Sensors：数字PET在线精准监测质子治疗研究获新突破
2018-10-04 鲁伟 王潇潇 杨亚 科学网
质子放疗是最尖端的癌症放疗技术之一，人称“治癌利器”。近日，华中科技大学谢庆国团队运用自主研发的平板全数字PET首次监测到了质子束打到人体组织上产生的氧15，说明数字PET极有可能实现对质子束β+衰变产生的正电子发射核分布情况的精准监测，从而追踪到质子束的投递剂量和作用范围。
数字PET团队和台湾长庚医院研究人员
质子放疗是最尖端的癌症放疗技术之一，人称“治癌利器”。近日，华中科技大学谢庆国团队运用自主研发的平板全数字PET首次监测到了质子束打到人体组织上产生的氧15，说明数字PET极有可能实现对质子束β+衰变产生的正电子发射核分布情况的精准监测，从而追踪到质子束的投递剂量和作用范围。
该发现意味着质子束在线监测这一世界级难题有望得到解决，从而有效提升质子刀对肿瘤治疗的效果，提高患者的治愈率和存活率。相关研究成果发表在国际权威期刊《Sensors》上。
据论文合作作者之一、林口长庚纪念医院副院长洪志宏介绍，质子治疗如果无法实现对肿瘤病灶定点打击的绝对精准度，往往会导致治疗不彻底肿瘤复发、副作用等后果。因此，有监测系统的质子治疗相当于把“理论完美”变成“实际完美”，能真正充分地发挥质子治疗的效果。
目前，PET是公认最具潜力来监测质子治疗的有效手段。然而，传统PET由于“模数混合”的特性，无法对质子束射入人体内情况进行实时精准监测。从2016年至今，数字PET发明人、华中科技大学教授谢庆国率团队多次赴林口长庚纪念医院开展联合实验研究。去年11月，两岸科学家在林口长庚纪念医院将全数字平板PET用于质子束在线监测，获得重大发现。
论文第一作者、华中科技大学全职教授尼古拉表示，利用数字PET可以采集到质子束进入活体内的大量原始数据，从而监测到质子束在人体内的轨迹及作用过程，这在全球尚无先例。这意味着质子束在线监测这一世界级难题有望就此破解，从而有效提升质子刀对肿瘤治疗的效果。
虽然该技术前景广阔，但是谢庆国认为目前阻碍质子治疗与数字PET进一步融合研究的难题仍然突出。他表示，首先，相关研究需要完备的基础设施支持和不菲的资金投入。其次，质子治疗和数字PET分属于两个领域，从设备、人才、技术、项目等各方面科研资源需要整合。第三，数字PET在与质子治疗联合研究已经进入科学“无人区”，在全球无经验先例可循。“希望国家有关部门能尽快规划质子精准放疗技术攻关，统筹相关科研资源，抓住我国数字PET在此领域的战略先机，助力人类早日降伏癌症病魔。”谢庆国说。
原始出处：
Nicola D’Ascenzo, Min Gao, Emanuele Antonecchia, et.al. New Digital Plug and Imaging Sensor for a Proton Therapy Monitoring System Based on Positron Emission Tomography. Sensors 2018, 18(9), 3006; https://doi.org/10.3390/s18093006
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