CERN報(bào)道：ADVACAM粒子探測(cè)器助力改善頭部腫瘤離子放射治療精準(zhǔn)度與安全性
科學(xué)家們正在測(cè)試一種新的裝置，有望在頭部和頸部腫瘤的離子放射治療中更精確地定位癌細(xì)胞，從而減少治療副作用。這一由捷克ADVACAM公司研發(fā)的新型成像設(shè)備搭載了歐洲核子研究中心（CERN）研發(fā)的小型粒子探測(cè)器Timepix3芯片。
海德堡大學(xué)醫(yī)院和德國癌癥研究中心 (DKFZ) 的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 Mária Marti?íková（左）和 DKFZ 研究員 Laurent Kelleter。（圖片：海德堡大學(xué)醫(yī)院/H.Schroeder）
2024年3月6日，在海德堡大學(xué)醫(yī)院的一間醫(yī)療檢查室里，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人瑪利亞·馬爾蒂?？仆蓿∕ária Marti?íková，來自海德堡大學(xué)醫(yī)院及德國癌癥研究中心KFZ）與DKFZ研究員勞倫特·凱勒特（Laurent Kelleter）共同研究這一創(chuàng)新技術(shù)。
正如CERN物理學(xué)家所使用的粒子探測(cè)器在基礎(chǔ)研究之外具有廣泛的應(yīng)用潛力，來自德國國家腫瘤疾病中心（NCT）、德國癌癥研究中心（DKFZ）以及海德堡離子束治療中心（HIT）的科學(xué)家們現(xiàn)正與捷克公司ADVACAM合作，在首批患者身上測(cè)試一款新型成像設(shè)備。該設(shè)備集成了小型Timepix3像素探測(cè)器，能夠在離子放射治療過程中密切監(jiān)測(cè)頭部和頸部腫瘤，使其更容易被瞄準(zhǔn)，從而有助于限制治療對(duì)健康組織的影響。
“治療頭部和頸部腫瘤最前沿的方法之一就是使用離子束照射，這種方法的一大特點(diǎn)是能夠精確調(diào)整到人體內(nèi)部深度，使離子在特定位置產(chǎn)生最大效果”，DKFZ團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人瑪利亞·馬爾蒂?？仆藿忉屨f。
然而，如同其他類型的輻射療法，離子射線也會(huì)波及到腫瘤周圍的正常組織。尤其在腦部，由于視神經(jīng)或記憶功能可能會(huì)受到損傷，這就帶來了特別大的挑戰(zhàn)。理想情況下，應(yīng)該盡可能縮小腫瘤周圍受照射區(qū)域，并提高腫瘤本身的劑量強(qiáng)度。但目前的技術(shù)尚無法實(shí)現(xiàn)對(duì)離子束足夠精確的定位。
治療過程中，患者頭顱內(nèi)部的情況也可能發(fā)生變化。通常在治療前通過X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）獲取圖像作為“地圖”來指導(dǎo)離子束針對(duì)腫瘤的定位。然而，在治療期間，顱內(nèi)狀況可能發(fā)生變化。迄今為止，醫(yī)生缺乏可靠手段來及時(shí)發(fā)現(xiàn)并應(yīng)對(duì)大腦內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化。
ADVACAM公司的這款新設(shè)備有可能解決這些問題，它通過追蹤穿過頭部時(shí)產(chǎn)生的次級(jí)粒子，提高了離子束在顱內(nèi)的導(dǎo)航精度。
“我們的相機(jī)能夠記錄下從患者體內(nèi)發(fā)射出的每一個(gè)帶電次級(jí)輻射粒子。這就像觀察臺(tái)球擊打后的散射情況。如果這些粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡與CT圖像預(yù)測(cè)相符，那么我們可以確信治療靶向準(zhǔn)確。反之，若軌跡不符，則意味著‘地圖’已不再適用，此時(shí)就需要重新規(guī)劃治療方案。”ADVACAM公司的盧卡什·馬雷克（Luká? Marek）這樣描述道。
“我們期待這款新設(shè)備能揭示腫瘤變化的發(fā)生頻率和位置，從而減少總體照射的組織體積，保護(hù)健康組織，減輕放療副作用。同時(shí)，我們也能對(duì)腫瘤施加更高劑量的輻射?！瘪R爾蒂希科娃補(bǔ)充說。
