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O software traduz a informação diagnóstica melhorada para melhorar a radiação do alvo em células cancerosas

Como tecnologias diagnósticas ambas do tratamento da imagem lactente e de radiação tornam-se mais capazes e precisam-se, os médicos que usam as face cada vez mais uma tarefa dificil: como transferir a informação dos sistemas diagnósticos aos sistemas de planeamento do tratamento.

Os pesquisadores no centro do cancro de Sloan-Kettering do Instituto de Tecnologia e do memorial de Geórgia estão resolvendo que o problema com um sistema da tradução da imagem projectou construir uma ponte sobre a diferença entre técnicas diagnósticas avançadas tais como a espectroscopia da ressonância magnética (MRS) e as técnicas as mais atrasadas para entregar doses precisas da radiação aos tumores. O sistema pode igualmente compensar como os tumores mudam e deslocam entre o diagnóstico e o tratamento, durante o tratamento, entre tratamentos - e mesmo enquanto os pacientes respiram.

Baseado em computador avançado que modela, a técnica da tradução da imagem facilitaria um sistema de planeamento biológico da optimização que usasse a informação sobre o lugar e a densidade das células cancerosas a entregar escalasse doses da radiação aos tumores.

“O benefício ao paciente estaria no controle local melhorado do tumor,” disse Eva K. Lee, um professor adjunto com nomeações da faculdade na escola da engenharia industrial e de sistemas no Instituto de Tecnologia de Geórgia e no instituto do cancro de Winship na Faculdade de Medicina da universidade de Emory. “Esse significa que a taxa de retorno deve estar mais baixo e haverá menos complicações que afetam o tecido normal. Os pacientes devem igualmente experimentar menos efeitos secundários do tratamento.”

A informação no trabalho, “tratamento combinado da modalidade avança - a informação biológica de incorporação do metabolito para o tratamento contra o cancro,” foi apresentada terça-feira 5 de outubro de 2004 na 46th reunião anual da sociedade americana para a radiologia e a oncologia terapêuticas (ASTRO) em Atlanta. Patrocinado pela fundação de Whitaker e o National Science Foundation, o trabalho é parte da colaboração a longo prazo do Lee com Marco Zaider, professor da física na radiologia na faculdade médica da Universidade de Cornell, e comparecimento e cabeça da física de Brachytherapy no centro memorável do cancro de Sloan-Kettering.

Um matemático que trabalhasse na optimização do planeamento de tratamento da radiação para a próstata e os outros formulários do cancro, Lee usou o sistema novo para planos tornando-se da radioterapia para os pacientes que submetem-se à SRA. imagem lactente em Sloan memorável Kettering. Os resultados são até agora estudos clínicos prometedores, embora controlados devem ainda ser feitos para comparar os resultados com as técnicas padrão que tratam tumores como massas homogéneas.

Analisando o metabolismo da pilha em áreas do tumor, a espectroscopia da ressonância magnética pode identificar as regiões da próstata que têm umas populações mais densas de pilhas do tumor. Combinado com os dados em estruturas saudáveis na próstata, essa informação pode ser usada para aumentar a dosagem da radiação às áreas que contêm mais células cancerosas, com a colocação de sementes radioactivas ou a aplicação de feixes externos.

Mas antes isso pode ser feito, informação deve ser transferido da SRA. sistema aos sistemas de planeamento do tratamento que os oncologistas da radiação se usam para determinar a dosagem da radiação aplicada ao tumor.

“A imagem lactente funcional envolve olhar como as células cancerosas proliferam realmente dentro de um órgão, e para que essa tecnologia seja realmente útil, nós temos que poder a traduzir no ajuste clínico,” Lee notável. “Mas até aqui, estes factores biológicos não poderiam geralmente ser usados no tratamento porque as modalidades da imagem lactente são tão diferentes. Este sistema novo permite que nós usem a informação diagnóstica da imagem lactente praticamente. Permite que nós unam tudo.”

O sistema novo traduz a informação espacial sobre as concentrações do tumor - medidas em “voxels” - da SRA. sistema ao sistema de planeamento do tratamento, morphing que informação nas imagens de ultrasound/CT usadas tipicamente por sistemas planear e de entrega. Os voxels podem ser traduzidos mesmo quando o órgão tem deformado devido à preparação do tratamento.

O uso da SRA. dados escalar a dosagem da radiação é sabido como a optimização biológica, e é parte de uma tendência para a personalização crescente do tratamento baseada na informação específica sobre o cancro de um paciente.

A capacidade para adaptar o tratamento de radiação às mudanças nos órgãos é particularmente importante no tratamento de radiação do câncer pulmonar. Embora os pacientes podem ser pedidos para guardarar momentaneamente sua respiração, a eficácia do tratamento pode adversamente ser afectada pelo movimento dos tumores enquanto os pacientes respiram durante o tratamento.

O Lee e o Zaider do sistema estão tornando-se podem esclarecer aquelas mudanças espaciais ao longo do tempo, costurando a radiação para fornecer dosagens eficazes às células cancerosas mesmo quando os tumores se estão movendo.

“A forma do tumor assim como a posição do tumor ambos mudam porque o paciente está respirando,” o Lee notável. “Nós temos que seguir o movimento e saber onde os voxels do tumor são essa radiação da necessidade. Nós queremos certificar-se de que o resultado final - a dose média recebida por cada voxel porque se move - satisfará as limitações clínicas.”

Um Lee e um Zaider automatizados do sistema de planeamento do tratamento tornaram-se mais cedo para o controle local melhorado brachytherapy do tumor da próstata de 65 por cento a 95 por cento.

A potência crescente de sistemas informáticos tornou tais sistemas de planeamento do tratamento possíveis. Nos sistemas projetados entregar a radiação externo do feixe do tanto como como cinco a nove ângulos diferentes, pode haver tanto como como milhão variáveis e limitações - um desafio enorme para os povos que projetam o sistema e que escrevem o código de software.

“Nós estamos alcançando realmente somente com o que o sistema de entrega da radiação pode fazer,” o Lee explicado. “A modulação da dose de radiação tornou-se bastante boa, permitindo que nós variem a intensidade sobre o tumor.”

O Lee igualmente está colaborando com os pesquisadores clínicos em aplicações do sistema no tratamento contra o cancro do pulmão.