Uma equipe internacional de cientistas produziu as primeiras imagens de tomografia computadorizada (TC) de tecido biológico usando prótons - um passo importante para melhorar a qualidade e a viabilidade da terapia de prótons para pacientes com câncer em todo o mundo.

O trabalho inovador significa que imagens tridimensionais detalhadas da anatomia de um paciente agora podem ser criadas usando prótons em vez de raios-x, e isso tornará a terapia de prótons uma opção mais viável para milhões de pacientes com câncer.

A terapia de prótons é uma nova forma de radioterapia que está crescendo rapidamente em importância como meio de tratar tumores difíceis e fornecer tratamento para crianças e jovens com câncer. No Reino Unido, dois centros de terapia de prótons do NHS estão programados para abrir nos próximos dois anos, em Londres e Manchester.

Usando prótons para criar imagens de TC da anatomia e tumor de um paciente, cientistas e médicos agora serão capazes de direcionar com mais precisão o próprio tumor e garantir que muito menos radiação seja depositada no tecido saudável circundante.

Este grande avanço foi alcançado pelo consórcio internacional PRaVDA, liderado pelo ilustre professor de engenharia de imagem Nigel Allinson MBE da Universidade de Lincoln, REINO UNIDO. Sua equipe tem trabalhado nas instalações de terapia de prótons no iThemba LABS, África do Sul, usando o Ciclotron Nacional da África do Sul - um tipo de acelerador de partículas - e eles são os primeiros no mundo a produzir imagens de tomografia computadorizada de prótons de qualidade clínica.

"Para produzir essas imagens de tomografia computadorizada de prótons, construímos uma plataforma de imagens médicas exclusiva que usa as mesmas partículas de alta energia usadas para destruir um tumor durante o tratamento com terapia de prótons, "explicou o professor Allinson." Como raios-x, prótons podem penetrar no tecido para atingir tumores profundos. Contudo, em comparação com os raios-x, prótons causam menos danos ao tecido saudável na frente do tumor, e nenhum dano ao tecido saudável atrás, o que reduz bastante os efeitos colaterais da radioterapia.

"As imagens que criamos são, na verdade, de uma humilde costeleta de cordeiro, mas eles destacam o potencial fantástico do uso de imagens de tomografia computadorizada de prótons para auxiliar no tratamento do câncer em um futuro muito próximo - como parte do processo de planejamento, bem como durante e após os tratamentos.

"A terapia de prótons provavelmente se tornará o método de radioterapia preferido para a maioria dos cânceres infantis, como a exposição indesejada à radiação de tecido saudável é muito reduzida, e, portanto, é o risco de um segundo câncer mais tarde na vida. Ter a capacidade de administrar uma dose alta em uma pequena região é a principal vantagem subjacente da terapia de prótons, no entanto, um planejamento preciso é absolutamente essencial para garantir que a dose não perca o tumor-alvo. "

A equipe comparou sua primeira imagem de tomografia protônica com uma tomografia computadorizada de raios-x convencional. Embora o Proton CT esteja um pouco mais desfocado do que a imagem de raio-x, mostra exatamente como os prótons interagem com os tecidos - da mesma forma que os prótons de tratamento o fazem.

Atualmente em terapia de prótons, existe um grau significativo de incerteza no alcance e na precisão dos prótons durante o tratamento. Se planejado, usar imagens de tomografia computadorizada de raios-x, pode haver uma discrepância de 3-5% em termos de onde o feixe de prótons atinge e libera sua energia, destruindo células. Com imagens de tomografia computadorizada de prótons, essa incerteza é reduzida para menos de 1%.

O PRaVDA registrou os níveis mais baixos de incerteza no poder de parada relativo dos prótons quando testado em uma variedade de substitutos de tecido. O poder de parada relativo dos prótons é o parâmetro-chave para poder planejar tratamentos de radioterapia com precisão.

Além disso, a equipe do PRaVDA descobriu que há uma série de parâmetros mensuráveis ​​de prótons conforme eles passam pelo paciente, que irá produzir um conjunto de imagens complementares de TC. Essa descoberta abre um campo de imagens médicas totalmente novo - que será explorado na próxima geração do instrumento exclusivo de imagens médicas do PRaVDA.

Esta tecnologia representa um dos instrumentos médicos mais complexos já desenvolvidos, já que a geração de imagens com prótons é tão desafiadora. Milhões de prótons formam uma única imagem e cada partícula deve ser rastreada individualmente desde o ponto em que entra no paciente até o ponto de onde sai.