Advanced design of radiotherapy equipment : IORT and small animal irradiators

Abstract

Cancer is a major public health problem worldwide and the leading cause of death in Spain [1]. Radiotherapy plays an important role in cancer treatment with approximately 50% of all cancer patients receiving radiation therapy during the course of their illness [2], [3]. However, radiation damages both healthy and cancerous tissues and improving the therapeutic index (the relationship between the probability of tumor control and the likelihood of normal tissue damage) is a constant challenge in radiotherapy [4]. Consequently, optimizing treatment plans (TP) is of utmost importance [5]. In this thesis we present two projects in collaboration with GMV [6] and SEDECAL [7] that aim to this goal. On the one hand, we propose a design for a small animal x-ray irradiator to be used in preclinical research. This kind of devices serve to downscale the clinical scenario to the laboratory in order to study the radiobiological response and improve clinical outcomes [8]. Our proposal consists of a conventional X-ray tube and a self-shielded cabinet, which make the system affordable and suitable to use without disruption inexisting laboratories...

El cáncer es un importante problema de salud pública en todo el mundo y la principal causa de muerte en España [1]. La radioterapia desempeña un papel importante en el tratamiento del cáncer, ya que aproximadamente el 50% de los pacientes con cáncer reciben radioterapia durante su enfermedad [2], [3]. Sin embargo, la radiación daña tanto a las células normales como a las cancerosas y mejorar el índice terapéutico (la relación entre la probabilidad de control del tumor y la probabilidad de daño al tejido normal) es un reto constante en radioterapia [4]. En consecuencia, la optimización del plan de tratamiento (PT) es de suma importancia [5]. En esta tesis presentamos dos proyectos dirigidos a este objetivo de mejora del PT, realizados en colaboración con las empresas GMV [6] y Sedecal [7].Por un lado, proponemos un diseño para un irradiador de rayos X para animales pequeños que se utilizará en la investigación preclínica. Estos dispositivos sirven para traducir el escenario clínico al laboratorio con el fin de estudiar la respuesta radiobiológica y mejorar los resultados clínicos [8]. Nuestra propuesta consiste en un tubo de rayos X convencional y una cabina blindada, lo que hace que el sistema sea asequible yse pueda utilizar en cualquier laboratorio existente...