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适用于MRI引导放射治疗的3D剂量计

作者:cao, shuai日期:2017/11/25 11:38

MRI引导放射治疗是一种新兴的癌症治疗方法,有望为传统的X射线引导放疗提供更好的肿瘤靶向性。然而,验证剂量递送由于MRI扫描仪磁场中二次电子的偏转而变得复杂。传统剂量计如电离室表现出磁场依赖性,并且不能进行剂量分布的详细3D测量。

针对这一点,美国的研究人员已经表明,最初开发用于非MRI导向放射治疗的三个化学剂量计 – 可以在没有校正因子的情况下测量强磁场中的剂量。使用以方框图的形式实现3D测量,组织等效剂量计“非常适合”于MRI引导治疗使用的第一作者汉纳·李说,德州大学安德森癌症中心(Radiother ONCOL。 DOI:10.1016 / J .radonc.2017.08.027)。

医学博士安德森的汉娜李和杰夫·伊博特

医学博士安德森的汉娜李和杰夫·伊博特

在每个剂量计中,治疗光束的辐射分解改变了材料的磁性或光学性质,或两者。然后分别使用MRI扫描仪或分光光度计定量这些变化。例如,在铁基放射性变色凝胶FOX中,亚铁离子在照射时转化为三价铁离子。这种转变导致黄色凝胶变成紫色,并改变剂量计中水质子的松弛。

剂量计测试
Lee与高级作者Geoffrey Ibbott及其合着者一起测试了FOX,PRESAGE射线色素塑料和BANG聚合物凝胶,在台式电磁铁提供强磁场的情况下对其进行照射。放置在透明容器中,剂量计定位在磁体的磁极之间,提供积聚和背散射。

照射设置

照射设置(点击放大)

研究人员用钴-60源照射FOX和PRESAGE,电磁铁接通时产生1.5T的场强。使用6MV商用直线加速器照射BANG,电磁体设置为提供1.0T场。照射是在同一天进行的,以减少日常和批次间的变化。磁体两极之间的测量显示B 0场稳定。

电磁铁与其垂直于辐射束中心轴的磁场对齐,导致洛仑兹力和电磁铁接通时二次电子的偏转。然而,光束面积明显大于用于读出剂量的剂量计中的小区域。因此,体积暴露在均匀的辐射场中,这意味着所传递的剂量可以假定为恒定的,不管磁体是开还是关。

用光学方法读出FOX和PRESAGE,用商用3T MRI扫描仪读出BANG。在FOX中,研究人员观察到,在磁铁开启和关闭之间,在光谱峰值440 nm和585 nm处,光信号的差异分别为1.6%和0.5%。在PRESAGE中,在632nm光谱峰值处的差异是1.5%,而在BANG中,R 2 MRI 的差异是0.7%。线性剂量反应也在每个中观察到。

照射后FOX放射性变色凝胶的变化

照射后FOX放射性变色凝胶的变化

作者认为这种差异是“最小的”,得出的结论是剂量计适合在MRI引导的治疗系统中测量剂量,而在所研究的场强中没有任何校正因素。

然而,需要进一步的工作来使3D剂量计在诊所中成为更可行的选择。剂量计并不常用,因为它们难以在内部进行,Ibbott告诉medicalphysicsweb。

解决这个问题,作者正在研究一种新的3D剂量计。Ibbott说:“我们开发了一种可重复使用的FOX凝胶,正在完成我们对这种凝胶的特性描述,以评估MRI-Linac的剂量输送和图像引导放射治疗能力。

Lee补充说:“我们相信,我们的FOX凝胶和其他Fricke凝胶代表了理想的剂量计,因为它们与剂量成线性关系,剂量信息可以通过MRI引导放射治疗系统的MRI成分获得。在正在进行的工作中,该小组还在开发使用FOX凝胶的实时读数的技术,在治疗之前或之后,验证MRI引导的患者运动补偿。