Tumoren zijn nauwkeuriger te bestralen met MRI-versneller

Martine Segers

Op en neer dansende tumoren en risico-organen realtime in beeld brengen met MRI tijdens het bestralen van kankerpatiënten.

Dat kan met de MRI-versneller die UMC Utrecht samen met Philips en versnellerfabrikant Elekta ontwikkelt.

 

‘Iedereen verklaarde ons voor gek.’ Dr. Bas Raaymakers van de Utrechtse afdeling Radiotherapie kreeg vaak te horen dat hij maar niet moest proberen een MRI-apparaat met zijn hoge magneetveld van 1,5 Tesla te combineren met een versneller die volop RF-golven uitstraalt. Beide apparaten zouden elkaars werking te veel verstoren. Een goed werkend prototype geeft de criticasters nu ongelijk. ‘Nadat we jarenlang geleurd hebben met ons idee, en eerst alleen bij STW voet aan de grond kregen, zet het Zweedse Elekta nu groot in op onze technologie als volgende generatie radiotherapiesystemen’, vertelt Raaymakers.

 

Gloeidraadje

De eerste truc was de introductie van een tegengesteld magneetveld. Daarmee is het gelukt om te voorkomen dat het MRI-magneetveld de elektronen afbuigt die nog niet genoeg zijn versneld in de versnellingsbuis van de bestralingsapparatuur. ‘Een versneller is supergevoelig voor magnetische velden op de plek waar elektronen vrijkomen uit een soort gloeidraadje’, vertelt Raaymakers. Terwijl reeds versnelde elektronen, die na botsing met een wolfraamplaatje fotonen produceren, daar nauwelijks last van hebben. ‘Een soort rivierdal qua magneetveld, specifiek op de plek waar het gevoeligste deel van de versneller bevestigd is, bood soelaas.’

 

Verder gebruiken de fysici de buis waar de patiënt in ligt om een kooi van Faraday mee te maken door aan beide uiteinden een soort visnetten te plaatsen. Zo beschermen ze de MRI tegen RF-straling van de versneller buiten de kooi. Dat creëerde echter meteen een nieuw probleem, want in de wand van die buis zitten zes lagen koperspoelen, samen zo’n acht centimeter dik. Tijdens de behandeling van de patiënt straal je daar niet zomaar doorheen met je fotonenbundel. ‘Dat wordt een rommeltje door verstrooiing en weerkaatsing’, aldus Raaymakers.

 

De oplossing: maak een soort raam in de buis van het NMR-apparaat door de koperspoelen rondom een stukje te onderbreken. Een uitsparing van zo’n tien centimeter aan de buitenkant van de magneet bleek mogelijk zonder beeldkwaliteit te verliezen. De straling moet nog wel door een dubbelwandige buis. Daardoor verlies je geen focus, alleen wel de helft van de intensiteit.

 

Grotere machine

De Utrechtse klinisch fysici werken nu samen met Philips en Elekta aan een grotere machine die in juli klaar moet zijn. Met dit type kun je, als alle veiligheidstesten goed uitpakken, patiënten bestralen terwijl je tegelijkertijd met MRI meerdere beelden per seconde maakt. Zo verklein je het risico dat je gezond weefsel raakt. De hoop is bovendien dat de MRI-versneller bestraling mogelijk maakt van tumoren bij gevoelige organen, zoals longen, nieren en darmen. Iets wat nu te gevaarlijk is. Daarvoor moet de versneller eenzelfde beweging gaan maken als die van tumoren en risico-organen, die mede wordt veroorzaakt door de ademhaling.

 

UMC Utrecht neemt waarschijnlijk in 2012 of 2013 het allereerste uitontwikkelde apparaat in gebruik. Royalties ontvangen de Utrechtenaren niet. ‘Maar we zijn wel blij via deze samenwerking de eerste MRI-gestuurde radiotherapie écht in de kliniek te brengen. Mensen van gerenommeerde radiologische instituten in Duitsland en de VS lopen hier de deur nu al plat.’