La recherche et l’industrie s’allient pour combattre le cancer

L’entreprise ADAM S.A. (Application of Detectors and Accelerators to Medicine), basée à Genève, a récemment terminé le premier élément d’un accélérateur linéaire innovant pour des applications d’hadronthérapie. La conception de ce nouvel élément s’est appuyée sur des études novatrices menées par la Fondation TERA il y a quelques années. Assemblé au CERN dans le cadre d’un accord de partenariat passé avec l’entreprise, ce premier module est maintenant prêt à quitter la Suisse pour Rome, où il va subir des tests de performance décisifs.

 

LIGHT (Linac for Image-Guided Hadron Therapy) est l’accélérateur linéaire innovant conçu par par ADAM S.A. pour révolutionner les installations d’hadronthérapie en simplifiant l’infrastructure et pour les rendre rentables d’un point de vue industriel, tout en garantissant une meilleure qualité de faisceau. « Aujourd’hui, les faisceaux de protons utilisés pour le traitement par rayonnements du cancer sont produits soit par des cyclotrons, qui doivent être dotés d’un système de modulation d’énergie afin d’adapter celle du faisceau aux besoins du traitement, soit par des synchrotrons complexes. Lorsqu’Ugo Amaldi m’a dit que, d’après les études menées par la Fondation TERA, les faisceaux de protons destinés à l’hadronthérapie pouvaient être produits par un accélérateur linéaire de 16 m de long, j’ai décidé de me lancer dans ce projet et d’industrialiser ces recherches », explique Alberto Colussi, directeur et fondateur d'ADAM S.A., créée en décembre 2007. L’accélérateur LIGHT n’a besoin que de quelques millisecondes pour modifier l’énergie de son faisceau et possède une cadence de récurrence de 200 HZ, ce qui permet la répétition de l'irradiation (« multipainting ») sur des organes en mouvement.

ADAM S.A. a repris les idées originales de la Fondation TERA et les a adaptées aux besoins d’un centre médical moderne. « Étant donné les dimensions et la modularité du système LIGHT, les nouveaux centres seront conçus pour abriter un équipement beaucoup moins encombrant », confirme Colussi. De plus, le concept innovant mis au point par ADAM S.A. ne possède pas de tête rotative isocentrique, un dispositif lourd utilisé pour diriger le faisceau avec précision sur la cible. « Nous avons remplacé la tête rotative isocentrique par un lit mobile innovant qui permet aux opérateurs d’adapter la position du patient aux besoins du traitement. Les coûts seront moins élevés que pour une installation d’hadronthérapie classique, ce qui permettra d’en construire davantage », ajoute Colussi.

Le projet LIGHT est né de la recherche fondamentale, mais il est à présent prêt à se développer au niveau industriel et, à terme, le produit sera mis sur le marché mondial. « Cette collaboration avec le CERN a été une expérience passionnante : ici, l’imagination ne connaît pas de limites, alors que dans l’industrie on doit toujours penser aux profits », confie Colussi.

Une fois que tous les essais de radiofréquence auront été conduits au CERN, les premières unités LIGHT seront transportées jusqu’à Rome, où elles subiront des essais de performance. Si tout se passe bien, ADAM S.A. prévoit de commercialiser les premiers modules de LIGHT produits industriellement dans deux ans.

Le premier module LIGHT est conçu pour un faisceau de protons injecté de 30 MeV généré soit par un accélérateur linéaire (linac) soit par un cyclotron et son gain d'énergie est de 12 MeV. Comme sa conception est modulaire, l'énergie de sortie de trois unités similaires est de 65 MeV, utilisée pour traiter les tumeurs oculaires.  L’énergie de sortie peut être augmentée en ajoutant d’autres unités. Dans une installation typique de 230 MeV, correspondant à un linac médical de 18 mètres de long, les sources de puissance radiofréquence (RF) sont positionnées sur toute sa longueur. Les modules d'accélération sont de plus en plus long à mesure que le faisceau progresse le long du linac, en raison de l'augmentation de la vitesse du faisceau. Pour accélérer les protons de 200 MeV en moins de 20 mètres, la fréquence est de 3 GHz. Cette fréquence standard pour les électrons n’a jamais été utilisée pour les protons. Les impulsions de radiofréquence produites par le klystron sont transmises à travers un guide d'onde. La variation de l'énergie du faisceau nécessaire pour traiter la tumeur sur toute sa profondeur est obtenue en changeant électroniquement le pic de la puissance de la radiofréquence des modules d’accélération. Les modulateurs des klystrons effectuent cette variation de puissance RF en quelques millisecondes. Le module LIGHT est contrôlé par deux ordinateurs de bureau connectés au système de contrôle.

par Francesco Poppi