Desarrollan un escáner único para planificar la protonterapia contra el cáncer

Una colaboración liderada por el investigador del IFIC Enrique Nácher ha desarrollado el primer escáner para tomografía con protones enteramente español. El dispositivo reutiliza prototipos de otros proyectos de física nuclear y ha sido testado en un centro de protonterapia de Polonia. Los primeros resultados de este proyecto, desarrollado en colaboración con el Instituto de Estructura de la Materia (CSIC) y la Universidad Complutense de Madrid (UCM), se publican en ‘The European Physical Journal Plus’.

La protonterapia es una forma avanzada de tratamiento del cáncer que utiliza protones. En los últimos años ha ganado popularidad debido a sus ventajas sobre la radioterapia convencional, ya que las características de estas partículas que forman el núcleo atómico permiten depositar casi toda su energía en las células tumorales sin afectar apenas al tejido sano. Sin embargo, para poder planificar el tratamiento correctamente se requieren imágenes médicas del paciente.

En la actualidad, estas imágenes se obtienen con rayos X a través de las llamadas tomografías axiales computarizadas (TACs). Sin embargo, el tratamiento posterior se realiza con haces de protones y no con rayos X, lo que introduce incertidumbres a la hora de planificar el tratamiento y calcular las dosis correctamente.

El nuevo escáner permite obtener imágenes directamente con protones y es el primer dispositivo de estas características desarrollado en España. “Aunque actualmente es un escáner preclínico que ha obtenido imágenes de maniquíes pequeños, los resultados han sido prometedores y han demostrado la viabilidad del concepto”, afirma Enrique Nácher, científico del CSIC en el IFIC y director de este proyecto.

El equipo de investigación ha combinado un conjunto de detectores de seguimiento y un centelleador de alta resolución de energía para detectar la energía residual de los protones. Ha utilizado varios maniquíes que se irradiaron con protones en un centro de protonterapia en Cracovia (Polonia), y ha medido los maniquíes en diferentes ángulos para obtener imágenes reconstruidas por retroproyección filtrada, utilizadas para determinar las capacidades del escáner y validar su uso como escáner de protones por tomografía computarizada (proton-CT).

Según los resultados del artículo publicado ahora en The European Physical Journal Plus, el escáner puede producir imágenes de calidad media-alta, con un poder de resolución comparable al de otros escáneres de última generación. En opinión de los investigadores, si el sistema se escala adecuadamente podría utilizarse para obtener imágenes de pacientes antes de la protonterapia, mejorando significativamente la precisión en la planificación del tratamiento. “Esto permitiría optimizar la deposición de dosis en el tejido canceroso, minimizando la exposición de tejido sano”, explica el investigador del IFIC.

Reutilización de recursos

El escáner de protones desarrollado por la colaboración entre el Instituto de Física Corpuscular, el Instituto de Estructura de la Materia y la Universidad Complutense de Madrid se ha construido reutilizando instrumentación y materiales de antiguos prototipos de otros proyectos de física nuclear que ya no eran útiles para sus propósitos originales. Este enfoque ha permitido maximizar la reutilización de recursos sin necesidad de invertir en nueva instrumentación, promoviendo el uso eficiente y sostenible de los recursos existentes, según han destacado sus promotores.

Referencia:

Nácher, E., Briz, J.A., Nerio, A.N. et al. Characterization of a novel proton-CT scanner based on Silicon and LaBr(Ce) detectors. Eur. Phys. J. Plus 139, 404 (2024). https://doi.org/10.1140/epjp/s13360-024-05203-1

 

 

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