随着放疗技术变得越来越复杂，大分割的使用不断增加，辐射输送的准确性比以往任何时候都更加重要。 提供高质量的治疗依赖于监测和适应照射期间患者位置的任何变化的能力。 一种提供这种能力的新兴技术是 Cherenkov 成像，它可以实时验证患者的治疗情况，而无需额外的辐射暴露。
当带电粒子以超过光速的速度穿过特定介质时，会产生切伦科夫光。 在放疗过程中，当光子或电子束穿过组织时会发出切伦科夫光。 这种光揭示了患者表面治疗区域的形状和范围，其强度与输送剂量成正比。
研究人员的早期临床试验 达特茅斯健康 和 达特茅斯工程 表明放疗期间的切伦科夫成像可以 识别患者未对准并检测杂散辐射，改善个别患者的治疗交付。 继这一初步经验之后，该团队现已在社区医院实施了第一个用于常规临床使用的切伦科夫成像系统。
报告他们的发现 放射肿瘤学的技术创新和患者支持，研究人员描述了他们使用 Cherenkov 成像对接受常规放疗的患者进行成像的第一年。
临床经验
该组在 柴郡医疗中心 安装了 束点 2020 年 2021 月切伦科夫成像系统，校准系统，优化房间照明条件和设置协议，并在 XNUMX 年 XNUMX 月开始临床使用之前执行端到端测试。
在接下来的 12 个月里，他们使用该系统监测了 1700 多种癌症治疗，包括自由呼吸和深吸气屏气 (DIBH) 放射治疗以及大约 50 种电子束治疗。 在每次照射期间，治疗师都会实时查看患者的身体位置图像和切伦科夫图像。 治疗后，物理学家分析了记录的图像。
今年，该团队在治疗过程中发现了一些异常情况，修改了治疗程序以确保患者安全并提高分娩准确性。 例如，在某些情况下，Cherenkov 图像检测到身体部位未预料到的剂量。 研究人员报告了两个示例案例，其中在接受左乳房加强治疗的患者中发现了计划外的剂量。 在一个案例中，在右乳房观察到来自治疗野的射出剂量； 另一方面，由于头部旋转，剂量被输送到下巴。 针对此类异常情况，治疗师可以改变治疗分数，甚至停止治疗
Cherenkov 成像系统还检测到设置不准确或意外的患者运动。 该团队描述了一个对脊柱进行 3D 保形治疗的示例。 治疗师使用第一次分次的 Cherenkov 图像强度轮廓作为参考，观察分次内运动并暂停治疗。 在其他地方，左乳房接受 DIBH 放疗的患者在每个部分之间的手臂位置表现出很大的差异。
该团队还描述了这项新技术更不寻常的用途，用于治疗位于心脏上方的肿瘤，其中使用电子 DIBH 来减少心脏剂量。 由于直线加速器目前无法提供门控电子传输，该团队采用 Cherenkov 图像制导来手动门控 DIBH 传输，并实时验证治疗传输的准确性。
使治疗光束可视化可改善放射治疗的实施
研究人员得出结论，切伦科夫成像被证明是一种有价值的临床工具，可以提高治疗实施的安全性和准确性。 他们指出，仅经过一小时的实际操作培训，治疗师就可以操作该系统、监控患者并实时查看切伦科夫图像。 这使他们能够根据需要暂停、调整甚至中止治疗。
为了充分利用这项技术，该团队提出了多项软件开发建议。 这些包括与记录和验证系统接口的系统，以及自动生成身体位置轮廓、标记和累积切伦科夫图像强度轮廓。 结合表面图像设置指导也可以为未来的治疗提供强大的工具。
