世界首臺質(zhì)子CT成像設備可為羊排采集質(zhì)子CT圖像

　　由英國林肯大學(xué)(University of Lincoln)圖像工程學(xué)特聘教授Nigel Allinson帶領(lǐng)的由來(lái)自世界各地的科學(xué)家組成的國際PRaVDA(Proton Radiotherapy Verification and Dosimetry Applications，PRaVDA)專(zhuān)家團隊成功研發(fā)了世界上第一臺質(zhì)子CT?？蒲腥藛T在南非iTHemba LABS實(shí)驗室使用南非國家回旋加速器(South African National Cyclotron)進(jìn)行了多年的研究，并最終實(shí)現了這一影像學(xué)領(lǐng)域的重大突破，為提高腫瘤質(zhì)子治療的療效和普及性添磚加瓦。更多關(guān)于質(zhì)子CT的信息，見(jiàn)質(zhì)子中國往期報道《質(zhì)子CT能夠簡(jiǎn)化質(zhì)子治療計劃制定》、《質(zhì)子CT的研發(fā)正順利進(jìn)行》、《臨床用質(zhì)子CT即將揭開(kāi)面紗》。

　　質(zhì)子原理示意圖

　　“為了能夠實(shí)現質(zhì)子CT成像，我們使用用于質(zhì)子治療的高能粒子搭建了一個(gè)特別的醫學(xué)影像學(xué)平臺。”Allinson教授解釋說(shuō)，“目前我們僅使用研發(fā)出的質(zhì)子CT為一塊羊排拍攝了影像，這意味著(zhù)很快我們就能夠在腫瘤治療過(guò)程中使用質(zhì)子CT了。”

　　科研人員將質(zhì)子CT圖像與傳統X線(xiàn)CT圖像進(jìn)行了比較。盡管質(zhì)子CT圖像比X線(xiàn)CT圖像模糊，但能夠清晰顯示質(zhì)子與組織之間的相互作用。當前質(zhì)子治療過(guò)程中，質(zhì)子照射范圍和準確性都存在不確定性。如果使用X線(xiàn)CT圖像進(jìn)行治療計劃制定，那么束流實(shí)際到達和釋放能量的位置會(huì )與計劃有3-5%的差異，從而損傷正常細胞;而使用質(zhì)子CT，上述誤差可以降低到1%。

　　質(zhì)子CT清晰度在不斷提高

　　PRaVDA的科研團隊使用多種組織替代物對質(zhì)子進(jìn)行了測試，并記錄了質(zhì)子相對阻止本領(lǐng)(relative stopping power)的最低誤差值。質(zhì)子的相對阻止本領(lǐng)是影響放療準確性的關(guān)鍵因素。

　　除此之外，PRaVDA團隊還發(fā)現，在質(zhì)子穿過(guò)患者組織的過(guò)程中，可以測量多個(gè)參數，從而獲得完整的CT圖像。這些發(fā)現打開(kāi)了一個(gè)全新的醫學(xué)影像領(lǐng)域的大門(mén)，并將成為PRaVDA新一代醫學(xué)影像設備研發(fā)的重點(diǎn)。

　　質(zhì)子CT設備是當前最復雜的醫學(xué)影像學(xué)設備，因為使用質(zhì)子采集圖像需要克服許多挑戰。在成像過(guò)程中，一個(gè)圖像需要上百萬(wàn)個(gè)質(zhì)子，并且需要追蹤每一個(gè)質(zhì)子進(jìn)入和離開(kāi)機體的位置。

　　通過(guò)使用質(zhì)子CT獲得患者解剖學(xué)和腫瘤CT圖像，意味著(zhù)可以使用質(zhì)子而不是X線(xiàn)獲得詳細的三維患者解剖學(xué)影像，醫生在治療過(guò)程中能夠更精確的瞄準腫瘤，更好的保護腫瘤周?chē)】到M織，這將進(jìn)一步擴大質(zhì)子治療的適應證范圍。