Brian Pogue博士和Lesley Jarvis博士是达特茅斯-希区柯克诺里斯棉花癌症中心团队的一员，他们率先开发了辐射束视觉相机。图片提供：诺里斯棉花癌症中心
达特茅斯-希区柯克的诺里斯棉花癌症中心(NCCC)是世界上第一个在放射治疗室安装BeamSite Cherenkov成像相机的癌症中心。该摄像头系统由NCCC和达特茅斯分公司生物医学技术公司DoseOptics，LLC的企业家发明，验证和商业化，可以直接在患者身上捕获光束的成像和实时视频，从而使放射肿瘤学团队可以直观地看到治疗方案。
Cherenkov成像使放射治疗成为视觉过程。当光子或电子辐射束与组织(例如皮肤)相互作用时，会产生Cherenkov效应，从而从表面发出少量的光。BeamSite摄像机可以实时捕获治疗束形状的图像，并显示与辐射剂量成正比的强度水平。这些视觉数据可用于验证每次日常治疗的剂量和射束传输的准确性，而使用标准质量保证措施则无法进行验证。
“Cherenkov成像提供了放射治疗的可视化效果，以便治疗团队可以看到一切，并在发生意外情况时进行调整，”癌症研究计划转化工程共同负责人Brian Pogue博士解释说。 NCCC，达特茅斯工程学院MacLean工程科学教授，DoseOptics，LLC的共同创始人。工程和肿瘤学联合小组审查了他们在Cherenkov影像研究中记录的事件，历时数年，在此期间，他们记录了放疗不理想的事件，并进行了调整以纠正。他们的发现“在外部束放射治疗中使用Cherenkov成像的初步临床经验确定了改善治疗效果的机会”，已发表在国际放射肿瘤学，生物学，物理学杂志。
由DoseOptics，LLC发明并在达特茅斯-希区柯克诺里斯棉花癌症中心首创的BeamSite摄像机捕获Cherenkov光发射，使放射治疗团队能够直接在患者身上看到光束的实时视频，并可以调整剂量精度随着目标区域的移动。这段呼吸幻影视频显示了随着“患者”的吸入，放射线暴露部位如何变化。图片提供：DoseOptics，LLC，Cedar Farwell。
在放射肿瘤学家和主要作者莱斯利·贾维斯(Lesley Jarvis)的监督下，该研究总共有64位患者。在达特茅斯。患者正在接受乳腺癌，肉瘤，淋巴瘤和其他癌症的治疗。发现六名患者表明调整将改善治疗，例如在乳腺癌治疗期间将放射线剂量照射到相对的乳房，手臂或下巴。成像系统还用于确定何时不需注意剂量，例如确认四肢肉瘤治疗期间没有意外的对侧腿部暴露。
放射疗法是每天给予患者约30天的重复性程序。将患者安置在治疗卧榻上并每天调整射线束是一个复杂的过程。除了位置并发症之外，治疗团队还必须在光束接通时离开房间，因此，如果在分娩过程中发生任何事情，解决问题的工具将非常有限。国家统计数据显示，不正确交货的事件发生的可能性约为1%。在繁忙的诊所中，这可能意味着每周一名患者。“通常情况下就很好，” Pogue说。“但是，如果看不到光束在哪里，那就是盲目治疗，患者和治疗团队之间的互动自然不如视觉上看得见。”
NCCC目前是世界上唯一在所有放射治疗中均定期使用Cherenkov成像的癌症中心，并且对于临床研究团队来说具有独特的优势，可以为计划的研究测试这些相机。Cherenkov成像相机已安装在达特茅斯-希区柯克市的大多数线性加速器中，在每个患者的治疗过程中都提供了更高的安全性。“安装在放射治疗室中的切伦科夫摄像机使我们能够简单地看到治疗情况，并向治疗师提供直观的指南，否则我们将无法做到。” Pogue说。“这是跟踪每天和每次治疗中发生的情况以及提高放射治疗质量的绝佳工具。”
DoseOptics的技术是由达特茅斯教职员工在达特茅斯进行的研究开发的，该公司随后将该产品授权给了该公司。它是在达特茅斯-希区柯克(Dartmouth-Hitchcock)的先驱，现在正在扩展到其他癌症中心。自DoseOptics，LLC于2020年12月获得FDA批准向市场BeamSite投放市场以来，该团队希望所有放射肿瘤诊所将其技术引入其计划。“诊所应该为他们提供所有工具，以确保为每位患者提供的每种治疗都是准确的，并能够迅速发现问题并加以解决，” Pogue说。
