Les chercheurs rapprochent l’utilisation des ondes acoustiques pour cibler et détruire les tumeurs cancéreuses de la réalité.
Alors que les médecins utilisent les ultrasons à faible intensité comme outil d’imagerie médicale depuis les années 1950, les experts de l’Université de Waterloo utilisent et étendent des modèles qui aident capturez comment les ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU) peuvent fonctionner au niveau cellulaire.
Dirigée par Siv Sivaloganathan, mathématicien appliqué et chercheur au Center for Math Medicine du Fields Institute, l’étude a révélé en exécutant des modèles mathématiques dans des simulations informatiques que les problèmes fondamentaux de la technologie peuvent être résolus sans aucun risque pour les patients réels.
Sivaloganathan, avec ses étudiants diplômés June Murley, Kevin Jiang et la stagiaire postdoctorale Maryam Ghasemi, crée les modèles mathématiques utilisés par les ingénieurs et les médecins pour mettre HIFU en pratique. Il a déclaré que ses collègues dans d’autres domaines s’intéressent aux mêmes problèmes, « mais nous abordons cela dans des directions différentes ».
« Mon côté consiste à utiliser des simulations mathématiques et informatiques pour développer un modèle solide que d’autres peuvent prendre et utiliser dans des laboratoires ou des environnements cliniques. Et bien que les modèles ne soient pas aussi complexes que les organes et les tissus humains, les simulations donnent une énorme tête commencer pour les essais cliniques.
L’un des obstacles que Sivaloganathan s’efforce actuellement de surmonter est qu’en ciblant les cancers, HIFU présente également des risques pour les tissus sains. Lorsque HIFU est utilisé pour détruire des tumeurs ou des lésions cancéreuses, l’espoir est que les bons tissus ne seront pas détruits. La même chose s’applique lors de la focalisation des ondes acoustiques intenses sur une tumeur de l’os où une grande quantité d’énergie thermique est libérée. Sivaloganathan et ses collègues tentent de comprendre comment la chaleur se dissipe et si elle endommage la moelle osseuse.
Les autres chercheurs travaillant avec Sivaloganathan comprennent des ingénieurs, qui construisent la technologie physique, et des médecins, en particulier James Drake, chirurgien en chef à l’Hospital for Sick Children, qui étudient l’application pratique de HIFU en milieu clinique.
Sivaloganathan pense que HIFU apportera des changements importants dans les traitements contre le cancer et d’autres procédures et traitements médicaux. HIFU trouve déjà une application pratique dans le traitement de certains cancers de la prostate.
C’est un domaine qui, je pense, va occuper le devant de la scène en médecine clinique. Il n’a pas les effets secondaires négatifs de la radiothérapie ou de la chimiothérapie. Il n’y a pas d’effets secondaires autres que l’effet de la chaleur, sur lequel nous travaillons en ce moment. Il a également des applications comme une nouvelle façon de briser les caillots sanguins et même d’administrer des médicaments. »
Siv Sivaloganathan, mathématicien appliqué et chercheur, Center for Math Medicine, Fields Institute
Le nouveau document de recherche de Sivaloganathan sur la modélisation mathématique pour HIFU, « Dimension estimate of uniform attractor for a model of high intensive focusised ultra-induit thermotherapy », avec les co-auteurs Messoud Efendiyev et June Murley, a été récemment publié dans le Bulletin de biologie mathématique.
