Più sicuro, più preciso Radioterapia per mamme in attesa

Maggio 3, 2016 Admin Salute 0 3
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La radiazione è una spada a doppio taglio: si detiene il potere di curare il cancro, ma se utilizzato in modo improprio può causare gravi danni al corpo umano. La situazione è ancora più critica con le femmine gravide, come ogni radiazione errante potrebbe gravemente danneggiare e ostacolare la crescita del feto.

"Il corpo umano è una sfida particolare per modellare per la sua grande varietà di organi, ciascuno con una forma complessa e unica", ha detto Xu X. George, professore di ingegneria nucleare e biomedica presso Rensselaer, che guida il progetto. "Le femmine gravide sono ancora più difficili da modellare con i metodi attuali, così abbiamo preso un approccio completamente nuovo."




I medici utilizzano simulazioni informatiche avanzate per determinare la corretta dose di radiazioni da somministrare ai pazienti. Queste simulazioni al computer sono basati su sofisticati modelli virtuali del corpo umano. Circa 30 di questi modelli, a volte chiamati "fantasmi", sono stati sviluppati in tutto il mondo.

I dati necessari per costruire tali modelli, tuttavia, richiede ampi raggi X e scansioni di tomografia computerizzata. Poiché i pazienti in stato di gravidanza è vietato sottoposti a raggi X o altre procedure di imaging, non c'è mai stata abbastanza dati per creare un phantom precisa di una donna incinta.

"Questi nuovi modelli dovrebbero essere estremamente utile per comprendere i rischi di radiazioni, e per una migliore immagine di radiazioni pianificazione e trattamento per le donne in gravidanza", ha detto Xu. "Gli strumenti che abbiamo sviluppato per questa ricerca dovrebbe anche aprire diverse nuove strade per migliorare il campo di dosimetria delle radiazioni."

I metodi convenzionali di creazione phantom semplicemente non possono spiegare i rapidi cambiamenti della fisiologia interna di una donna incinta, come i suoi organi spostano per accogliere la crescita del feto. Così, invece di impiegare la geometria solida costruttiva (CSG) strumenti convenzionali per costruire il modello di computer, Xu e il suo team si rivolse a boundary rappresentazioni (BREP) strumenti. Modelli CSG sono basate sulla costruzione e collegamento forme semplici come sfere, coni e cilindri, per creare una struttura più grande.

BREP è più flessibile e presenta una serie di strumenti più robusto per manipolare la superficie dei componenti del modello. BREP è ampiamente usato nel settore della produzione di computer-aided design, e nel settore dello spettacolo per creare modelli di computer-animazione per i film e videogiochi, Xu ha detto. Come si è visto, il software BREP è anche molto efficace per la creazione di fantasmi medici, comprensivi di organi complessi.

Utilizzando questa nuova serie di strumenti, Xu e il suo team hanno creato tre modelli 3-D di femmine gravide nelle diverse fasi di gestazione: tre mesi, sei mesi e nove mesi. Il team ha costruito i modelli della futura mamma e organo feto organo, basandosi su modelli mesh generate al computer, così come soppiantare il modello con i dati provenienti da rare immagini TAC di un paziente in stato di gravidanza. Le immagini sono state scattate intorno al 2004 in un ospedale di stato di New York, in una situazione in cui sia la donna e il suo medico non erano a conoscenza che lei era incinta. L'esistenza di tali scansioni è stato pubblicizzato, e Xu ha contattato il medico per ottenere copie delle scansioni.

Xu ha detto BREP si è rivelata estremamente efficace per la modellazione complessa topologia di organi umani, e si aspetta che la pratica per la cattura su.

"Siamo convinti che sarebbe stato impossibile sviluppare un tale set completo, coerente, e anatomicamente realistiche di modelli da immagini mediche che sono difficili da trovare", ha detto Xu. "È chiaro che la tendenza attuale continuerà a coinvolgere tipo BREP di modellazione."

Il progetto di ricerca, finanziato dal National Cancer Institute, è stato presentato nell'articolo "Un metodo boundary-rappresentazione per la progettazione di modelli di dosimetria al corpo intero: donne in gravidanza alle estremità di tre periodi di gestazione - RPI-P3, -P6, e -P9 ", pubblicato nel più recente numero della rivista Physics in Medicine and Biology.

Con i modelli completi, Xu e il suo team condivideranno i loro dati con altri ricercatori che studiano lo stesso argomento. Xu ha detto che sarà probabilmente circa un anno prima che i modelli sono verificati e accettati dalla comunità medica, e poi integrati nel software per computer come un nuovo standard per la determinazione e la gestione radioterapia per madri in attesa.

Co-autori sulla carta includono Rensselaer ingegneria nucleare e ingegneria fisica studente laureato Juying Zhang, e postdottorato ricercatore associato Valery Tarenenko. Chengyu Shi, della terapia del cancro e Research Center di San Antonio, Texas, è anche indicato come co-autore.

Video disponibili a http://www.rpi.edu/news/video/121807-xu/121707-xu.html.

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