NSCLC 放疗中的超极化氙气 MR 成像

肺癌的存活率很低。 在英国，男性的一年存活率为 27%，女性为 30%，五年后降至不到 10%。 肺癌的预后很差，因为超过三分之二的患者在无法治愈的情况下被诊断为晚期。 早期诊断和评估对治愈性治疗的耐受性将对生存率产生显着影响。

在组织学上，大约 80% 的肺癌是非小细胞肺癌 (NSCLC)。 NSCLC的主要治疗方法是手术。 根治性放疗和放化疗是其他可能治愈的治疗方法。 这些适用于因关键局部结构受累而无法通过手术切除的局部肿瘤患者，或因高龄或合并症而无法进行医学手术的患者。 放疗的目的是在不损伤周围正常肺组织的情况下向肿瘤提供高杀肿瘤剂量。 高剂量放疗可改善局部控制，但有在正常肺组织中诱发毒性作用的风险。 如果可以更好地预测和监测辐射引起的肺毒性，则可以针对个体量身定制根治性放疗，这也可以避免或减少对功能性肺组织的辐射剂量。

目前对放疗患者的评估涉及肺功能测量，以提供关于患者是否耐受治疗并在治疗后维持足够的肺功能以继续日常生活活动而没有明显损害的临床指标。 目前评估肺功能的金标准是肺活量测定法和气体转移。 肺活量测定法和气体转移测量整体肺功能，但不提供有关肺的不同区域或肺的支持“框架”（实质）的信息。通过肺活量测定法或气体转移测量的肺功能变化与症状没有相关性严重程度或反映患者健康状况下降。 这种微弱的关系可能是因为肺是一个复杂的区域器官，其中包括气体流动（通气）、血流（灌注）和气体转移在内的多种因素的局部干扰都会共同损害呼吸功能。

为了解决这些问题，我们旨在使用超极化氙气 (Xe129) 磁共振成像 (MRI) 和计算机断层扫描 (CT) 来详细描述 NSCLC 患者的肺部区域和结构异常。 研究人员会将这项技术与基线肺活量测定法和呼吸困难评分相关联，以确定是否可以通过超极化 Xe129 MR 成像更好地预测放疗的呼吸耐受性。 研究人员将比较超极化 Xe129 MRI 与标准成像（核医学扫描）。 研究人员还将评估放疗前、放疗期间和放疗后超极化 Xe129 MR 成像的变化，以确定它是否能改进对辐射引起的肺损伤的评估。 MRI 具有不受电离辐射的优势，因此对于肺癌等需要反复随访扫描的疾病来说是安全实用的。 与 CT 和肺闪烁显像相比，MR 成像具有更高的图像采集速度，并提供了在呼吸过程中对肺进行动态评估的潜力。 在传统的 MRI 中，信号主要来自组织水分子中的质子。 因此，传统 MRI 在呼吸系统疾病中的应用有限，因为肺的质子密度非常低，而主要由不产生 MR 信号的空气空间组成。 超极化惰性气体可以解决这个问题。 氙 (Xe129) 是一种不活泼或惰性的惰性气体。 它的核自旋为 ½，可用于 MR 成像以生成信号。 Xe129 是超极化的，也就是说原子内的核自旋增加了。 超极化增加了 MR 信号，使 Xe129 气体能够出现在 MR 扫描中。 在气流良好的肺部，超极化的 Xe129 气体会出现得更多，也能更快地被观察到。 此外，Xe129 很容易溶解在血液中，在那里它会发出不同的 MR 信号特征。 该特性可用于局部量化肺内的通气和灌注，从而提供对肺功能的全面评估。 很明显，需要改进功能成像来识别先前存在的肺部疾病并预测 NSCLC 患者对放射治疗的呼吸耐受性。 超极化 Xe129 MR 成像有可能比目前使用的调查更好地告知个人对放射治疗计划的适用性。 此外，需要改进的功能成像来监测治疗反应并使治疗方案能够针对个体进行定制。 超极化 Xe129 MR 成像提供了改进辐射诱发肺损伤检测的潜力，这对于治疗辐射诱发损伤的患者具有无可估量的价值。 它还可以提供信息，使 RT 能够以降低患者发生辐射诱发肺毒性 (RILT) 风险的方式进行规划。

很明显，需要改进功能成像来识别先前存在的肺部疾病并预测 NSCLC 患者对放射治疗的呼吸耐受性。 超极化 Xe129 MR 成像有可能比目前使用的调查更好地告知个人对放射治疗计划的适用性。 此外，需要改进的功能成像来监测治疗反应并使治疗方案能够针对个体进行定制。 超极化 Xe129 MR 成像提供了改进辐射诱发肺损伤检测的潜力，这对于治疗辐射诱发损伤的患者具有无可估量的价值。 它还可以提供信息，使 RT 能够以降低患者发生辐射诱发肺毒性 (RILT) 风险的方式进行规划。