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Les tumeurs “Zapping” pourraient être l'avenir de la thérapie radiologique

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La nouvelle technologie basée sur accélérateur développé par le ministère de l'énergie le laboratoire et le Stanford University nationaux d'accélérateur du SLAC vise à ramener les effets secondaires de la thérapie radiologique de cancer en rétrécissant sa durée des minutes dessous à une seconde.

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Construit dans de futurs dispositifs médicaux compacts, la technologie développée pour le physique des hautes énergies a pu également aider à rendre la thérapie radiologique plus accessible autour du monde. Maintenant, l'équipe de SLAC/Stanford a reçu le placement crucial pour continuer deux projets pour développer des traitements possibles pour les tumeurs – une utilisant des rayons X, l'autre utilisant des protons. L'idée derrière chacun des deux est de souffler des cellules cancéreuses tellement rapidement que les organes et d'autres tissus n'ont pas le temps pour se déplacer pendant l'exposition – tout comme prendre un d'image fixe simple d'une vidéo. Ceci réduit l'occasion que le rayonnement frappera et endommagera le tissu sain autour des tumeurs, rendant la thérapie radiologique plus précise.

« Fournir la dose de rayonnement d'une session de thérapie entière avec un éclair simple durant moins qu'une seconde serait la manière finale de contrôler le mouvement constant des organes et des tissus, et une avancée majeure comparée aux méthodes que nous employons aujourd'hui, » a dit Billy Loo, un professeur agrégé de l'oncologie de rayonnement chez Stanford School de médecine.

Sami Tantawi, un professeur du physique des particules et de l'astrophysique et le scientifique en chef pour la division de la recherche d'accélérateur de rf dans la direction d'innovation de la technologie de SLAC, qui travaille avec des toilettes sur les deux projets, ont dit, « afin de fournir le rayonnement à haute intensité assez efficacement, nous avons besoin des structures d'accélérateur qui sont des centaines de périodes plus puissantes que la technologie d'aujourd'hui. Le placement que nous avons reçu nous aidera à établir ces structures. »

Le projet a appelé PHASER développera un système de livraison instantané pour des rayons X.

Dans des dispositifs médicaux d'aujourd'hui, les électrons volent par une structure comme un tube d'accélérateur qui est au sujet d'un mètre longtemps, gagnant l'énergie d'un champ de radiofréquence qui voyage par le tube en même temps et dans la même direction. L'énergie des électrons obtient alors convertie en rayons X. Au cours de ces dernières années, l'équipe de PHASER s'est développée et les prototypes examinés d'accélérateur avec des formes spéciales et de nouvelles manières d'introduire des champs de radiofréquence dans le tube. Ces composants exécutent déjà comme prévu par des simulations et préparer le terrain pour les conceptions d'accélérateur qui soutiennent plus de puissance dans une dimension compacte. « Après, nous établirons la structure d'accélérateur et examiner les risques de la technologie, qui, pendant trois à cinq années, pourrait mener à un premier dispositif réel qui peut par la suite être utilisé dans les tests cliniques, » Tantawi a dit.

Stanford Department de l'oncologie de rayonnement fournira environ $1 millions au cours de l'année prochaine pour ces efforts et soutiendra une campagne pour soulever plus de placement de recherches. Le département de l'oncologie de rayonnement, en collaboration avec l'École de Médecine, a également établi le centre de la Science de rayonnement se concentrant sur le traitement radioactif de précision. Sa division de PHASER, dirigées par Co par des toilettes et Tantawi, objectifs pour transformer le concept de PHASER en dispositif fonctionnel.

Rendant la thérapie de proton plus agile

La prochaine génération des accélérateurs a pu être un vrai commutateur de jeu

Billy Loo

En principe, les protons sont moins néfastes au tissu sain que des rayons X parce qu'ils déposent leur énergie de tumeur-massacre en volume plus confiné à l'intérieur du corps. Cependant, la thérapie de proton exige de grands équipements d'accélérer des protons et d'ajuster leur énergie. Elle utilise également des aimants pesant des centaines de tonnes qui se déplacent lentement autour du corps d'un patient pour guider la poutre dans la cible. « Nous voulons proposer des manières innovatrices de manoeuvrer la poutre de proton qui rendra de futurs dispositifs plus simples, plus compact et beaucoup plus rapidement, » avons dit Emilio Nanni, un scientifique de personnel à SLAC, qui mène le projet avec Tantawi et toilettes.

Ce but a pu bientôt être dans la portée, grâce à une concession $1,7 millions récente du bureau de DAINE du programme d'intendance d'accélérateur de la Science pour développer la technologie au cours des trois années à venir. « Nous pouvons maintenant nous déplacer en avant avec concevoir, fabriquant et examinant une structure d'accélérateur semblable à celle dans le projet de PHASER qui sera capable d'orienter la poutre de proton, accordant son énergie et fournissant les doses de rayonnement élevées pratiquement instantanément, » Nanni a dit.

En plus de rendre la thérapie de cancer la livraison plus précise et plus instantanée du rayonnement semble également avoir d'autres avantages. « Nous avons vu chez les souris que les cellules saines subissent moins de dommages quand nous appliquons la dose de rayonnement très rapidement, mais l'effet de tumeur-massacre est égal à ou même un peu meilleur que cela d'une plus longue exposition conventionnelle, » Loo ont dit. « Si le résultat se tient pour des humains, ce serait un nouveau paradigme entier pour le champ de la thérapie radiologique. »

Un autre objectif principal des projets est de rendre la thérapie radiologique plus accessible aux patients dans le monde entier. Aujourd'hui, millions de patients autour des soins palliatifs uniquement récepteurs du monde parce qu'ils n'ont pas accès à la thérapie de cancer, Loo a dit. « Nous espérons que notre travail contribuera à rendre le meilleur traitement disponible à plus de patients dans plus d'endroits. » C'est pourquoi l'équipe se concentre sur les systèmes de conception qui sont compacts, puissance-efficaces, économiques, efficaces pour employer dans l'arrangement clinique, et compatible avec l'infrastructure existante autour du monde, Tantawi a dit : « La première conception médicale largement utilisée d'accélérateur linéaire a été inventée et établie chez Stanford pendant les années amenant au bâtiment de SLAC. La prochaine génération a pu être un vrai commutateur de jeu – dans la médecine et dans d'autres secteurs, tels que des accélérateurs pour des lasers à rayon X, des colliders de particules et la sécurité nationale. »