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Surveillance de la radiothérapie en temps réel

Le cancer gastrique est l’un des cancers les plus fréquents dans le monde. Une nouvelle invention de chercheurs de la National University of Singapour (NUS) pourrait aider à améliorer le traitement de ce cancer en augmentant la précision de la radiothérapie, qui est couramment utilisée en combinaison avec des options de traitement telles que la chirurgie, la chimiothérapie ou l’immunothérapie.

Dans le domaine de la radiothérapie moderne, la précision dans le ciblage du tissu tumoral, tout en minimisant les dommages aux tissus sains, est cruciale. Cependant, la faible efficacité et les résultats variables des traitements restent un défi en raison de la diversité des patients, de l’incertitude du traitement et des différences dans les types de suivi médical.

Pour relever tous ces défis, une équipe de recherche de la NUS a mis au point un dosimètre à rayons X ingérable qui détecte la dose de rayonnement en temps réel. En combinant leur nouvelle conception de capsule et un modèle de régression basé sur un réseau neuronal qui calcule la dose de rayonnement à partir des informations captées par la capsule, l’équipe a constaté qu’ils pouvaient fournir une surveillance environ cinq fois plus précise de la dose délivrée que les méthodes standard actuelles.  

C’est ainsi que l’équipe a mis au point une nouvelle capsule de dosimètre à rayons X ingérable capable de mesurer la dose de rayonnement et les changements physiologiques du pH et de la température en temps réel pendant la radiothérapie gastro-intestinale. Les composants clés de la capsule, d’une taille de 18 mm sur 7 mm, comprennent une fibre optique flexible encapsulée avec des nanoscintillateurs qui s’illuminent en présence de rayonnement, un film sensible au pH, un module fluidique avec plusieurs entrées pour l’échantillonnage dynamique du liquide gastrique, deux capteurs pour les mesures de dose et de pH, une carte de circuit imprimé microcontrôleur qui traite les signaux photoélectriques à transmettre à une application mobile, et une pile à oxyde d’argent de la taille d’un bouton alimentant la capsule.

Lorsque la capsule est ingérée et atteint le tractus gastro-intestinal, les nanoscintillateurs présenteront une luminescence accrue en présence d’un rayonnement X accru. Un capteur à l’intérieur de la capsule mesure la lueur des nanoscintillateurs pour déterminer le rayonnement délivré à la zone ciblée.

En même temps, le module fluidique permet de recueillir le liquide gastrique pour la détection du pH par un film qui change de couleur en fonction du pH. Ce changement de couleur est enregistré par un deuxième capteur à l’intérieur de la capsule. De plus, les deux capteurs sont capables de détecter une température qui pourrait donner une indication de toute réaction négative au traitement de radiothérapie, comme les allergies.

Les signaux photoélectriques des deux capteurs sont traités par une carte de circuit imprimé à microcontrôleur qui envoie des informations via la technologie Bluetooth et une antenne à une application de téléphonie mobile. À l’aide d’un modèle de régression basé sur un réseau neuronal, l’application mobile traite les données brutes pour afficher des informations telles que la dose de radiothérapie ainsi que la température et le pH des tissus subissant une radiothérapie.
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