应用案例｜锐视小动物活体成像在肿瘤模型中的应用——第三篇：评估新型疗法
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作者:锐视医疗
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发布时间: 2025-02-28
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锐视科技自主研发的多模态图像引导精准放疗系统 SHARP 1000，融合了三维成像、多模态图像处理和精确定位技术，以及GPU 加速的蒙特卡罗剂量计算技术，显著提升了放疗的疗效和安全性，是一款全流程对标临床的小动物精准放疗平台，为应用小动物模型评估癌症新型疗法提供了强有力的支持，有望为癌症治疗领域带来更多的突破和发展。
癌症，作为严重威胁人类健康的重大疾病，主要治疗手段包括手术、放射治疗（以下简称“放疗”）、化学治疗、靶向治疗和免疫治疗等。其中，放疗占据着举足轻重的地位，据统计超过50%的癌症患者需要接受放疗。其基本原理是通过使用高能量的射线或粒子（如X射线、伽马射线、质子等）来照射肿瘤区域，从而破坏癌细胞的DNA结构，阻止其分裂和增殖，进而达到控制或消灭肿瘤的治疗目的。
对小动物肿瘤模型进行放疗实验，能有效评估放疗的疗效、毒副作用和安全性，为临床应用提供重要依据。但是目前动物实验缺乏对标临床的放疗设备，其中最为关键的是缺乏放疗的图像引导，这使得在实验中无法精准定位肿瘤，进而导致对正常器官的过度照射，引起放射性并发症，甚至造成实验动物死亡；同时无法确保肿瘤区域接收到指定剂量，导致实验结果的不可靠。
锐视科技自主研发的SHARP 1000是世界首台多模态图像引导的小动物精准放疗系统，在医学影像和放射治疗领域实现了重大突破。该系统有效解决了当前单一影像引导治疗无法解决的靶区识别、定位精度和疗效评估等诸多难题，提供了“精准成像、精准引导、精确治疗、精准评估”一体化、全流程临床对标的创新解决方案。SHARP 1000多模态成像融合了高分辨率、低剂量Micro CT成像和三维光学成像技术，能够实现靶区的精准定位与定量，定位精度达到亚毫米级别。此外，该系统还拥有创新的GPU加速的蒙特卡罗剂量计算技术，可实现快速准确放射剂量计算。其对标临床的放疗技术，能实现最大化对靶区的剂量控制，同时最小化对健康组织的放射损伤，在治疗速度和精度上远超市面同类产品。
▲多模态图像引导精准放疗系统（型号：SHARP 1000）
中国科学技术大学的医学物理研究团队基于多模态图像引导的小动物精准放疗系统SHARP 1000，针对不同照射野对小鼠原位结直肠癌的放疗效果进行了测试。原位结直肠癌放疗的困难和挑战包括三个方面：
皮下瘤模型与原位微环境的差异：目前大多数研究主要使用皮下瘤模型，但皮下和原位
的微环境存在显著差异，这会影响肿瘤对治疗的响应，进而影响实验结果和临床推进；
肠道蠕动导致的问题：在放疗过程中，肠道的自然蠕动可能导致肿瘤受照不足，同时周围正常肠道组织可能受到过大的辐射剂量；而肠道对辐射高度敏感，这增加了放疗的复杂性和风险；
CT引导放疗系统的局限性：主流的CT引导放疗系统由于CT软组织对比度差，难以准确分辨肿瘤并引导放疗，尤其是在没有其他标志物指导的情况下，导致在实际操作中，很难确保肿瘤得到足够的辐射剂量，同时避免对周围正常组织的损伤。
在该项研究中，科研人员创新性地引入三维光学引导，通过多模态图像提高放疗的精准度，采用 12 个照射野进行精确控制，确保肿瘤得到足够的辐射剂量，同时最大程度地避免对正常组织的损伤。如图可见，经过四次多模态图像引导的放疗后，放疗组小鼠体内的肿瘤明显减小，而对照组小鼠经过相同的时间间隔后体内的肿瘤增大。
▲放疗组和对照组小鼠放疗前后的肿瘤大小对比
锐视科技自主研发的多模态图像引导精准放疗系统 SHARP 1000，融合了三维成像、多模态图像处理和精确定位技术，以及GPU 加速的蒙特卡罗剂量计算技术，显著提升了放疗的疗效和安全性，是一款全流程对标临床的小动物精准放疗平台，为应用小动物模型评估癌症新型疗法提供了强有力的支持，有望为癌症治疗领域带来更多的突破和发展。
