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Apr 12, 2024

L'Inde jette son dévolu sur l'innovation des linacs

Les chercheurs et ingénieurs indiens poursuivent diverses pistes de recherche pour réduire le coût des systèmes de traitement par radiothérapie, tout en intensifiant leurs efforts ambitieux de R&D sur les protons polyvalents.

Les chercheurs et ingénieurs indiens poursuivent diverses pistes de recherche pour réduire le coût des systèmes de traitement par radiothérapie, tout en intensifiant leurs efforts ambitieux de R&D sur les accélérateurs de protons polyvalents. Amit Roy évalue les derniers progrès.

L’incidence mondiale annuelle estimée des nouveaux cas de cancer était de plus de 19 millions en 2020, avec plus de 70 % des personnes souffrant de la maladie résidant dans des pays à revenu faible ou intermédiaire (JCO Global Oncology 2022 8 e2100358). De plus, selon les prévisions de l'Agence internationale de l'énergie atomique publiées à l'occasion de la Journée mondiale contre le cancer en février 2022, le nombre total de décès par cancer dans le monde devrait augmenter de 60 % au cours des deux prochaines décennies – pour atteindre 16 millions de personnes par an – avec ce sont ces mêmes pays à revenu faible et intermédiaire qui subissent le plus gros de l’escalade. L'Inde se trouve dans l'œil de cette tempête en matière de soins de santé, avec un fardeau national de cas de cancer estimé entre 1,9 et 2 millions en 2022 – un fardeau qui, en outre, devrait également augmenter avec le temps.

Fondamentalement, il s’agit d’une question d’offre (traitement du cancer de haute qualité) par rapport à la demande (incidence croissante du cancer) pour l’Inde – notamment en ce qui concerne les défis associés au déploiement d’installations de radiothérapie accessibles et abordables au niveau national. Il existe actuellement environ 545 unités de radiothérapie clinique en Inde (180 systèmes de téléthérapie au 60Co et 365 linacs électroniques). La plupart des e-linacs sont fournis par des fabricants commerciaux, 50 % de ces systèmes étant situés dans des hôpitaux privés – et donc hors de portée de la majorité des citoyens indiens.

Pour réduire le coût du traitement par radiothérapie, tout en ouvrant l'accès à davantage de patients atteints de cancer, la Society for Applied Microwave Electronics Engineering and Research (SAMEER) de Mumbai donne la priorité à l'innovation technologique dans les e-linacs depuis plusieurs décennies (avec le soutien financier de le ministère de l'Électronique et des Technologies de l'information du gouvernement central, également connu sous le nom de MeitY).

Un cas d’étude à cet égard est celui de la division d’électronique médicale de SAMEER, qui a lancé à la fin des années 1980 un programme de R&D pour un e-linac de 4 MeV destiné au traitement du cancer. Le résultat initial : un linac à couplage latéral en bande S (fonctionnant en mode π/2 à 2,998 GHz) développé pour l'accélération des électrons. L'équipe de développement de SAMEER a ensuite intégré le linac à d'autres sous-systèmes de base en collaboration avec la Central Scientific Instruments Organisation de Chandigarh et l'Institut postuniversitaire d'éducation et de recherche médicales (PGIMER) de Chandigarh, le linac achevé étant mis en service au PGIMER en 1991.

Cette machine originale s'appelait Jeevan Jyoti-I. Les ingénieurs de SAMEER ont ensuite construit trois autres variantes d'e-linac sur le thème Jeevan Jyoti-I, toutes les unités étant dûment mises en service et fonctionnant dans des hôpitaux. Par la suite, dans le cadre de l'initiative Jai Vigyan du gouvernement indien, SAMEER a construit six unités de radiothérapie supplémentaires (avec une énergie accrue de 6 MV) et a installé ces systèmes dans des hôpitaux. Une autre machine sera mise en service en 2022 – utilisant initialement des sources micro-ondes commerciales de SAMEER (bien que celles-ci soient éventuellement remplacées par un magnétron de 2,6 MW développé au niveau national).

Le Département indien de l'énergie atomique (DAE) prévoit d'exploiter les riches sources naturelles de thorium du pays pour renforcer le programme national d'énergie nucléaire, en explorant simultanément de nouvelles méthodes de traitement des déchets nucléaires de haute activité ainsi que la production à grande échelle de radio-isotopes médicaux pour le diagnostic et le traitement du cancer.

Prenons l’exemple du réacteur sous-critique piloté par accélérateur (ADSR), une conception de réacteur nucléaire de nouvelle génération formée en couplant un cœur de réacteur nucléaire sensiblement sous-critique (utilisant le thorium comme combustible) avec un accélérateur de protons de haute intensité et haute énergie. Ce dernier génère un abondant faisceau de neutrons de spallation pour entretenir le processus de fission – activant le thorium sans qu'il soit nécessaire de rendre le réacteur critique (c'est-à-dire que la coupure du faisceau de protons entraîne un arrêt immédiat et sûr du réacteur). Un autre avantage du système ADSR réside dans la demi-vie relativement courte des déchets.