Acelerador de partículas pode ser usado na luta contra tumores cerebrais

A tecnologia dos aceleradores de partículas do CERN, famoso centro de pesquisa em física de partículas localizado na Suíça, ganhou uma aplicação inovadora na área da saúde. Cientistas na Alemanha estão utilizando um detector de partículas desenvolvido inicialmente por físicos do CERN para tratar tumores cerebrais com maior precisão e segurança.

Dificuldades ao destruir tumores cerebrais

• Enquanto destruir tumores na cabeça e no pescoço é relativamente simples, o grande desafio é fazê-lo sem prejudicar células saudáveis do paciente.
• Uma das formas eficazes de tratar esses tumores é utilizando feixes de íons, acelerando partículas carregadas a três quartos da velocidade da luz, capazes de penetrar até um pé de tecido vivo.
• No entanto, a técnica convencional de movimentar o projetor de íons em curva, com o tumor centrado no foco, pode ainda expor células saudáveis a radiação secundária, gerando efeitos colaterais indesejados, especialmente quando o tumor está localizado no cérebro.

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Uma possível solução

Para resolver esse problema, pesquisadores do Centro Nacional Alemão de Doenças Tumorais (NCT), do Centro Alemão de Pesquisa do Câncer (DKFZ) e do Centro de Terapia com Feixe de Íons de Heidelberg (HIT), no Hospital Universitário de Heidelberg, utilizaram um novo dispositivo de imagem desenvolvido pela empresa tcheca ADVACAM, que incorpora o detector de pixels Timepix3 desenvolvido no CERN.

O Timepix3 é um circuito integrado de uso geral que pode fornecer saídas de alta resolução em um curto período de tempo, permitindo que o ADVACAM utilize a radiação secundária do feixe de íons para atualizar os mapas de tecido em tempo real.

Nossas câmeras podem registrar cada partícula carregada de radiação secundária emitida pelo corpo do paciente. É como assistir às bolas dispersas por um tiro de bilhar. Se as bolas quicarem conforme o esperado de acordo com a imagem da tomografia computadorizada, podemos ter certeza de que estamos mirando corretamente. Caso contrário, está claro que o ‘mapa’ não se aplica mais. Então é necessário replanejar o tratamento.

Lukáš Marek, da ADVACAM

A expectativa é que essas atualizações melhorem o direcionamento do tumor, reduzindo a quantidade de radiação indesejada a que o paciente é exposto, ao mesmo tempo em que atinge o tumor com níveis mais altos de radiação.

Atualmente, o detector requer interrupção do tratamento para permitir o replanejamento, mas fases posteriores do programa incluirão a capacidade de corrigir a trajetória do feixe em tempo real.

Quando começamos a desenvolver detectores de pixels para o LHC, tínhamos um objetivo em mente — detectar e imaginar cada interação de partículas e, assim, ajudar os físicos a desvendar os segredos da natureza em altas energias. Os detectores Timepix foram desenvolvidos pelas Colaborações Medipix multidisciplinares, cujos objetivos são levar a mesma tecnologia para novos campos. Muitos desses campos eram completamente imprevistos no início, e esta aplicação é um exemplo brilhante disso.

Michael Campbell, porta-voz das Colaborações Medipix