用于治療一半癌癥患者的ANN ARBOR-Radiation，第一次可以在治療期間通過密歇根大學開發的精確3D成像進行測量。

通過捕捉和放大x射線加熱人體組織時產生的微小聲波，醫療專業人員可以繪制出體內的輻射劑量，為他們提供實時指導治療的新數據。這是醫生以前無法“看到”的互動的首次視角。

喬納森·魯賓生物醫學工程學院教授、放射學教授、《自然·生物技術》雜志通訊作者王雪定說:“一旦你開始傳送輻射，身體幾乎就成了一個黑盒子。”他還領導著密歇根大學的光學成像實驗室。

“我們不知道x射線擊中人體內部的確切位置，也不知道我們向目標輸送了多少輻射。而且每個身體都是不同的，所以對這兩個方面進行預測是很棘手的。”

放射療法每年用于治療成千上萬的癌癥患者，用高能波和粒子(通常是x射線)轟擊身體的某個區域。輻射可以直接殺死癌細胞或破壞它們，使它們無法擴散。

由于缺乏準確性，這些好處被削弱了，因為放射治療經常殺死和破壞腫瘤周圍區域的健康細胞。它還會增加患新癌癥的風險。

通過實時3D成像，醫生可以更準確地將輻射指向癌細胞，并限制鄰近組織的暴露。要做到這一點，他們只需要“傾聽”。

當x射線被人體組織吸收時，就會轉化為熱能。這種加熱會導致組織迅速膨脹，而這種膨脹會產生聲波。

聲波很微弱，通常無法被典型的超聲波技術檢測到。U-M的新型電離輻射聲波成像系統通過放置在患者一側的超聲波換能器陣列來檢測聲波。信號被放大，然后轉移到超聲波設備進行圖像重建。

有了這些圖像在手，腫瘤診所就可以在治療過程中改變放射水平或軌跡，以確保更安全、更有效的治療。

生物醫學工程研究員、該研究的第一作者張偉(Wei Zhang)說:“在未來，我們可以利用成像信息來彌補放射治療過程中由于定位、器官運動和解剖變化而產生的不確定性。”“這將使我們能夠精確地將劑量輸送到癌癥腫瘤。”

密歇根大學技術的另一個好處是，它可以很容易地添加到當前的放射治療設備中，而不會大幅改變臨床醫生已經習慣的過程。

密歇根醫學院放射腫瘤學副教授Kyle Cuneo說:“在未來的應用中，這項技術可以用于個性化和調整每次放射治療，以確保正常組織保持在安全劑量，腫瘤接受預期的劑量。”“這項技術在目標靠近輻射敏感器官(如小腸或胃)的情況下尤其有益。”

該研究團隊由密歇根大學領導，成員包括Wang、Cuneo和密歇根大學醫學院放射腫瘤學兼職教授Issam El Naqa。該團隊與莫菲特癌癥中心的合作伙伴合作。

密歇根大學已經申請了專利保護，并正在尋找合作伙伴，幫助將這項技術推向市場。這項研究得到了國家癌癥研究所和密歇根臨床與健康研究所的支持。

文章標題

Real-time, volumetric imaging of radiation dose delivery deep into the liver during cancer treatment