林肯大学研究人员研发世界首台质子CT

由英国林肯大学(University of Lincoln)图像工程学特聘教授Nigel Allinson带领的由来自世界各地的科学家组成的国际PRaVDA(Proton Radiotherapy Verification and Dosimetry Applications，PRaVDA)专家团队成功研发了世界上第一台质子CT。科研人员在南非iTHemba LABS实验室使用南非国家回旋加速器(South African National Cyclotron)进行了多年的研究，并最终实现了这一影像学领域的重大突破，为提高肿瘤质子治疗的疗效和普及性添砖加瓦。更多关于质子CT的信息，见质子中国往期报道《质子CT能够简化质子治疗计划制定》、《质子CT的研发正顺利进行》、《临床用质子CT即将揭开面纱》。

质子原理示意图

“为了能够实现质子CT成像，我们使用用于质子治疗的高能粒子搭建了一个特别的医学影像学平台。”Allinson教授解释说，“目前我们仅使用研发出的质子CT为一块羊排拍摄了影像，这意味着很快我们就能够在肿瘤治疗过程中使用质子CT了。”

科研人员将质子CT图像与传统X线CT图像进行了比较。尽管质子CT图像比X线CT图像模糊，但能够清晰显示质子与组织之间的相互作用。当前质子治疗过程中，质子照射范围和准确性都存在不确定性。如果使用X线CT图像进行治疗计划制定，那么束流实际到达和释放能量的位置会与计划有3-5%的差异，从而损伤正常细胞;而使用质子CT，上述误差可以降低到1%。

质子CT图像清晰度在不断提高

PRaVDA的科研团队使用多种组织替代物对质子进行了测试，并记录了质子相对阻止本领(relative stopping power)的最低误差值。质子的相对阻止本领是影响放疗准确性的关键因素。

除此之外，PRaVDA团队还发现，在质子穿过患者组织的过程中，可以测量多个参数，从而获得完整的CT图像。这些发现打开了一个全新的医学影像领域的大门，并将成为PRaVDA新一代医学影像设备研发的重点。

质子CT设备是当前最复杂的医学影像学设备，因为使用质子采集图像需要克服许多挑战。在成像过程中，一个图像需要上百万个质子，并且需要追踪每一个质子进入和离开机体的位置。

通过使用质子CT获得患者解剖学和肿瘤CT图像，意味着可以使用质子而不是X线获得详细的三维患者解剖学影像，医生在治疗过程中能够更精确的瞄准肿瘤，更好的保护肿瘤周围健康组织，这将进一步扩大质子治疗的适应证范围。