Fibre optic sensor could help treat inoperable brain tumours / Il sensore a fibra ottica potrebbe aiutare a trattare tumori cerebrali inoperabili
Researchers at Australia’s University of Wollongong (UOW) have developed a tiny fibre optic sensor that they claim could help speed the roll-out of an advanced new technique for treating inoperable brain tumours.
Just 50 microns in diameter, the sensor has been hailed by the group as a major step forward in the use of an emerging technique known as Microbeam Radiation Therapy (MRT), which promises highly accurate treatment of cancers.
MRT – which uses parallel beams of x-rays, each smaller in diameter than a human hair – is thought to hold particular promise for the treatment of brain tumours, where the risk of damaging surrounding tissues often mitigates against the use of existing radiotherapy treatments.
Until now its use in cancer therapy has been held back by the absence of quality assurance tools that can accurately detect the doses of radiation emitted. But according to research published recently in the journal Scientific Reports the new device – described as a photonic scintillator – provides a solution to this problem.
Commenting on the potential of MRT for cancer treatment, Dr Enbang Li from UOW’s School of Physics said that pre-clinical trials have shown that normal tissue can tolerate peak doses 100 times greater than the doses used in conventional radiotherapy. “An entire tumour could be destroyed with MRT while with significantly reduced damage to adjacent normal tissues,” he said.
He added that whilst the cellular mechanisms behind MRT are currently unknown, it is one of the most promising emerging cancer treatments, particularly for the treatment of brain tumours in children where conventional radiation therapies have a high risk to nervous system development. “MRT represents a new paradigm in radiotherapy and has the potential to become widely available in the future,” he said.
Above: Schematic of the UOW sensor
Li said that that the key challenge in developing the scintillator was making it thin enough to be able to detect the microbeams, but large enough to produce an accurate and reliable measurement signal. “The thickness of the scintillator, or detector, need to be reduced to less than the single beam size, which would significantly reduce the number of photons generated by the scintillator and hence make the photo-detection an extremely challenging task,” he said.
“The results we have achieved so far demonstrate significant steps towards the development of optical dosimeters with the potential to be applied in quality assurance of microbeam radiation therapy, which is vital if clinical trials are to be performed on human patients,” he added.
ITALIANO
I ricercatori dell'Università australiana di Wollongong (UOW) hanno sviluppato un sensore a fibra ottica minuscolo che affermano che potrebbe contribuire ad accelerare il lancio di una nuova tecnica avanzata per il trattamento di tumori cerebrali inoperabili.
Con un diametro di appena 50 micron, il sensore è stato salutato dal gruppo come un importante passo avanti nell'uso di una tecnica emergente nota come Microbeam Radiation Therapy (MRT), che promette un trattamento altamente accurato dei tumori.
MRT - che utilizza fasci paralleli di raggi X, ciascuno più piccolo di diametro di un capello umano - si ritiene che sia particolarmente promettente per il trattamento dei tumori cerebrali, dove il rischio di danneggiare i tessuti circostanti spesso mitiga l'uso dei trattamenti di radioterapia esistenti.
Fino ad ora il suo uso nella terapia del cancro è stato frenato dall'assenza di strumenti di garanzia della qualità in grado di rilevare con precisione le dosi di radiazioni emesse. Ma secondo una ricerca pubblicata di recente sulla rivista Scientific Reports, il nuovo dispositivo, descritto come uno scintillatore fotonico, fornisce una soluzione a questo problema.
Commentando il potenziale dell'MRT per il trattamento del cancro, il dott. Enbang Li della School of Physics dell'UOW ha affermato che prove pre-cliniche hanno dimostrato che il tessuto normale può tollerare dosi di picco 100 volte maggiori rispetto alle dosi utilizzate nella radioterapia convenzionale. "Un intero tumore potrebbe essere distrutto con MRT con danni significativamente ridotti ai tessuti normali adiacenti", ha detto.
Ha aggiunto che mentre i meccanismi cellulari alla base della MRT sono attualmente sconosciuti, è uno dei trattamenti del cancro emergenti più promettenti, in particolare per il trattamento dei tumori cerebrali nei bambini in cui le terapie convenzionali presentano un alto rischio per lo sviluppo del sistema nervoso. "MRT rappresenta un nuovo paradigma nella radioterapia e ha il potenziale per diventare ampiamente disponibile in futuro", ha detto.
Li ha detto che la sfida chiave nello sviluppo dello scintillatore era renderla abbastanza sottile da essere in grado di rilevare i microbeams, ma abbastanza grande da produrre un segnale di misurazione preciso e affidabile. "Lo spessore dello scintillatore, o rivelatore, deve essere ridotto a meno della dimensione del raggio singolo, il che ridurrebbe in modo significativo il numero di fotoni generati dallo scintillatore e quindi renderebbe il rilevamento delle foto un compito estremamente difficile", ha affermato.
"I risultati che abbiamo raggiunto finora dimostrano passi significativi verso lo sviluppo di dosimetri ottici con la possibilità di essere applicati nella garanzia della qualità della radioterapia a raggi, che è di vitale importanza se gli studi clinici devono essere eseguiti su pazienti umani", ha aggiunto.
Da:
https://www.theengineer.co.uk/tiny-fibre-optic-sensor-tumours/?cmpid=tenews_4346268&adg=B69ABBDE-DA23-4BA2-B8C3-86E1E1A9FA79
Commenti
Posta un commento