Cross Cancer Institute Uses Simulation to Optimize MRI Treatments

Gino Fallone and colleagues
Cross Cancer Institute
Edmonton, AB, Canada

癌症放射治疗靶向定位存在诸多不确定性，其中包括随呼吸移动的靶点等等，磁共振成像 (MRI) 可以精确地定位肿瘤在软组织中的位置，然而其产生的磁场会干扰通过线性粒子加速器 (Linac) 来实现的放射治疗。加拿大 Cross Cancer Institute (CCI) 的一个研究团队已经开始着手创建仿真模型，它可以实现 MRI 与 Linac 放射治疗同步使用，这样患者才能得到针对他们更加有效的治疗护理方式。另一方面，MRI 的电磁场会影响 Linac 产生的电子路径。 需要使用仿真建立一种屏蔽方法，将 Linac 放射治疗从 MRI 磁场中屏蔽。CCI 设计的新屏蔽钢板的重量还不到原始设计的三分之一，但却能明显降低 MRI 磁场不均匀性，可以使之降至不到原来的三分之一。这意味着可以将 MRI 与 Linac 结合使用，这样便可以形成一个理想的治疗系统，它能够在治疗过程中随时精确定位任何肿瘤。 此外，还使用 COMSOL Multiphysics 设计了一个 30 厘米长的 Linac 系统，它可以生成 10 兆电子伏 (MeV) 的电子束，这意味着可以显著减少我们用于摆放 Linac-MR 治疗系统的房间尺寸。MRI 和 Linac 的最佳组合，以及安放新设备的房间是通过 COMSOL Multiphysics 进行评估的。仿真在指导这种组合临床使用的进程中起到了非常重要的作用。这些仿真验证了将 Linac MR 扫描仪设计为一个整体系统可以提供最好的结果。