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A radiação, usada para tratar metade de todos os pacientes com câncer, pode ser medida durante o tratamento pela primeira vez com imagens 3D precisas desenvolvidas na Universidade de Michigan.
Ao capturar e amplificar minúsculas ondas sonoras criadas quando os raios X aquecem os tecidos do corpo, os profissionais médicos podem mapear a dose de radiação dentro do corpo, fornecendo novos dados para orientar os tratamentos em tempo real. É uma visão inédita de uma interação que os médicos antes não conseguiam “ver”.
“Uma vez que você começa a fornecer radiação, o corpo é praticamente uma caixa preta”, disse Xueding Wang, professor de engenharia biomédica Jonathan Rubin, professor de radiologia e autor correspondente do estudo em Natureza Biotecnologia. Ele também lidera o Laboratório de Imagem Óptica da UM.
“Não sabemos exatamente onde os raios-X estão atingindo dentro do corpo e não sabemos quanta radiação estamos entregando ao alvo. E cada corpo é diferente, então fazer previsões para ambos os aspectos é complicado. “
A radiação é usada no tratamento de centenas de milhares de pacientes com câncer a cada ano, bombardeando uma área do corpo com ondas e partículas de alta energia, geralmente raios-X. A radiação pode matar as células cancerígenas ou danificá-las para que não possam se espalhar.
Esses benefícios são prejudicados pela falta de precisão, pois o tratamento com radiação geralmente mata e danifica células saudáveis nas áreas ao redor do tumor. Também pode aumentar o risco de desenvolver novos cânceres.
Com imagens 3D em tempo real, os médicos podem direcionar com mais precisão a radiação para as células cancerígenas e limitar a exposição dos tecidos adjacentes. Para fazer isso, eles simplesmente precisam “ouvir”.
Quando os raios X são absorvidos pelos tecidos do corpo, eles são transformados em energia térmica. Esse aquecimento faz com que o tecido se expanda rapidamente e essa expansão cria uma onda sonora.
A onda acústica é fraca e geralmente indetectável pela tecnologia típica de ultrassom. O novo sistema de imagem acústica de radiação ionizante da UM detecta a onda com uma série de transdutores ultrassônicos posicionados no lado do paciente. O sinal é amplificado e depois transferido para um aparelho de ultrassom para reconstrução da imagem.
Com as imagens em mãos, uma clínica de oncologia pode alterar o nível ou a trajetória da radiação durante o processo para garantir tratamentos mais seguros e eficazes.
“No futuro, poderíamos usar as informações de imagem para compensar as incertezas que surgem do posicionamento, movimento dos órgãos e variação anatômica durante a radioterapia”, disse Wei Zhang, investigador de pesquisa em engenharia biomédica e primeiro autor do estudo. “Isso nos permitiria entregar a dose ao tumor cancerígeno com grande precisão.”
Outro benefício da tecnologia da UM é que ela pode ser facilmente adicionada ao equipamento de terapia de radiação atual sem alterar drasticamente os processos aos quais os médicos estão acostumados.
“Em aplicações futuras, esta tecnologia pode ser usada para personalizar e adaptar cada tratamento de radiação para garantir que os tecidos normais sejam mantidos em uma dose segura e que o tumor receba a dose pretendida”, disse Kyle Cuneo, professor associado de oncologia de radiação na Michigan Medicine. “Esta tecnologia seria especialmente benéfica em situações em que o alvo está adjacente a órgãos sensíveis à radiação, como o intestino delgado ou o estômago.”
A equipe de pesquisa é liderada pela UM, incluindo Wang, Cuneo e Issam El Naqa, professor adjunto de oncologia de radiação na UM Medical School. A equipe trabalha com parceiros no Moffitt Cancer Center.
A Universidade de Michigan solicitou proteção de patente e está buscando parceiros para ajudar a levar a tecnologia ao mercado. A pesquisa foi apoiada pelo National Cancer Institute e pelo Michigan Institute for Clinical and Health Research.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Universidade de Michigan. Original escrito por Jim Lynch. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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