密歇根大学开发的精确 3D 成像首次可在治疗期间测量用于治疗一半癌症患者的辐射。
通过捕获和放大 X 射线加热体内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图，为他们提供新数据以实时指导治疗。这是医生以前无法“看到”的首创交互视图。
“一旦你开始释放辐射，身体几乎就是一个黑匣子，”Jonathan Rubin 生物医学工程大学教授、放射学教授、《自然生物技术》研究的通讯作者 Xueding Wang 说。他还领导 UM 的光学成像实验室。
“我们不知道 X 射线在体内的确切位置，也不知道我们向目标传递了多少辐射。而且每个人的身体都不一样，因此对这两个方面做出预测是很棘手的。 “
辐射每年用于治疗数十万癌症患者，用高能波和粒子(通常是 X 射线)轰击身体的某个区域。辐射可以彻底杀死癌细胞或破坏它们，使它们无法扩散。
这些好处因缺乏精确性而受到损害，因为放射治疗通常会杀死和损害肿瘤周围区域的健康细胞。它还会增加患上新癌症的风险。
通过实时 3D 成像，医生可以更准确地将辐射导向癌细胞并限制邻近组织的照射。为此，他们只需要“倾听”。
当 X 射线被身体组织吸收时，它们会转化为热能。加热会导致组织迅速膨胀，而这种膨胀会产生声波。
声波很弱，通常无法通过典型的超声技术检测到。UM 的新型电离辐射声学成像系统通过位于患者一侧的超声波换能器阵列检测波。信号被放大，然后传输到超声设备中进行图像重建。
有了手中的图像，肿瘤诊所可以在此过程中改变辐射水平或轨迹，以确保更安全、更有效的治疗。
“在未来，我们可以使用成像信息来补偿放射治疗过程中因定位、器官运动和解剖变异而产生的不确定性，”生物医学工程研究员、该研究的第一作者张伟说。“这将使我们能够精确地向癌症肿瘤提供剂量。”
UM 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，而无需彻底改变临床医生习惯的流程。
密歇根医学放射肿瘤学副教授 Kyle Cuneo 说：“在未来的应用中，这项技术可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，并且肿瘤接受预期剂量。” “在目标靠近小肠或胃等辐射敏感器官的情况下，这项技术将特别有益。”
该研究团队由澳大领导，包括Wang、Cuneo和澳大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。
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