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Cyclotron supraconducteur ProBeam

Le cyclotron supraconducteur offre plusieurs avantages par rapport au cyclotron :

  • Conception compacte et poids réduit
  • Débits de dose élevés grâce à une extraction de faisceau de haute efficacité
  • Fonctionnement fortement linéaire et reproductible de la machine
  • Réduction de la consommation d'énergie

 

ProBeam Superconducting Cyclotron

Cyclotron supraconducteur ProBeam

Le système ProBeam® de Varian comporte un cyclotron isochrone (ISC) avec bobines supraconductrices (encore appelé cyclotron supraconducteur). Ses capacités énergétiques permettent d'administrer des doses dans les tumeurs profondes, offrant ainsi un traitement ayant le spectre énergétique le plus large disponible sans utiliser d'absorbeurs (tumeurs situées à des profondeurs de 4 à 30 cm). Parmi d’autres fonctionnalités du cyclotron ProBeam, on trouve notamment :

  • Aucune phase de préchauffage n'est nécessaire car il est opérationnel en permanence à une efficacité maximale
  • Un faisceau continu
  • Une intensité de faisceau évolutive
  • Une conception de type pillbox qui offre un accès facile avec un système de levage automatique de l'étrier supérieur en fer
  • Une source ionique compacte interne pour une taille et un coût réduits
  • Une empreinte compacte pour un coût structural réduit et une amélioration de la facilité de maintenance
  • La forte consommation d'énergie et la dissipation thermique associée aux électroaimants à température ambiante ne sont pas nécessaires
  • Performance éprouvée
Superconducting Cyclotron

Fonctionnalité du cyclotron supraconducteur

Les bobines magnétiques supraconductrices de l'ISC offrent une haute efficacité d'extraction, une faible consommation d'énergie, une excellente fiabilité et une réduction des coûts d'exploitation globaux. Contrairement à d'autres accélérateurs, l'ISC de Varian fonctionne d'une manière très linéaire et prévisible. Ceci améliore l'automatisation de l'installation ; le réglage du cyclotron par un opérateur n'est pas nécessaire.  Le besoin minimal d'intervention de la part d'un opérateur peut entraîner la maximisation de l'efficacité clinique.

Proton Accelerator ISC Cyclotron

Le cyclotron ISC administre l'IMPT

L'accélérateur ISC de Varian est de taille compacte avec une stabilité thermique élevée. C'était le premier ISC commercial de l'industrie disposant de bobines supraconductrices pour des applications médicales ; il est en usage depuis 2007. Son faisceau de protons continu et stable est capable d'administrer une protonthérapie avec modulation d'intensité (IMPT) en moins de temps et avec une dose plus conformationnelle qu'avec une administration par diffusion passive — bien que la diffusion passive soit utilisée aujourd'hui dans la plupart des centres de protonthérapie.

ProBeam Proton Delivery Pencil Beam Scanning or Passive Scattering

Type d'administration de protonthérapie : balayage par faisceau étroit ou diffusion passive.

Le type d'administration de protonthérapie est une considération critique : balayage par faisceau étroit par rapport à la diffusion passive. La diffusion passive est une protonthérapie de génération antérieure en usage dans la plupart des centres de protonthérapie. Aujourd'hui, le balayage par faisceau étroit est une forme de protonthérapie plus précise, et le choix de la majorité des nouveaux centres de protonthérapie. Bien que certains centres utilisant la technologie de diffusion passive soient capables de mettre à niveau les salles de traitement individuelles, c'est un processus qui peut être lent, car il implique des changements technologiques importants qui peuvent même interrompre la disponibilité des centres pour le traitement des patients.

En savoir plus

ProBeam Passive Scatter Delivery

Diffusion passive

Dans la diffusion passive, le faisceau de protons est élargi et façonné à la taille de la tumeur en plaçant un matériau de diffusion sur sa trajectoire. Quelques caractéristiques à prendre en compte à propos de la diffusion passive :

  • Elle utilise des dispositifs de modification du faisceau spécifiques à chaque patient pour la conformation de la dose. De tels dispositifs spécifiques aux tumeurs doivent être fabriqués en interne ou provenir de fournisseurs.
  • Les patients doivent attendre que les dispositifs soient fabriqués avant de commencer le traitement.
  • Les dispositifs de modification du faisceau deviennent radioactifs et doivent être entreposés pendant des mois après leur utilisation (un espace d'entreposage dédié est donc obligatoire). 
  • Lorsque le faisceau de protons diffusés entre en contact avec le matériau de diffusion ou les appareils de modification du faisceau, des neutrons sont produits — c'est un rayonnement secondaire.
  • Il envoie la dose inutile issue de la protonthérapie dans les tissus sains proximaux de la cible.
  • Lorsque les protons entrent en contact avec le matériau de diffusion et les appareils de modification du faisceau, ils perdent de l'énergie — ou le spectre énergétique disponible pour traiter le patient.
  • Conformation de dose moins optimale.
  • Bien que la diffusion passive puisse être préférée à la radiothérapie traditionnelle pour certains protocoles de traitement, elle ne peut offrir la protonthérapie avec modulation d'intensité (IMPT) — seul le balayage par faisceau étroit en est capable.

 

Balayage par faisceau étroit par rapport à la diffusion passive

Considérations relatives à la technologie Balayage par faisceau étroit Diffusion passive
Peut administrer une véritable protonthérapie avec modulation d'intensité (IMPT) Oui Non
Compensateurs et collimateurs spécifiques au patient requis pour chaque traitement
  • De tels appareils peuvent retarder le début du traitement puisqu'ils doivent être faits sur mesure pour chaque patient
  • Ces appareils peuvent nécessiter des délais de configuration plus importants par traitement
  • Ils peuvent augmenter le coût global du traitement
  • Les centres peuvent devoir recourir à des procédures spéciales pour soulever et entreposer ces composants radioactifs
Non Oui
Rayonnement secondaire produit lors du contact des protons avec les dispositifs de modification du faisceau Seulement si des absorbeurs sont nécessaires Un rayonnement secondaire beaucoup plus important, puisque les dispositifs sont utilisés pour tous les traitements
Contrôle de la perte d'énergie Perte d'énergie contrôlée lorsque des absorbeurs sont utilisés Perte d'énergie non contrôlée due à l'utilisation d'appareils de modification du faisceau dans tous les traitements
Durée de traitement du patient Le traitement avec faisceau de rayonnement « ON » (actif) peut être d'une durée aussi courte que quelques minutes Selon le plan de traitement, la durée d'activation du faisceau de rayonnement est seulement de quelques minutes, la durée de configuration requise pour le traitement global par jour est plus importante en raison des compensateurs et des collimateurs
Taille du champ de traitement Le champ de traitement est plus grand qu'avec la diffusion Le champ de traitement est plus petit qu'avec le balayage par faisceau étroit (PBS)
Précision dans l'administration de la dose La dose est administrée directement à la tumeur avec une dose plus faible administrée aux tissus environnants. Ceci est particulièrement important pour les cas pédiatriques ou lorsque la tumeur est proche de structures critiques. Dose administrée à la tumeur avec une dose plus importante administrée aux tissus environnants
Pénétration du balayage Oui, de manière plus précise, ce qui aide au traitement de tumeurs profondes ou complexes Oui, de manière moins précise
Année d'introduction de la technologie pour le traitement des patients 2007 Années 80
Équipement choisi par la majorité des centres durant les trois dernières années Oui Non

 

* Source : Particle Therapy Cooperative Group