การถ่ายภาพ 3 มิติที่แม่นยำสามารถช่วยวัดปริมาณรังสีในระหว่างการรักษามะเร็งได้

รังสีที่ใช้รักษาผู้ป่วยมะเร็งครึ่งหนึ่งสามารถตรวจวัดได้ในระหว่างการรักษาเป็นครั้งแรกด้วยภาพ 3 มิติที่แม่นยำซึ่งพัฒนาขึ้นที่มหาวิทยาลัยมิชิแกน

การจับและขยายคลื่นเสียงเล็กๆ ที่สร้างขึ้นเมื่อรังสีเอกซ์ทำให้เนื้อเยื่อในร่างกายร้อนขึ้น ผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์สามารถทำแผนที่ปริมาณรังสีภายในร่างกาย ให้ข้อมูลใหม่เพื่อเป็นแนวทางในการรักษาแบบเรียลไทม์ เป็นมุมมองแรกที่แพทย์ไม่สามารถ "มองเห็น" ได้

"เมื่อคุณเริ่มส่งรังสี ร่างกายก็เปรียบเสมือนกล่องดำ" Xueding Wang ศาสตราจารย์ Jonathan Rubin สาขาวิศวกรรมชีวการแพทย์ ศาสตราจารย์ด้านรังสีวิทยา และผู้เขียนที่เกี่ยวข้องของการศึกษาในNature Biotechnologyกล่าว เขายังเป็นหัวหน้าห้องปฏิบัติการการถ่ายภาพด้วยแสงของ UM

"เราไม่รู้แน่ชัดว่ารังสีเอกซ์ตกกระทบที่ใดในร่างกาย และเราไม่รู้ว่าเรากำลังส่งรังสีไปยังเป้าหมายมากน้อยเพียงใด และร่างกายแต่ละส่วนก็แตกต่างกัน ดังนั้นการคาดเดาทั้งสองด้านจึงเป็นเรื่องยุ่งยาก "

การฉายรังสีใช้ในการรักษาผู้ป่วยมะเร็งหลายแสนคนในแต่ละปี สล็อต โดยส่งคลื่นและอนุภาคพลังงานสูงเข้าไปในบริเวณของร่างกาย ซึ่งโดยปกติแล้วจะเป็นรังสีเอกซ์ รังสีสามารถฆ่าเซลล์มะเร็งหรือทำลายเซลล์มะเร็งจนไม่สามารถแพร่กระจายได้

ผลประโยชน์เหล่านี้ถูกบั่นทอนเพราะขาดความแม่นยำ เนื่องจากการรักษาด้วยรังสีมักจะฆ่าและทำลายเซลล์ปกติในบริเวณรอบๆ เนื้องอก นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดมะเร็งชนิดใหม่

ด้วยภาพ 3 มิติแบบเรียลไทม์ แพทย์สามารถกำหนดทิศทางของรังสีไปยังเซลล์มะเร็งได้แม่นยำยิ่งขึ้น และจำกัดการสัมผัสของเนื้อเยื่อข้างเคียง ในการทำเช่นนั้น พวกเขาเพียงแค่ต้อง "ฟัง"

เมื่อรังสีเอกซ์ถูกดูดซับโดยเนื้อเยื่อในร่างกาย รังสีเอกซ์จะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อน ความร้อนนั้นทำให้เนื้อเยื่อขยายตัวอย่างรวดเร็ว และการขยายตัวนั้นจะสร้างคลื่นเสียง

คลื่นอะคูสติกอ่อนแอและมักตรวจไม่พบโดยเทคโนโลยีอัลตราซาวนด์ทั่วไป ระบบภาพอะคูสติกด้วยรังสีไอออไนซ์แบบใหม่ของ UM ตรวจจับคลื่นด้วยอาร์เรย์ของทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกที่วางตำแหน่งไว้ที่ด้านข้างของผู้ป่วย สัญญาณจะถูกขยายและถ่ายโอนไปยังอุปกรณ์อัลตราซาวนด์เพื่อสร้างภาพใหม่

ด้วยภาพในมือ คลินิกมะเร็งวิทยาสามารถปรับเปลี่ยนระดับหรือเส้นทางการฉายรังสีในระหว่างกระบวนการเพื่อให้แน่ใจว่าการรักษาปลอดภัยและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ในอนาคต เราสามารถใช้ข้อมูลภาพถ่ายเพื่อชดเชยความไม่แน่นอนที่เกิดขึ้นจากการจัดตำแหน่ง การเคลื่อนไหวของอวัยวะ และการเปลี่ยนแปลงทางกายวิภาคระหว่างการรักษาด้วยรังสี นั่นจะช่วยให้เราสามารถส่งขนาดยาไปยังก้อนมะเร็งได้อย่างแม่นยำ"

Wei Zhang ผู้วิจัยด้านวิศวกรรมชีวการแพทย์และผู้เขียนคนแรกของการศึกษา

eBook การวิจัยโรคมะเร็ง

eBook โฟกัสอุตสาหกรรมการวิจัยโรคมะเร็ง

รวบรวมบทสัมภาษณ์ บทความ และข่าวสารชั้นนำในปีที่ผ่านมา

ดาวน์โหลดสำเนาฟรี

ข้อดีอีกประการของเทคโนโลยีของ UM คือสามารถเพิ่มเข้ากับอุปกรณ์รังสีรักษาในปัจจุบันได้อย่างง่ายดาย โดยไม่ต้องเปลี่ยนกระบวนการที่แพทย์คุ้นเคยอย่างมาก

Kyle Cuneo รองศาสตราจารย์ด้านมะเร็งวิทยาจากรังสีที่ Michigan Medicine กล่าวว่า "ในการใช้งานในอนาคต เทคโนโลยีนี้สามารถนำมาใช้เพื่อปรับแต่งและปรับการรักษาด้วยรังสีแต่ละชนิด เพื่อให้มั่นใจว่าเนื้อเยื่อปกติจะได้รับปริมาณรังสีที่ปลอดภัย และเนื้องอกได้รับปริมาณรังสีตามที่ตั้งใจไว้" "เทคโนโลยีนี้จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในสถานการณ์ที่เป้าหมายอยู่ติดกับอวัยวะที่ไวต่อรังสี เช่น ลำไส้เล็กหรือกระเพาะอาหาร"

ทีมวิจัยนี้นำโดย UM รวมถึง Wang, Cuneo และ Issam El Naqa ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านเนื้องอกวิทยาจากรังสีที่ UM Medical School ทีมงานทำงานร่วมกับพันธมิตรที่ศูนย์มะเร็งมอฟฟิตต์

มหาวิทยาลัยมิชิแกนได้ยื่นขอความคุ้มครองสิทธิบัตรและกำลังมองหาพันธมิตรเพื่อช่วยนำเทคโนโลยีออกสู่ตลาด การวิจัยได้รับการสนับสนุนจากสถาบันมะเร็งแห่งชาติและสถาบันวิจัยทางคลินิกและสุขภาพมิชิแกน