để sử dụng lâm sàng thông thường trong bệnh viện cộng đồng.
Báo cáo phát hiện của họ trong Cải tiến kỹ thuật & Hỗ trợ bệnh nhân trong xạ trị ung thư, các nhà nghiên cứu mô tả năm đầu tiên họ sử dụng hình ảnh Cherenkov để chụp ảnh bệnh nhân trải qua xạ trị thông thường.
Kinh nghiệm lâm sàng
Nhóm ở Trung tâm y tế Cheshire cài đặt BeamSite hệ thống hình ảnh Cherenkov vào tháng 2020 năm 2021, hiệu chỉnh hệ thống, tối ưu hóa điều kiện ánh sáng trong phòng và quy trình thiết lập, đồng thời thực hiện thử nghiệm từ đầu đến cuối trước khi bắt đầu sử dụng lâm sàng vào tháng XNUMX năm XNUMX.
Trong 12 tháng tiếp theo, họ đã sử dụng hệ thống này để theo dõi hơn 1700 phương pháp điều trị ung thư, bao gồm cả phương pháp xạ trị giữ hơi thở tự do và hít thở sâu (DIBH) và khoảng 50 phương pháp điều trị bằng chùm tia điện tử. Trong mỗi lần chiếu xạ, các nhà trị liệu xem lại hình ảnh vị trí cơ thể bệnh nhân và hình ảnh Cherenkov trong thời gian thực. Sau khi điều trị, các nhà vật lý đã phân tích các hình ảnh được ghi lại.
Trong năm nay, nhóm đã phát hiện một số điểm bất thường trong quá trình điều trị, điều chỉnh quy trình điều trị để đảm bảo an toàn cho bệnh nhân và cải thiện độ chính xác của ca sinh. Ví dụ, trong một số trường hợp, hình ảnh Cherenkov phát hiện liều lượng tác động lên các bộ phận cơ thể mà nó không được mong đợi. Các nhà nghiên cứu báo cáo hai trường hợp ví dụ về liều lượng ngoài kế hoạch được tìm thấy ở những bệnh nhân được điều trị tăng cường cho vú trái. Trong một trường hợp, liều thoát ra khỏi vùng điều trị được quan sát thấy ở vú bên phải; mặt khác, liều lượng được chuyển đến cằm do xoay đầu. Để đối phó với những bất thường như vậy, các nhà trị liệu có thể thay đổi các phần điều trị, hoặc thậm chí tạm dừng việc điều trị
Hệ thống hình ảnh Cherenkov cũng phát hiện sự thiếu chính xác trong thiết lập hoặc chuyển động bất ngờ của bệnh nhân. Nhóm mô tả một ví dụ điều trị phù hợp 3D cho cột sống. Sử dụng phác thảo cường độ hình ảnh Cherenkov từ phân số đầu tiên làm tài liệu tham khảo, các nhà trị liệu đã quan sát chuyển động nội phân số và tạm dừng điều trị. Ở những nơi khác, một bệnh nhân được xạ trị DIBH ở vú trái biểu hiện sự thay đổi lớn về vị trí cánh tay giữa mỗi phần.
Nhóm nghiên cứu cũng mô tả một cách sử dụng khác thường hơn của công nghệ mới này, trong điều trị khối u nằm phía trên tim nơi điện tử DIBH được sử dụng để giảm liều lượng cho tim. Vì linac hiện không thể cung cấp phân phối điện tử có kiểm soát, nhóm đã sử dụng hướng dẫn hình ảnh Cherenkov để phân phối DIBH theo cách thủ công, cũng như để xác minh độ chính xác của phân phối điều trị trong thời gian thực.
Hình dung chùm tia điều trị cải thiện quá trình xạ trị
Các nhà nghiên cứu kết luận rằng hình ảnh Cherenkov đã chứng tỏ là một công cụ lâm sàng có giá trị để cải thiện độ chính xác và an toàn trong điều trị. Họ chỉ ra rằng chỉ sau một giờ đào tạo vận hành thực hành, các nhà trị liệu có thể vận hành hệ thống, theo dõi bệnh nhân và xem lại các hình ảnh Cherenkov trong thời gian thực. Điều này cho phép họ tạm dừng, điều chỉnh hoặc thậm chí hủy bỏ quá trình điều trị theo yêu cầu.
Để khai thác triệt để công nghệ này, nhóm đề xuất một số phát triển phần mềm. Chúng bao gồm hệ thống giao tiếp với hệ thống ghi và xác minh, cũng như tự động tạo các đường viền vị trí cơ thể, các điểm đánh dấu và các đường viền cường độ hình ảnh Cherenkov tích lũy. Việc kết hợp với hướng dẫn thiết lập hình ảnh bề mặt cũng có thể cung cấp một công cụ mạnh mẽ cho các phương pháp điều trị trong tương lai.
