Un nouveau dispositif relance la radiothérapie par mini-faisceaux de protons

Publié par Adrien le 01/03/2020 à 08:00
Source: CNRS IN2P3
Un dispositif inventé à l'IJCLab et utilisant la focalisation magnétique pourrait faciliter le recours à la radiothérapie par mini faisceaux de protons. Testé en laboratoire et sur des rongeurs auprès du centre de Protonthérapie d'Orsay, il vient de faire l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui...) d'une publication dans Scientific Reports.


Simulation des faisceaux de protons dans une cuve à eau.Les cartes de dose transversales (haut) et longitudinales (bas) révèlent la propriété caractéristique de la pMBRT: une succession de régions de haute dose ("pics") et faible dose ("valleys") qui favorise la préservation des tissus sains.

La radiothérapie (La radiothérapie est une méthode de traitement locorégional des cancers, utilisant des radiations pour détruire les cellules cancéreuses en bloquant leur capacité à se multiplier. L'irradiation a pour but de...) par mini-faisceaux de protons (pMBRT pour Proton minibeam radiation (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement électromagnétique (par exemple : infrarouge) ou par une désintégration (par exemple : radioactivité...) therapy) est une nouvelle stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie « conduire » - est :) thérapeutique (La thérapeutique (du grec therapeuein, soigner) est la partie de la médecine qui étudie et applique le traitement des maladies.), qui permet d'augmenter considérablement la préservation des tissus sains tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en atteignant un contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) tumoral équivalent ou supérieur à la radiothérapie conventionnelle dans le cas de gliomes de haut grade (Le mot grade a plusieurs significations :) chez le rongeur. Elle utilise des faisceaux de protons submillimétriques, d'un ordre de grandeur environ une fois plus petit que les faisceaux utilisés en clinique.

Actuellement, la mise en oeuvre de la pMBRT avec des collimateurs mécaniques a montré ses limites: rigidité, diminution de l'efficacité et production de neutrons secondaires supplémentaires. Pour dépasser ces obstacles, une équipe dont fait partie Tim Schneider, étudiant en thèse (Une thèse (du nom grec thesis, se traduisant par « action de poser ») est l'affirmation ou la prise de position d'un locuteur, à l'égard du sujet ou du thème qu'il évoque.) au IJCLab, sous la supervision de Yolanda Prezado de l'Institut Curie (L'Institut Curie est une fondation, dont les activités principales sont d'une part la compréhension des mécanismes de cancérogenèse avec...), a exploré une solution potentielle: la génération de mini-faisceaux par focalisation magnétique. En collaboration avec le centre de Protonthérapie (La protonthérapie est une technique particulière de radiothérapie visant à détruire les cellules cancéreuses en les irradiant avec un faisceau de particules....) d'Orsay, ils ont déployé une nouvelle configuration qui utilise des éléments de ligne de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement liée à la...) conventionnels et présente une distance focale (Les distances focales, respectivement objet et image, d'un système optique centré convergent ou divergent sont, par définition, les distances algébriques séparant respectivement le plan principal objet H du foyer...) modérée d'environ 1 m et un entrefer raccourci de 10 à 30 cm. Ce dispositif est capable de fournir des tailles de faisceau comprises entre 0,66 et 1,67 mm FWHM à des énergies cliniquement pertinentes.

Cette technique est donc compatible avec la pMBRT et permettrait un traitement plus efficace et flexible, accessible à la planification (La planification est la programmation d'actions et d'opérations à mener) de traitement modulée en intensité 3D. Un brevet a été déposé suite à cette étape du développement, et l'équipe étudie à présent les perspectives d'intégration dans les centres cliniques.

La publication:
Advancing proton minibeam radiation therapy: magnetically focussed proton minibeams at a clinical centre
Tim Schneider, Ludovic De Marzi, Annalisa Patriarca & Yolanda Prezado, Scientific Reports volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) 10, Article number: 1384 (2020)
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