Новый метод визуализации может повысить безопасность радиационной терапии онкологических заболеваний, позволив врачам «видеть» излучение медицинского линейного ускорителя на входе и выходе из тела пациента.

Излучение Вавилова-Черенкова и индуцированная флуоресценция органического красителя под действием излучения медицинского линейного ускорителя (LINAC). Фотография на длинной выдержке. 
Излучение Вавилова-Черенкова в бассейне выдержки отработанного топлива реактора Фукусимы-1

Люди лишены рентгеновского зрения. Ни врач, ни пациент не видят лучи, проходящие сквозь тело во время флюорографии или радиотерапии. Но если бы мы могли разглядеть рентгеновское излучение? Тогда его можно было бы направлять и дозировать с большей точностью, добиваясь основной цели радиотерапии: подавить опухоль, не навредив здоровым тканям.

В 2011 году исследователи из Медицинского центра Дартмут-Хичкок задались вопросом: а можно ли использовать черенковское излучение для визуализации в радиационной онкологии? Наверняка вам доводилось видеть фотографии голубоватого свечения, исходящего из бассейнов для выдержки отработанного топлива на АЭС (а недавно мир облетели кадры такого бассейна на станции Фукусима-1). Это излучение Вавилова-Черенкова, которое возникает, когда заряженные частицы (в том числе излучение, используемое при радиотерапии) движутся сквозь среду (в том числе — человеческое тело) со скоростью, превышающую фазовую скорость света в этой среде. Да-да, люди тоже начинают светиться при облучении.

Прибор, построенный на базе обыкновенной камеры ночного видения, позволил ученым сфотографировать свечение воды под воздействием излучения медицинского линейного ускорителя. Затем для отработки техники был использован манекен, на котором ученые экспериментировали, изменяя параметры излучения: ширину луча, его интенсивность и место применения.

На практике метод, получивший название «черенкоскопии» (Cherenkoscopy) был впервые использован при лечении страдающей от рака собаки. Испытания показали, что черенкоскопия действительно позволяет контролировать параметры терапевтического излучения в режиме реального времени.

В июле 2013 года черенкоскопия прошла первую апробацию на людях: метод был испытан во время радиотерапии пациентки с раком груди:

Визуализация позволила выявить область в районе подмышечной впадины пациентки, где излучение угрожало вызвать повреждение кожи. Врачи приняли это во внимание при проведении последующих сеансов лечения.

Новый метод визуализации оказался даже более информативным, чем ожидали разработчики. Например, ученые и не предполагали, что с помощью черенковского излучения можно будет увидеть картину кровеносных сосудов, которая может оказаться весьма полезной для планирования лечения онкологических заболеваний.

Сейчас в испытаниях прибора принимает участие двенадцать пациентов. Команда исследователей предполагает уже в ближайшее представить результаты на суд ученой общественности и заняться внедрением черенкоскопии в повседневную клиническую практику. Это позволит избежать редких, но опасных ошибок при применении радиотерапии.

По пресс-релизу Norris Cotton Cancer Center