通過這種額外的信息獲取，治療過程將極大地受益。在第一階段，數(shù)據(jù)可引導(dǎo)適時(shí)中斷并重新規(guī)劃照射療程。最終目標(biāo)是建立一個(gè)實(shí)時(shí)校正離子束路徑的系統(tǒng)。
這款包含CERN研發(fā)的Timepix3芯片的成像設(shè)備是知識(shí)轉(zhuǎn)移和技術(shù)應(yīng)用成功的一個(gè)典范，展示了原本為粒子物理學(xué)基礎(chǔ)研究開發(fā)的探測(cè)器技術(shù)如何應(yīng)用于醫(yī)療保健領(lǐng)域。
“當(dāng)我們?cè)跒榇笮蛷?qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）開發(fā)像素探測(cè)器時(shí)，我們心中有一個(gè)目標(biāo)—檢測(cè)每個(gè)粒子的相互作用并對(duì)其進(jìn)行成像，從而幫助物理學(xué)家揭開高能自然的奧秘。Timepix探測(cè)器是由Medipix合作組織多學(xué)科團(tuán)隊(duì)研發(fā)的，其初衷就是將同一技術(shù)拓展到新的領(lǐng)域。許多這樣的應(yīng)用領(lǐng)域在最初階段是我們未曾預(yù)見的，而這個(gè)應(yīng)用就是一個(gè)卓越的例子?！盡edipix合作組織發(fā)言人邁克爾·坎貝爾（Michael Campbell）表示。
歐洲核子研究中心（CERN）的影響不僅體現(xiàn)在高能物理領(lǐng)域的突破，還在于促進(jìn)知識(shí)轉(zhuǎn)移和技術(shù)應(yīng)用的跨界融合，Timepix技術(shù)的成功轉(zhuǎn)化正是其中精彩的一例。
關(guān)于Advacam
Advacam S.R.O.源至捷克技術(shù)大學(xué)實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用物理研究所，致力在多學(xué)科交叉業(yè)務(wù)領(lǐng)域提供硅傳感器制造、微電子封裝、輻射成像相機(jī)和X射線成像解決方案。Advacam最核心的技術(shù)特點(diǎn)是其X射線探制器（應(yīng)用CERN Timepix、Medipix芯片），沒有拼接縫隙（No Gap），因此在無損檢測(cè)、生物醫(yī)學(xué)、地質(zhì)采礦、空間探測(cè)、藝術(shù)品鑒定及中子成像方面有極其突出的表現(xiàn)。Advacam與NASA（美國航空航天局）及ESA（歐洲航空航天局）保持長期良好的項(xiàng)目合作關(guān)系。2021年，spin off子公司Advascope專為電子顯微鏡EM應(yīng)用提供定制化粒子探測(cè)系統(tǒng)。
北京眾星聯(lián)恒科技有限公司作為捷克Advacam公司中國區(qū)的總代理，也在積極推廣Timex / Medipix芯片技術(shù)，并探索和推廣光子計(jì)數(shù)X射線探測(cè)技術(shù)在中國市場(chǎng)的應(yīng)用，目前已有眾多客戶將MiniPIX、AdvaPIX和WidePIX成功應(yīng)用于空間輻射探測(cè)、X射線小角散射、X射線光譜學(xué)、X射線應(yīng)力分析和X射線能譜成像等領(lǐng)域。同時(shí)我們也有數(shù)臺(tái)MiniPIX樣機(jī)，及WidePIX 1*5 MX3 CdTe的樣機(jī)，我們也非常期待對(duì)我們探測(cè)器感興趣或基于探測(cè)器應(yīng)用有新的idea的老師聯(lián)系我們，我們可以一起嘗試做更多的事情。
免責(zé)聲明：
此篇文章內(nèi)容（含圖片）部分來源于網(wǎng)絡(luò)。文章引用部分版權(quán)及觀點(diǎn)歸原作者所有，北京眾星聯(lián)恒科技有限公司發(fā)布及轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多行業(yè)資訊與網(wǎng)絡(luò)分享。若您認(rèn)為本文存在侵權(quán)之處，請(qǐng)聯(lián)系我們，我們會(huì)在第一時(shí)間處理。如有任何疑問，歡迎您隨時(shí)與我們聯(lián)系。
