La investigación reciente sobre imágenes de protones médicos está motivada en general por el deseo de recopilar información utilizando una fuente menos invasiva como los rayos X. Con el uso de un microscopio de protones, es posible imágenes del tejido biológico sin dejar ningún material radiante en los tejidos del paciente.
La terapia con haz de protones utiliza haces muy altos de protones para atacar tumores. Al igual que los rayos X, las imágenes de protones médicos pueden penetrar el tejido para alcanzar tumores profundamente asentados. Aunque es más caro de administrar que la terapia de rayos X convencional, es beneficioso llegar a los tumores de mayor dificultad para alcanzar por medios convencionales, causando menos daño al tejido sano. Especialmente si el tumor se encuentra en el cerebro, el sistema nervioso central, cerca de órganos críticos o la mayoría de los cánceres en los niños. Al hacer que menos radiación sea absorbida por el tejido sano y dejar atrás el tejido sano, la terapia con haz de protones reduce en gran medida el riesgo y los efectos secundarios de la radioterapia.
Uno de los sistemas de imágenes médicas más complejos jamás desarrollados que utiliza haces de protones para crear imágenes 3D de la anatomía interna de los pacientes con cáncer se utilizará en uno de los dos nuevos centros de terapia de haz de protones de alta energía del NHS del Reino Unido. El uso de imágenes de protones médicas ayudará a proporcionar una mejor planificación del tratamiento y monitoreo de los cánceres que son difíciles de tratar.
Este proyecto, conocido como el proyecto OPTima, está dirigido por el profesor Nigel Allinson MBE, de la Universidad de Lincoln, Reino Unido. Dijo: «El uso del mismo tipo de radiación para el tratamiento y la toma de imágenes elimina la mayoría de las incertidumbres asociadas actualmente con la planificación del tratamiento. Los tratamientos siempre están planeados para ser robustos y seguros, pero estas incertidumbres significan que a veces los tratamientos no son óptimos, ahora tendremos la oportunidad de que sean robustos y óptimos».
«Además, teniendo imágenes de protones en la sala de tratamiento, podemos monitorear los cambios en la anatomía de un paciente durante el curso del tratamiento, logrando radioterapia adaptativa».
Este nuevo e innovador método de diagnóstico por imágenes y tratamiento de cánceres eliminará algunas de las incertidumbres asociadas con la terapia tradicional de rayos X. También se cree que algunos de los tumores más difíciles se volverán tratables, y la mayoría de los pacientes verán resultados más positivos después del tratamiento.
El profesor Allinson agregó: «Esta será la primera vez en cualquier lugar en el que se instalará un sistema de imágenes de protones en un centro operativo de terapia de protones. Ofrece una oportunidad increíble de trabajar con oncólogos y científicos médicos para entender lo que necesitan para mejorar los tratamientos y beneficiar a los pacientes».
En los Estados Unidos, los investigadores están desarrollando un sistema para la TC de protones y la radiografía, que podría utilizarse tanto para la guía por imágenes como para la estimación del rango de haz de protones en un entorno clínico. Actualmente, la terapia de protones se planifica mediante TC basada en rayos X. Los datos de TC también se utilizan para crear radiografías reconstruidas digitalmente (DRR) para su uso en la configuración diaria del paciente, comparando los DRR con las imágenes de rayos X grabadas inmediatamente antes del tratamiento.
Este enfoque, sin embargo, introduce imprecisiones inherentes debido a la necesidad de convertir las unidades CT Hounsfield en potencia de frenado relativa de protones. El equipo de investigación de la Universidad de Loyola, Proton VDA, el Centro de Protones de Chicago y la Universidad del Norte, en su lugar proponen el uso de la TC de protones para la planificación del tratamiento. Proton CT mide la potencia de frenado de protones directamente, reduciendo significativamente las incertidumbres de rango de haz durante la planificación.
En analogía con la creación de DRR, los datos ct de protones también se pueden utilizar para generar DRR de protones. Estos RDP podrían algún día reemplazar los rayos X para la alineación del paciente de alta precisión en el proceso diario de guía de imagen, así como proporcionar información sobre el rango de protones. En particular, la dosis estimada de radiación al paciente es sólo alrededor de 1 de la dosis absorbida suministrada por el enfoque basado en rayos X.
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