放射療法包括將一束電離輻射對(duì)準(zhǔn)腫瘤以殺死癌細(xì)胞。由于輻射對(duì)健康細(xì)胞也會(huì)產(chǎn)生損害，因此在放射治療期間，高劑量的電離輻射應(yīng)精確針對(duì)腫瘤，同時(shí)盡量減少對(duì)周圍健康細(xì)胞的照射，以避免副作用。

靶向放射療法通常是通過(guò)成像來(lái)實(shí)現(xiàn)的，旨在確保放射束準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)癌細(xì)胞。盡管有許多成像方式可以提供這種指導(dǎo)，但磁共振成像（MRI）已成為成像工具。

與其它成像工具相比，其優(yōu)點(diǎn)在于它不會(huì)使患者暴露在額外的輻射下，并能提供較好的軟組織對(duì)比度。放射治療儀器現(xiàn)在除了提供治療性輻射外，還可以進(jìn)行MRI掃描。

然而，有證據(jù)表明，MRI掃描所需磁場(chǎng)的應(yīng)用會(huì)干擾電離輻射到靶點(diǎn)的傳遞。當(dāng)放射束中釋放的電子軌跡被磁力線偏轉(zhuǎn)時(shí)，輻射劑量可能會(huì)增大也可能會(huì)減小。

這種效應(yīng)的確切程度很難量化，但由于電子返回效應(yīng)（ERE），它在組織-空氣界面上顯得尤為重要。

由于這種干擾既有可能降低放射療法的療效，又有可能增加副作用的風(fēng)險(xiǎn)，因此，人們已經(jīng)投入了相當(dāng)大的努力來(lái)量化磁場(chǎng)引起的對(duì)輻射劑量分布的干擾程度。然而，量化亞毫米級(jí)厚度表層內(nèi)的影響已被證明是非常具有挑戰(zhàn)性的。

盡管模擬模型已被用于對(duì)輻射劑量分布擾動(dòng)程度的理論評(píng)估，研究人員仍在尋求對(duì)研究結(jié)果的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。使用輻射變色薄膜和塑料已經(jīng)取得了一些成功，但這受到人造物的形成的限制，降低了劑量計(jì)的最大表面-體積比。

新的研究是利用電子順磁共振（EPR）技術(shù)對(duì)輻射劑量分布的磁場(chǎng)誘導(dǎo)擾動(dòng)進(jìn)行定量分析，研究結(jié)果表明，這確實(shí)是一種可行的方法。即使在劑量計(jì)-空氣界面的亞毫米級(jí)厚度表層內(nèi)，EPR仍能有效測(cè)量磁場(chǎng)引起的對(duì)輻射劑量分布的擾動(dòng)。

在脈沖模式下利用布魯克 ELEXSYS E580 X波段電子順磁共振波譜儀，分別在存在和不存在橫向磁場(chǎng)的情況下，用6 MV光子束輻照一個(gè)包圍著毫米級(jí)氣穴的0.5毫米層以評(píng)估其順磁缺陷。利用布魯克 E 540 GCX2梯度線圈系統(tǒng)在兩個(gè)平面上產(chǎn)生磁場(chǎng)梯度。采用布魯克 ER 4108 TMHS成像諧振器進(jìn)行回波檢測(cè)。

數(shù)據(jù)顯示局部劑量增加和減少高達(dá)35%，并與使用模擬模型得出的理論值有很好的定量一致性。


  參考文獻(xiàn)：

• Höfel S, et al. EPR-Imaging of magnetic field effects on radiation dose distributions around millimeter-sized air cavities. Physics in Medicine and Biology. 2019. DOI: 10.1088/1361-6560/ab325b/meta.