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放射治疗，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，医学专家可以映射辐射剂量在体内，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。

“一旦你开始交付辐射在美国，人体基本上是一个黑盒子，”乔纳森·鲁宾生物医学工程学院教授、放射学教授、该研究的通讯作者王学定说自然生物技术。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。”

辐射被用于治疗成千上万的癌症患者每年用高能波和粒子(通常是x射线)轰击身体的某个区域。辐射会致命癌症细胞直接或损坏它们，这样它们就不会扩散。

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，然后传送到超声波设备图像重建。

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。

“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、器官运动和解剖结构变化而产生的不确定性，”中国科学院的研究人员张伟说生物医学工程以及该研究的第一作者。“这将使我们能够精确地将剂量输送到癌症肿瘤。”

U-M技术的另一个好处是它可以很容易地添加到电流中放射治疗在不改变临床医生所习惯的过程的情况下。

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。