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Les chercheurs établissent le lien entre la spectroscopie de résonance magnétique et les dernières techniques pour livrer des doses précises de radiothérapie aux tumeurs

En tant que technologies diagnostiques les deux de représentation et de radiothérapie deviennent plus capables et précisent, les médecins les employant face une tâche de plus en plus difficile : comment transférer l'information à partir des systèmes diagnostiques aux systèmes de planification de demande de règlement.

Les chercheurs au centre de lutte contre le cancer de Sloan-Kettering d'Institut de Technologie et de mémorial de la Géorgie résolvent que le problème avec un système de traduction d'image a conçu pour établir le lien entre les techniques diagnostiques avancées telles que la spectroscopie de résonance magnétique (MRS) et les dernières techniques pour livrer des doses précises de radiothérapie aux tumeurs. Le système peut également compenser comment les tumeurs changent et changent de vitesse entre le diagnostic et la demande de règlement, pendant la demande de règlement, entre les demandes de règlement - et même pendant que les patients respirent.

Basé sur l'ordinateur avancé modélisant, la technique de traduction d'image faciliterait un système biologique de planification d'optimisation qui emploie des informations sur l'emplacement et la densité des cellules cancéreuses à livrer a escaladé des doses de radiothérapie aux tumeurs.

« L'avantage au patient serait dans le contrôle local amélioré de tumeur, » a dit Eva K. Lee, un professeur agrégé avec des affectations de corps enseignant dans l'école de l'ingénierie des systèmes d'industriel et à l'Institut de Technologie de la Géorgie et à l'institut de cancer de Winship à l'École de Médecine d'université d'Emory. « Ce signifie que le taux de récidive devrait être plus bas et il y aura moins complications affectant le tissu normal. Les patients devraient également remarquer moins effets secondaires de la demande de règlement. »

L'information sur le travail, « demande de règlement combinée de modalité avance - l'information biologique comportante de métabolite pour le traitement contre le cancer, » a été présentée le mardi 5 octobre 2004 à la quarante-sixième rencontre annuelle de la société américaine pour la radiologie et l'oncologie thérapeutiques (ASTRO) à Atlanta. Parrainé par la fondation de Whitaker et le National Science Foundation, le travail fait partie de la collaboration à long terme de Lee avec Marco Zaider, professeur de la physique en radiologie à la faculté de médecine d'Université de Cornell, et être présent et chef de la physique de curiethérapie au centre de lutte contre le cancer commémoratif de Sloan-Kettering.

Un mathématicien qui avait travaillé à l'optimisation de planification de radiothérapie pour la prostate et d'autres types de cancer, Lee a employé le système neuf pour des régimes se développants de radiothérapie pour des patients subissant MME représentation chez Sloan commémoratif Kettering. Les résultats sont jusqu'ici prometteurs, bien que des études cliniques réglées doivent encore être faites pour comparer les résultats aux techniques normales qui traitent des tumeurs en tant que masses homogènes.

En analysant le métabolisme de cellules dans des endroits de tumeur, la spectroscopie de résonance magnétique peut recenser les régions de la prostate qui ont des populations plus denses des cellules tumorales. Combiné avec des caractéristiques sur les structures saines dans la prostate, cette information peut être employée pour augmenter le dosage de radiothérapie aux endroits contenant plus de cellules cancéreuses, par l'emplacement des graines radioactives ou l'application des faisceaux externes. Mais avant cela peut être fait, l'information doit être transféré à partir de MME système aux systèmes de planification de demande de règlement que les oncologistes de radiothérapie emploient pour déterminer le dosage de radiothérapie appliqué à la tumeur.

« La représentation fonctionnelle concerne regarder comment les cellules cancéreuses prolifèrent réellement dans un organe, et pour que cette technologie soit réellement utile, nous devons pouvoir la traduire en réglage clinique, » Lee avons noté. « Mais jusqu'ici, ces facteurs biologiques ne pourraient pas habituellement être employés dans la demande de règlement parce que les modalités d'imagerie sont si différentes. Ce système neuf nous permet d'employer l'information diagnostique de représentation pratiquement parlant. Il nous permet de remonter tout. »

Le système neuf traduit les informations spatiales sur des concentrations de tumeur - mesurées dans des « voxels » - de MME système au système de planification de demande de règlement, morphing que l'information sur les images d'ultrasound/CT type employées par la planification et des systèmes de distribution. Les voxels peuvent être traduits même lorsque l'organe a en raison déformé de la préparation de demande de règlement.

L'utilisation de MME caractéristique d'escalader le dosage de radiothérapie est connue en tant qu'optimisation biologique, et fait partie d'une tendance vers la personnalisation croissante de la demande de règlement basée sur des informations spécifiques sur le cancer d'un patient.

La capacité d'adapter la radiothérapie aux changements des organes est particulièrement importante dans la radiothérapie du cancer de poumon. Bien que des patients puissent être invités à retenir brièvement leur haleine, l'efficacité du traitement peut être compromise par le mouvement des tumeurs pendant que les patients respirent pendant la demande de règlement.

Le système Lee et Zaider se développent peut représenter ces modifications spatiales au fil du temps, réglant la radiothérapie pour fournir des dosages efficaces aux cellules cancéreuses même lorsque les tumeurs déménagent.

« La forme de la tumeur ainsi que la position de la tumeur que les deux changent parce que le patient respire, » Lee ont noté. « Nous devons suivre le mouvement et savoir où les voxels de tumeur sont cette radiothérapie du besoin. Nous voulons nous assurer que le résultat final - la dose moyenne reçue par chaque voxel car il déménage - répondra aux contraintes cliniques. »

Un système robotisé Lee et Zaider de planification de demande de règlement développés plus tôt pour la curiethérapie de prostate a amélioré le contrôle local de tumeur de 65 pour cent à 95 pour cent.

Le pouvoir croissant des systèmes informatiques a rendu de tels systèmes de planification de demande de règlement possibles. Dans les systèmes conçus pour fournir la radiothérapie externe de faisceau de l'autant d'en tant que cinq à neuf cornières différentes, il peut y avoir autant d'en tant que million de variable et de contraintes - un défi énorme pour des gens concevant le système et écrivant code du logiciel.

« Nous rattrapons réellement seulement avec ce que le système de distribution de radiothérapie peut faire, » Lee avons expliqué. « La modulation de la dose de rayonnement est devenue tout à fait bonne, nous permettant de varier l'intensité au-dessus de la tumeur. »

Lee collabore également avec les chercheurs cliniques sur des applications du système dans le traitement contre le cancer de poumon.