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A tecnologia acelerador-baseada nova aponta reduzir efeitos secundários da radioterapia do cancro

Tecnologia acelerador-baseada nova que está sendo tornada pelo Ministério de alvos nacionais do laboratório e da Universidade de Stanford do acelerador do SLAC da Energia para reduzir os efeitos secundários da radioterapia do cancro encolhendo sua duração das actas sob a um segundo. Construído nos dispositivos médicos compactos futuros, a tecnologia desenvolvida para a física alta-tensão podia igualmente ajudar a fazer em todo o mundo a radioterapia mais acessível.

Agora, a equipe de SLAC/Stanford recebeu o financiamento crucial para continuar com dois projectos desenvolver tratamentos possíveis para tumores - uns raios X de utilização, os outros protão de utilização. A ideia atrás de ambos é soprar tão rapidamente células cancerosas que os órgãos e outros tecidos não têm o tempo para se mover durante a exposição - bem como a tomada de um único quadro de gelo de um vídeo. Isto reduz a possibilidade que a radiação baterá e danificará o tecido saudável em torno dos tumores, fazendo a radioterapia mais precisa.

“Entregar a dose de radiação de uma sessão de terapia inteira com um único instantâneo durando menos do que um segundo seria a maneira final de controlar o movimento constante dos órgãos e dos tecidos, e um avanço principal comparado com os métodos que nós nos estamos usando hoje,” disse o gabinete de Billy, um professor adjunto da oncologia da radiação na Faculdade de Medicina de Stanford.

Sami Tantawi, um professor da física de partículas e da astrofísica e cientista principal para a divisão de pesquisa do acelerador do RF na direcção da inovação da tecnologia de SLAC, que trabalha com o gabinete em ambos os projectos, disse, “a fim entregar a radiação da alta intensidade eficientemente bastante, nós precisamos as estruturas do acelerador que são centenas de épocas mais poderosas do que a tecnologia de hoje. O financiamento que nós recebemos ajudar-nos-á a construir estas estruturas.”

Cancro de sopro com raios X

O projecto chamado PHASER desenvolverá um sistema de entrega instantâneo para raios X.

Em dispositivos médicos de hoje, os elétrons voam com a câmara de ar-como a estrutura do acelerador que é aproximadamente um medidor longo, ganhando a energia de um campo da radiofrequência que viaje através da câmara de ar ao mesmo tempo e no mesmo sentido. A energia dos elétrons obtem então convertida em raios X. Durante estes últimos anos, a equipe de PHASER tornou-se e protótipos testados do acelerador com formas especiais e maneiras novas de alimentar campos da radiofrequência na câmara de ar. Estes componentes já estão executando como previsto por simulações e pavimentam a maneira para os projectos do acelerador que apoiam mais potência em um tamanho compacto.

“Em seguida, nós construiremos a estrutura do acelerador e para testar os riscos da tecnologia, que, em três a cinco anos, poderia conduzir a um primeiro dispositivo real que pudesse eventualmente ser usado nos ensaios clínicos,” Tantawi disse.

O departamento de Stanford da oncologia da radiação fornecerá aproximadamente $1 milhões sobre o próximo ano para estes esforços e apoiará uma campanha para aumentar mais financiamento da pesquisa. O departamento da oncologia da radiação, em colaboração com a Faculdade de Medicina, igualmente estabeleceu centrar-se Center da ciência da radiação sobre o tratamento de radiação da precisão. Sua divisão de PHASER, co-conduzida pelo gabinete e pelo Tantawi, aponta transformar o conceito de PHASER em um dispositivo funcional.

Fazendo a terapia do protão mais ágil

Em princípio, os protão são menos prejudiciais ao tecido saudável do que raios X porque depositam sua energia da tumor-matança em um volume mais limitado dentro do corpo. Contudo, a terapia do protão exige grandes facilidades acelerar protão e ajustar sua energia. Igualmente usa os ímãs que pesam centenas de toneladas que se move lentamente em torno do corpo de um paciente para guiar o feixe no alvo.

“Nós queremos vir acima com maneiras inovativas de manipular o feixe do protão que fará os dispositivos futuros mais simples, mais compacto e muito mais rápido,” dissemos Emilio Nanni, um cientista do pessoal em SLAC, que conduz o projecto com Tantawi e gabinete.

Que o objetivo poderia logo estar dentro do alcance, agradecimentos a uma concessão $1,7 milhões recente do escritório da GAMA do programa da supervisão do acelerador da ciência para desenvolver a tecnologia durante os próximos três anos.

“Nós podemos agora mover-se para a frente com o projecto, fabricando e testando uma estrutura do acelerador similar a essa no projecto de PHASER que será capaz de dirigir o feixe do protão, ajustando sua energia e entregando doses de radiação altas praticamente instantaneamente,” Nanni disse.

Rapidamente, eficaz e acessível

Além do que a factura da terapia do cancro uma entrega mais precisa, mais instantânea da radiação igualmente parece ter outros benefícios.

“Nós vimos nos ratos que as pilhas saudáveis sofrem menos dano quando nós aplicamos a dose de radiação muito rapidamente, no entanto o efeito da tumor-matança é igual a ou mesmo melhora um pouco do que isso de uma exposição mais longa convencional,” Gabinete disse. “Se o resultado guardara para seres humanos, seria um paradigma novo inteiro para o campo da radioterapia.”

Outra o objetivo chave dos projectos é fazer a radioterapia mais acessível para os pacientes mundiais.

Hoje, milhões de pacientes recebem em todo o mundo - somente cuidado paliativo porque não têm o acesso à terapia do cancro, Gabinete disse. “Nós esperamos que nosso trabalho contribuirá a fazer o tratamento melhor possível disponível a mais pacientes em mais lugares.”

É por isso a equipe está centrando-se sobre os sistemas de projecto que são compactos, potência-eficientes, econômicos, eficientes se usar em todo o mundo no ajuste clínico, e compatível com infra-estrutura existente, Tantawi disse: “O primeiro usou amplamente o projecto médico do acelerador linear foi inventado e construído em Stanford nos anos que conduzem à construção de SLAC. A próxima geração podia ser um cambiador real do jogo - na medicina e em outras áreas, tais como aceleradores para lasers de raio X, colliders da partícula e a segurança nacional.”

A máxima de Peter em Stanford (agora director da física da oncologia da radiação na universidade de Indiana) é co-inventor de PHASER e de contribuições chaves feitas para ambos os projectos. Os membros adicionais na equipe da terapia do protão são Reinhard Schulte na universidade de Loma Linda e Matthew Murphy em Varian Medical Systems.