日本国立量子放射科学技术研究所(QST)与群马大学联合研究团队宣布,已于2026年3月在群马大学重离子医学研究中心启动了一项临床试验,利用QST自主研发的高灵敏度"SEB相机"捕捉重离子束穿过人体时产生的微弱电子轫致辐射(SEB),在治疗过程中实时可视化治疗束的轨迹与落点。这是全球首个在实际患者治疗中验证该技术的临床试验。

图1. 使用SEB相机进行头颈癌临床试验的图像,试验采用模拟人体头部和颈部的模型(体模)。SEB相机放置在真实患者的侧面,在接受治疗光束照射的同时,相机可以可视化光束在体内的轨迹。
重离子放射疗法通过将碳离子等重粒子束集中照射在癌细胞上,在最大限度减少对正常组织损伤的同时摧毁癌细胞。然而,目前尚缺乏在照射过程中实时确认离子束实际穿透深度的方法。为此,研究团队自2016年起致力于开发高灵敏度成像技术,成功研制出能捕捉SEB辐射的"SEB相机"。该相机通过针孔准直器捕获微弱的SEB,并利用几何方法确定其产生位置,实现治疗束轨迹的实时高分辨率可视化。

图2. 左图)使用SEB相机进行测量的原理概念图。右图)在体模实验中,SEB相机采集的治疗光束可视化结果。
*此图像并非在实际临床环境中拍摄。
此前,研究团队已通过水模体验证了该技术的有效性,并使用头颈部模型进行了实验,结果表明即使在与人体相似的条件下,治疗光束的落点也能以厘米级精度清晰显示。此次临床试验针对头颈癌患者,旨在实际治疗环境中验证治疗光束落点的可视化效果。研究团队表示,该技术一旦成熟,将有助于在照射过程中确认治疗光束的目标位置,提高治疗准确性,进而提升重离子治疗效果和患者生活质量。