La radioterapia es uno de los elementos más esenciales en el tratamiento del cáncer. Pero planificar adecuadamente la radioterapia es una tarea muy compleja. Los matemáticos de Fraunhofer se han unido a una alianza con físicos médicos y médicos para mejorar el proceso de planificación de la terapia. Al hacerlo, han ayudadomejorar las posibilidades de recuperación del paciente.
El profesor Karl-Heinz Küfer se sorprendió cuando vio por primera vez cómo se planificó la radioterapia para pacientes con cáncer: "Los procesos que los médicos y físicos utilizaron en la planificación conjunta de la radioterapia me recordaron que estaba buscando objetos en una habitación oscura, buscando a tientasy luego intenta de nuevo ", recuerda Küfer, matemático del Instituto Fraunhofer de Matemáticas Industriales ITWM en Kaiserslautern, Alemania. Reconoció el potencial de mejora y se reunió con médicos, físicos y científicos de la información para desarrollar una solución alternativa. El resultado fue una interaccióny un producto de software fácil de operar. Acorta la duración de la planificación de la radioterapia, hace que sea más fácil encontrar un buen equilibrio entre los potenciales de la terapia y los posibles efectos secundarios y, en última instancia, aumenta las posibilidades de recuperación del paciente. Cada año en Alemania se diagnostica a aproximadamente 483,000 personascon cáncer, con 222,000 casos que terminan fatalmente, lo que hace que el cáncer sea la segunda más común de Alemanian causa de muerte.La radioterapia se usa para tratar más de la mitad de los casos.La radiación utilizada daña el ADN celular y por lo tanto inhibe su división celular o resulta directamente en la muerte de la célula.
de una estrategia de prueba y error a una solución predecible
El objetivo de la terapia es matar las células tumorales mientras se protege el tejido sano. En el pasado, el médico formuló sus deseos y el físico de radiación convirtió estas demandas en un plan de terapia. Si el médico no estaba satisfecho con los resultados, el físicohizo un trabajo de seguimiento. Poco a poco se encontró la solución óptima. "Lo nuevo del enfoque matemático es que desde el principio se calcula una variedad de soluciones; el médico puede elegir la mejor solución para el paciente", explica el profesor JürgenDebus, radiooncólogo del Hospital de la Universidad de Heidelberg, quien probó el software desarrollado en uso clínico. Para mejorar el proceso, los investigadores de Fraunhofer Karl-Heinz Küfer, Dr. Michael Bortz, Dr. Alexander Scherrer, Dr. Philipp Süss y Dr. KatrinTeichert consideró la planificación de la terapia como una tarea de optimización de criterios múltiples, en este caso un compromiso equilibrado que involucra alrededor de diez a quince objetivos de planificación en parte contradictorios ".la solución de Pareto es un concepto mejor aquí que la estrategia anterior de prueba y error ", enfatiza Karl-Heinz Küfer.Tal solución que no puede mejorarse en términos de todos los criterios simultáneamente.Cuando un criterio mejora, otro criterio tiene que empeorar en compensación.En el caso de la radioterapia, esto significa que si el tumor va a recibir una dosis más alta de radiactividad, el tejido circundante se dañará más severamente.
La asociación de investigación conduce a una aplicación exitosa
El software fue desarrollado bajo el liderazgo de ITWM junto con el Centro Alemán de Investigación del Cáncer, el Hospital de la Universidad de Heidelberg y el Hospital General de Massachusetts en una asociación de investigación de la Facultad de Medicina de Harvard. "Con el nuevo sistema de planificación, el tumor puede controlarse mejor, ya quepodemos irradiar el tumor con una dosis más alta. Esto significa que la probabilidad de erradicar el tumor de forma permanente también es mayor, y al mismo tiempo podemos proteger el tejido normal que podríamos no haber podido proteger en el pasado ", comenta el profesorThomas Bortfeld, quien en 2011 puso el enfoque de optimización multicriterio para uso clínico en el Hospital General de Massachusetts en Boston por primera vez, junto con RaySearch Laboratories.
A finales de 2015, el proveedor RaySearch Laboratories había vendido el sistema a aproximadamente 400 estaciones de terapia en aproximadamente 320 clínicas. Con licencias adicionales a través del líder mundial del mercado Varian Medical Systems a partir de 2016, la tecnología estará disponible en el futuro en más de 20,000 estaciones de planificación de terapiaalrededor del mundo.
El desarrollo del sistema interactivo de planificación de radioterapia de criterios múltiples le valió a los investigadores de Fraunhofer Karl-Heinz Küfer, Michael Bortz, Alexander Scherrer, Philipp Süss y Katrin Teichert y sus socios de investigación Thomas Bortfeld, Jürgen Debus, Wolfgang Schlegel y Christian Thieke the Stifterverbandpara el premio German Science 2016. El jurado reconoció específicamente "la amplia viabilidad del método para tratar la enfermedad generalizada del cáncer, así como la relevancia para los mercados internacionales".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Fraunhofer-Gesellschaft . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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