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直立治疗可提高患者舒适度 降低质子治疗成本

质子治疗 放射治疗
发布:2020-09-10 14:07:11     来源:Physicsworld


在直立放疗中,将患者置于直立位置并在静态治疗束的前面旋转。

随着新的和改良的放射治疗技术的出现,治疗顺应性-传递至肿瘤靶标而非身体其他部位的剂量水平也随之提高。例如,对于基于光子的放射治疗,强度调制放射治疗(IMRT)的发展以及MR引导系统的最新推出已增强了这种适应性。同时,在质子治疗中,转向笔束扫描具有类似的有益效果。

但是自2000年代初以来,质子治疗的进展已停滞不前。特别是,仍然普遍缺乏可用于光子的高质量图像指导。“就成本,时间和人力而言,质子的价格高出三倍,但报销额仅为1.3倍;这就是质子空间扁平化的原因,” Leo Cancer Care质子治疗总裁Niek Schreuder说。“现有的质子治疗设施中没有研发资金。”

Schreuder指出,各种具有增强质子和其他粒子疗法潜力的技术正在开发中,并且显示出可行性。这些包括,例如,即时伽玛测量,以进行范围验证,质子射线照相,双能CT和光学引导。但是,粒子治疗门架的尺寸较大,等中心点周围空间不足,使得安装图像引导技术极为困难。

直立的方法

Schreuder说,解决方案是直立放疗,其中患者以直立位置接受治疗,并在静态治疗束前方旋转。立式处理系统具有较低的安装成本和空间要求,为技术开发腾出了资源。他补充说:“它还为患有肺部疾病,疼痛或幽闭恐惧症的患者提供更舒适的治疗位置。”

因此,Leo Cancer Care正在开发一系列产品来实现这种新颖的治疗方法,包括自动患者定位系统。Schreuder解释说:“所有放射治疗都包括两个平行过程-患者定位和光束传输。” “ 95%的治疗时间涉及患者定位,但到目前为止,在质子治疗中,不到10%的系统成本用于患者定位。”

为了解决这一不足,该公司正在开发一种软​​件,该软件结合了用于将患者放置在一个用户界面中的所有成像技术,并具有针对患者放置所需系统的治疗室控制系统。“当然,光束控制非常重要,” Schreuder补充道,“但是我们认为光束控制已经发展到了成熟的水平,以至于作为一家公司,我们不必为此担心太多。”

定位系统可以根据要治疗的癌症类型将患者置于适当的姿势。例如,包括垂直坐下以进行头颈治疗,重力自然地将肩膀拉下以更好地露出头节;略向后倾斜以进行肺和肝放疗,对于乳房病例则略向前倾斜;或栖息在大腿后部和膝盖的支撑下,用于前列腺和骨盆治疗。

首席执行官史蒂芬·托威(Stephen Towe)解释说,以前,所有这些病例都接受相同的治疗,病人躺下。他说:“我们正在做的第一次是将患者姿势作为一种自由度来真正优化治疗效果。” “这是第一次从最佳和更舒适地治疗患者开始着手解决放射治疗问题。”

该公司还开发了一种垂直双能CT扫描仪,该扫描仪与直立定位系统配合使用,可以在任何方向上扫描患者,并且可以在不到一分钟的时间内执行双能扫描。这个想法是将这两个设备放置在固定束治疗室中,例如在现有的质子或碳离子治疗设施中。通过旋转患者的光束而不是旋转大型机架来进行治疗。

这种方法的主要优点是减少了屏蔽要求。如果辐射通过360°传递,则需要360°屏蔽。如果辐射仅沿一个方向发送,则可以显着减小房间的大小和成本。它还降低了设计的复杂性,这对于可能无法获得设计辐射屏蔽室的专业知识的发展中市场尤其重要。

Schreuder指出,与经典的旋转质子门架相比,直立的固定束装置的屏蔽体积要少19倍左右。即使使用超导龙门,固定质子束的屏蔽要求也要低约10倍。最终,这可以允许在现有的直线加速器穹顶中安装质子治疗系统。

“对于碳离子设施,放射治疗系统的重量范围从6吨到600吨不等,” Towe补充道。试图以不到1毫米的精度旋转患者周围的肿块是没有意义的。这就像通过旋转房屋来改变灯泡一样。”

临床利益

Leo Cancer Care董事会主席兼联合创始人Rock Mackie说,这不仅是成本问题,而且直立放疗还具有一些重要的临床益处。例如,一项针对胸癌患者的研究表明,垂直放置而不是水平放置会使肺部容积平均增加25%,这会减少呼吸运动。这是因为随着重力将隔膜向下拉,肺部更加膨胀。Mackie解释说,这可能对扫描的质子治疗特别有用,在质子治疗中运动会引起相互作用。

减少患者运动也可以消除对运动管理的需求,从而使治疗更快。在需要屏气的地方,患者在直立时更容易进行呼吸。较膨胀的肺还减少了质子治疗对正常肺的剂量。

研究小组还在研究定位对前列腺运动的影响。他们发现,当患者站立时,膀胱充盈的水平不会像躺着时那样影响前列腺的位置,这是一个巨大的好处。Towe说:“我们从专注于使患者更加舒适开始,这在临床上产生了真正重要的意义,即由于直立放置而减少了运动。”

Leo Cancer Care现在正在与质子治疗供应商合作,以将Leo技术集成到现有的固定束室中,并与一家供应商合作在新的质子治疗设施中安装其首个系统,该设施将于今年年底开始建设。该公司还在建造一种紧凑的自屏蔽直线加速器,用于基于光子的垂直放射治疗,该直线加速器结合了定位设备和CT扫描仪。到2021年底,所有系统都应获得FDA批准和CE标志。

Schreuder补充说:“在质子治疗领域,现在需要通过降低成本来解决一个问题。” “我们的方法可能会导致全世界更多的质子治疗系统。由于设备总成本的大幅降低,我们相信这些设备将具有支持研发项目的财务手段,以进一步发展质子束输送的许多其他方面,给患者带来无尽的利益。”

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