INNOVATIVE PET SYSTEM FOR PROTONTHERAPY IMAGING AND RADIATION EVALUATION

Proyecto L1. Valorización, transferencia y explotación por las empresas de resultados de I+D
Programa Comunitat Valenciana – Fondo Europeo de DesarrolloRegional (FEDER) 2021-2027
Importe: 249.945,88 €

En España se van a instalar 10 centros dedicados a la terapia con protones, uno de estos nuevos centros se instalará en Valencia, en las cercanías del Hospital La Fe. Esto requiere afrontar diversos desafíos, por ejemplo, determinar de manera precisa la dosis administrada al paciente. Proponemos el desarrollo de un prototipo PET dedicado al cerebro, con alta sensibilidad y bajo coste para su mejor transferencia tecnológica, que permita verificar la dosis administrada, realizando una medida PET al paciente después de la terapia.

La instalación de estos nuevos centros de protonterapia conlleva afrontar diversos retos, entre ellos, la implementación de técnicas que permitan verificar de manera precisa e in situ la dosis de protones administrada al paciente durante el tratamiento.

Para abordar la necesidad de una técnica de validación de la dosis recibida por el paciente, que sea fiable, proponemos el desarrollo de un prototipo PET dedicado a la observación del cerebro. Proponemos un sistema basado en cristales centelleantes de tipo BGO (Bismuth Germanate). Los cristales BGO son centelleadores inorgánicos, y aunque actualmente solo se utilizan en los sistemas comerciales de General Electric (GE), en el pasado fueron los centelleadores usados por excelencia para el desarrollo de equipos PET. El motivo de su abandono se asocia a la aparición de centelleadores más rápidos y que por tanto permiten técnicas de tiempo de vuelo.

Nosotros proponemos usar BGO para nuestro diseño por tres razones principales: reducción del coste de fabricación (3 veces menor al del LYSO), alta densidad (más gammas capturados a mismo volumen) y ausencia de radioactividad natural. Estas tres capacidades son esenciales para su uso en la dosimetría en tratamiento con protones ya que posibilitan su fácil transferencia a la industria y a un mayor número de centros; un aumento de las interacciones fotoeléctricas de los fotones de aniquilación con los detectores y, por tanto, un aumento de la sensibilidad de detección del sistema, y; ausencia de ruido de fondo, factor crítico en medidas con baja tasa de cuentas.

El procedimiento que proponemos es el siguiente: realizar una adquisición PET del cerebro del paciente transcurridos 60-180 minutos tras la terapia con protones. Nosotros proponemos la detección de ¹⁸F, lo que supone un desafío para un sistema clínico ya que, las actividades generadas son muy bajas (~1 Bq/ml). Los sistemas PET comerciales están compuestos generalmente por cristales centelleadores de LYSO, los cuales tiene actividad intrínseca debido al lutecio (¹⁷⁶Lu) del propio detector, el cual produce coincidencias aleatorias y eso a su vez impide obtener buena calidad de imágenes a actividades bajas (1 Bq/mL).