萊斯利·賈維斯(Lesley Jarvis)和布萊恩·波格(Brian Pogue)正在研究使用切倫科夫(Cherenkov)成像技術實時監測放療的情況。(禮貌：馬克·沃什伯恩，達特茅斯-希區柯克健康中心)
在達特茅斯-希區柯克醫學中心接受放射療法治療的癌癥患者，正在通過實時監控治療過程中所放射的劑量，接受更多的治療檢查。切倫科夫成像系統可實現這種治療驗證，該系統可實時顯示每個輻射束。
Cherenkov成像是一種在放射治療過程中捕獲光發射的新技術。當光子或電子束與組織相互作用時，會產生切倫科夫效應，從而在皮膚表面產生顯示治療束形狀的光。該光的強度與所輸送的劑量成比例。由DoseOptics開發的BeamSite Cherenkov成像系統使用時間選通技術來確保每個直線加速器脈沖都對圖像有所貢獻。時間積分軟件可創建實時疊加在患者身上的圖像，從而提供表面劑量的替代圖。
這些劑量圖可用于在視覺上驗證整個每個治療部分的治療范圍和患者位置。蓋瑟爾醫學院和達特茅斯工程學院的研究小組表示，使用標準質量保證(QA)措施是不可能做到的。
由萊斯利·賈維斯(Lesley Jarvis)領導的達特茅斯(Dartmouth)小組進行了一項研究，研究了切倫科夫(Cherenkov)影像在臨床放射治療實踐中的實用性。研究人員在達特茅斯-希區柯克的諾里斯棉花癌癥中心接受放射治療的64位患者中對該系統進行了評估。使用3D保形放射療法，全皮膚電子療法，電弧療法和全身照射等技術對患者進行了乳腺癌(29)，肉瘤/淋巴瘤(23)和其他癌癥的治療。Jarvis和同事在國際放射腫瘤學，生物學，物理學雜志上發表了他們的發現。
放射治療師和放射腫瘤學家對Cherenkov圖像進行了檢查，以確定臨床獲益信息并確定治療事件。他們首先指出，這些圖像可用于監測腫瘤靶標和鄰近的解剖結構，以確保適當的治療。
為了評估患者的日常定位準確性，研究人員使用該系統的自動圖像分析軟件評估了15位乳腺癌患者的129次成像治療。Cherenkov排放在質量上與治療計劃系統預測的預期表面劑量分布相匹配。通過計算平均符合距離(MDC)分析分娩準確性，發現與治療第一天相比，分次間MDC在7 mm以內。
為了使用Cherenkov成像進行絕對劑量測定，研究人員將閃爍體光盤應用于三名患者的關注區域(ROI)。該系統根據已知的閃爍體發射響應，識別圖像中的閃爍體并將強度轉換為劑量。
Jarvis及其同事在Cherenkov影像提供特別有益的信息的64例患者中確定了6例。這包括在乳腺癌治療中確定對側乳房，手臂或下巴的意外劑量。在肢體肉瘤治療中，Cherenkov成像證實對側腿沒有意外接受劑量。
腿肉瘤患者的Cherenkov成像(a)顯示，治療束未接觸對側腿。在乳房治療(b)中，Cherenkov成像顯示遞送的劑量侵犯了下巴。(來源：Int。J. Radiat。Oncol。Biol。Phys。10.1016 / j.ijrobp.2020)
Cherenkov成像還發現了定位問題，即使這些患者是使用光學定位系統進行設置的，該系統報告了在設定的公差范圍內的定位。研究人員解釋說：“光學表面成像系統的典型ROI通常集中在較小的區域，并且不會檢測到ROI之外的對準問題。這可能會給臨床團隊帶來錯誤的安全感。”
除了實時監控之外，Cherenkov圖像還可以用于準確性和/或劑量測定的后處理分析。該分析可以自動化進行大規模的治療可重復性審查。此類數據可幫助識別由于設置困難而可能需要進行不同固定的患者。
作者寫道：“在這個有限的隊列中，我們發現了改善個別患者治療效果的機會。” “具有特定的臨床重要性，我們證明Cherenkov成像可以檢測到組織的雜散輻射劑量。目前，沒有實用的技術可以每天監測對側乳房的劑量或對其他鄰近解剖結構的劑量。”
該算法增強了基于Cherenkov的劑量驗證
DoseOptics的聯合創始人兼總裁Brian Pogue的共同作者告訴《物理世界》，該研究小組正在計劃對達特茅斯-希區柯克接受放射治療的患者的臨床數據進行大規模的回顧性分析，以確定事件發生率和價值。 Cherenkov成像技術在日常監測所有治療中的作用。他指出，切倫科夫(Cherenkov)對癌癥中心內所有放射腫瘤學患者的成像始于2020年秋天。BeamSite攝像頭系統于2020年12月獲得了美國食品和藥物管理局的510(k)許可。
“我們將比較兩個癌癥中心的事件檢測價值。Pogue解釋說，只有一個使用表面引導工具，因此Cherenkov影像可以更好地識別出患者的日常對準情況。“我們還正在研究在相鄰治療區域之間匹配線的能力，以及通過使用患者CT掃描對Cherenkov衰減的校準來量化絕對劑量。我們希望將其潛在地用于定量劑量成像。”
辛西婭·基恩(Cynthia E Keen)是自由撰稿人，專門研究與醫學和醫療保健相關的創新
