走向联合缺氧成像和适应性放射治疗

快速生长的肿瘤无法向其所有区域输送氧气。 然而，由此产生的缺氧肿瘤区域很难用放射疗法治疗，放射疗法依赖于在氧气存在下产生的自由基来破坏癌细胞中的 DNA。

临床医生一直在用各种方法解决这个问题——从增强放疗对缺氧肿瘤效果的放射增敏剂到提供高辐射剂量的质子治疗等技术。 尽管如此，研究人员仍希望能够识别缺氧肿瘤，以便调整治疗以更有效地针对此类肿瘤。 但目前测量肿瘤氧水平的技术是侵入性的，提供有限的空间信息或需要在许多临床环境中尚未获得的放射性药物。

在非侵入性缺氧成像和未来生物学引导的适应性放射治疗研究的重要一步中，研究人员已经整合了一种技术来测量肿瘤氧合作用 MR-linac，一种混合​​ MRI 扫描仪和放射治疗输送系统。

迈克尔·杜贝克, 磁共振成像首席科学家 克里斯蒂 NHS 基金会信托 和曼彻斯特大学的 MR 研究物理学家，是该研究的第一作者，该研究发表在 放射治疗和肿瘤学.

“在这项工作中，我们研究了纵向弛豫率的变化 (R₁) 在由 100% 氧气呼吸引起的肿瘤中，”Dubec 说。 “根据之前针对免疫组织化学的验证工作，我们可以说 ΔR₁ 该技术可用于识别与低氧水平相关的肿瘤区域。”

在氧增强磁共振成像 (OE-MRI) 扫描过程中，患者呼吸纯氧，纯氧最初与血红蛋白结合，使血氧饱和度最大化。 然后任何额外的氧气溶解在血浆和组织中，增加氧分子的浓度并导致更快的纵向净磁化恢复和更大的纵向弛豫率（R₁).

研究人员使用诊断性 MR 扫描仪在健康参与者和头颈癌参与者中测试了缺氧成像技术。 他们还进行了幻影研究。 他们创建了显示 R 变化的图像₁ 整个头部和颈部，并使用感兴趣区域分析来测量肿瘤这种变化的程度。

Dubec 及其同事在 MR-linac 系统上重复了这项研究。 他们得出结论，OE-MRI 方法在 MR-linac 系统上是可重复和可再现的，并提供与在诊断 MR 扫描仪上获得的数据“同等质量的数据”。

“氧增强 MRI 提供了一种实用且易于转化的技术来评估正常组织和肿瘤的氧合作用，我们首次展示了这种技术可以纳入 MR 引导的放射治疗系统，而健康志愿者和患者没有报告任何问题，”杜贝克说。

肿瘤氧合的光声图预测放射治疗效果

尽管研究人员使用的 MR 成像序列可以快速获取 3D 图像体积，但他们指出，他们的协议仍然太长，无法适应标准的 MR 直线加速器工作流程。 额外的工作将结合灌注序列来识别坏死区域，并将评估跨诊所的方法和结果的可重复性。 Dubec 说验证工作还应该直接链接 R 中的更改₁ 绝对氧浓度变化的价值，然后是肿瘤中特定氧水平的变化。

“从本质上讲，我们的目标是开发和转化 OE-MRI 技术，以便将来可以将其用于医院中基于适应性放射治疗的临床试验，”Dubec 说。 “让更多的机构对 OE-MRI 技术进行调查和合作非常重要，这样我们就可以积累更多关于该技术的局限性和益处的证据，并评估其在不同肿瘤类型中的效用。”

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• Sumber: https://physicsworld.com/a/towards-combined-hypoxia-imaging-and-adaptive-radiotherapy/