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全球首台質子CT成像設備研發乐成

2017-7-16 15:47| 發布者: 華夏文化| 检察: 391| 評論: 0 |来自: 器械之家

簡介1:OFweek醫療网讯 质子和重离子治疗被国内媒体称为“治癌神器”。所谓质子,就是指氢原子剥去电子后带有正电荷的粒子。氢原子通过加速器高能加速,成为穿透力很强的电离放射线,这就是质子放射线,然后精确利用下摄入 ...

OFweek醫療网讯 质子和重离子治疗被国内媒体称为“治癌神器”。所谓质子,就是指氢原子剥去电子后带有正电荷的粒子。氢原子通过加速器高能加速,成为穿透力很强的电离放射线,这就是质子放射线,然后精确利用下摄入人体。质子治疗是放射疗法的质的飞跃。与传统放射治疗所使用的X射线等光子束相比,质子治疗的最大优势就是能够减少对正常组织的辐射,同时对病灶部位给足剂量。

全球首台質子CT成像設備研發乐成

质子CT设备作为当前最复杂的医学影像学设备,在肿瘤治疗上的精确度相对于其它放疗设备拥有绝对的优势,但在科學研究者看来,它或许可以更加完美!

全球首台質子CT成像設備研發乐成

目前質子治療的治療計劃制定是在臨床靶目標的X線成像基礎上制定的。然而,由于在制定治療計劃的過程中計算劑量需要將CT亨氏單位轉換成水當量長度(WEL),而這一過程存在不確定性,因此使用X線成像在計算照耀範圍時會出現錯誤。

为了解决这个问题,國際上有部门团队正在对质子CT(pCT)成像系统的性能进行研究,希望藉此提高癌症质子治疗的精确度及准确性。

由英国林肯大学(University of Lincoln)图像工程学特聘教授Nigel Allinson带领的由来自世界各地的科學家组成的國際PRaVDA(Proton Radiotherapy Verification and Dosimetry Applications,PRaVDA)专家团队乐成研发了世界上第一台质子CT。科研人员在南非iTHemba LABS实验室使用南非国家回旋加速器(South African National Cyclotron)进行了多年的研究,并最终实现了这一影像学领域的重大突破,为提高肿瘤质子治疗的疗效和普及性添砖加瓦。

全球首台質子CT成像設備研發乐成

“爲了能夠實現質子CT成像,我們使用用于質子治療的高能粒子搭建了一個特別的醫學影像學平台。”Allinson教授解釋說,“目前我們僅使用研發出的質子CT爲一塊羊排拍攝了影像,這意味著很快我們就能夠在腫瘤治療過程中使用質子CT了。”

科研人員將質子CT圖像與傳統X線CT圖像進行了比較。盡管質子CT圖像比X線CT圖像模糊,但能夠清楚顯示質子與組織之間的相互作用。當前質子治療過程中,質子照耀範圍和准確性都存在不確定性。如果使用X線CT圖像進行治療計劃制定,那麽束流實際到達和釋放能量的位置會與計劃有3-5%的差異,從而損傷正常細胞;而使用質子CT,上述誤差可以降低到1%。

全球首台質子CT成像設備研發乐成

質子CT圖像清楚度在不斷提高

PRaVDA的科研团队使用多种组织替代物对质子进行了测试,并记录了质子相对阻止本事(relative stopping power)的最低误差值。质子的相对阻止本事是影响放疗准确性的关键因素。

除此之外,PRaVDA團隊還發現,在質子穿過患者組織的過程中,可以測量多個參數,從而獲得完整的CT圖像。這些發現打開了一個全新的醫學影像領域的大門,並將成爲PRaVDA新一代醫學影像設備研發的重點。

通過使用質子CT獲得患者解剖學和腫瘤CT圖像,意味著可以使用質子而不是X線獲得詳細的三維患者解剖學影像,醫生在治療過程中能夠更精確的瞄准腫瘤,更好的保護腫瘤周圍健康組織,這將進一步擴大質子治療的適應證範圍。

为了能够解决质子治疗计划制定和实施过程中的不确定性,Wellcome信托基金(Wellcome Trust)出资建立了质子放射治疗认证和剂量学应用(Proton Radiotherapy Verification and Dosimetry Applications,PRaVDA)联合会,开发新的设备以提高质子治疗过程中束流剂量和能量的稳定性。PRaVDA由来自英国伯明翰大学、林肯大学、利物浦大学、萨里大学、伯明翰大学医院NHS信托基金会、考文垂和沃克里郡大学医院NHS信托基金会和南非开普敦iThemba实验室的知名工程师、科學家、医生、高能物理和核物理学家以及放射肿瘤专家组成。

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