实时跟踪放射治疗可以保证更安全、更有效的癌症治疗

用于治疗一半癌症患者的ANN ARBOR-Radiation，第一次可以在治疗期间通过密歇根大学开发的精确3D成像进行测量。

通过捕捉和放大x射线加热人体组织时产生的微小声波，医疗专业人员可以绘制出体内的辐射剂量，为他们提供实时指导治疗的新数据。这是医生以前无法“看到”的互动的首次视角。

乔纳森·鲁宾生物医学工程学院教授、放射学教授、《自然·生物技术》杂志通讯作者王雪定说:“一旦你开始传送辐射，身体几乎就成了一个黑盒子。”他还领导着密歇根大学的光学成像实验室。

“我们不知道x射线击中人体内部的确切位置，也不知道我们向目标输送了多少辐射。而且每个身体都是不同的，所以对这两个方面进行预测是很棘手的。”

放射疗法每年用于治疗成千上万的癌症患者，用高能波和粒子(通常是x射线)轰击身体的某个区域。辐射可以直接杀死癌细胞或破坏它们，使它们无法扩散。

由于缺乏准确性，这些好处被削弱了，因为放射治疗经常杀死和破坏肿瘤周围区域的健康细胞。它还会增加患新癌症的风险。

通过实时3D成像，医生可以更准确地将辐射指向癌细胞，并限制邻近组织的暴露。要做到这一点，他们只需要“倾听”。

当x射线被人体组织吸收时，就会转化为热能。这种加热会导致组织迅速膨胀，而这种膨胀会产生声波。

声波很微弱，通常无法被典型的超声波技术检测到。U-M的新型电离辐射声波成像系统通过放置在患者一侧的超声波换能器阵列来检测声波。信号被放大，然后转移到超声波设备进行图像重建。

有了这些图像在手，肿瘤诊所就可以在治疗过程中改变放射水平或轨迹，以确保更安全、更有效的治疗。

生物医学工程研究员、该研究的第一作者张伟(Wei Zhang)说:“在未来，我们可以利用成像信息来弥补放射治疗过程中由于定位、器官运动和解剖变化而产生的不确定性。”“这将使我们能够精确地将剂量输送到癌症肿瘤。”

密歇根大学技术的另一个好处是，它可以很容易地添加到当前的放射治疗设备中，而不会大幅改变临床医生已经习惯的过程。

密歇根医学院放射肿瘤学副教授Kyle Cuneo说:“在未来的应用中，这项技术可以用于个性化和调整每次放射治疗，以确保正常组织保持在安全剂量，肿瘤接受预期的剂量。”“这项技术在目标靠近辐射敏感器官(如小肠或胃)的情况下尤其有益。”

该研究团队由密歇根大学领导，成员包括Wang、Cuneo和密歇根大学医学院放射肿瘤学兼职教授Issam El Naqa。该团队与莫菲特癌症中心的合作伙伴合作。

密歇根大学已经申请了专利保护，并正在寻找合作伙伴，帮助将这项技术推向市场。这项研究得到了国家癌症研究所和密歇根临床与健康研究所的支持。

文章标题

Real-time, volumetric imaging of radiation dose delivery deep into the liver during cancer treatment