Nuevo método de medición de haces podría permitir terapia iónica más precisa

La terapia con haces de iones utiliza núcleos atómicos acelerados para dañar las células cancerosas mientras limita la exposición del tejido circundante. Sin embargo, el movimiento de los órganos puede desplazar unos pocos milímetros el lugar donde el haz deposita la mayor parte de su energía. Por ello, los médicos irradian un pequeño margen de seguridad alrededor del tumor, lo que puede exponer a órganos sensibles cercanos. Ahora, los investigadores han desarrollado un método no invasivo para medir haces mixtos de iones durante la irradiación.

TU Wien y MedAustron (Wiener Neustadt, Austria) han identificado una manera de determinar la proporción de iones de carbono y helio en un haz mixto sin detenerlo ni perturbarlo. Estos haces combinan núcleos de carbono, que destruyen el tejido tumoral, con núcleos de helio, que ayudan a vigilar la anatomía del paciente durante el tratamiento. Sin embargo, para autorizar el haz para la irradiación, primero debe conocerse con precisión su proporción de carbono y helio.

Las dos especies iónicas pueden acelerarse juntas porque sus relaciones carga-masa son casi idénticas una vez que se han eliminado todos los electrones. Esta similitud les permite seguir casi la misma trayectoria en un sincrotrón. Su comportamiento difiere una vez que entran en el tejido: los iones de helio recorren aproximadamente tres veces más distancia que los iones de carbono y pueden salir del cuerpo para su medición.

Medir la energía residual de estos iones de helio emergentes permite reconstruir la profundidad de penetración de los iones de carbono, lo que ayuda a determinar si la irradiación avanza según lo previsto. Esta capacidad de monitorización también podría permitir márgenes de seguridad más pequeños alrededor de tumores cercanos a órganos sensibles, siempre que la composición del haz coincida con la proporción deseada.

Para determinar esa composición, el nuevo método de medición aprovecha una pequeña diferencia física entre especies iónicas por lo demás muy parecidas. Un núcleo de carbono tiene aproximadamente un 0,065% menos que tres veces la masa de un núcleo de helio, lo que hace que sus trayectorias difieran ligeramente. Como resultado, la corrección de radiofrecuencia necesaria para estabilizar el haz depende de la proporción de carbono y helio, lo que proporciona una forma de medir su composición sin interrumpir la irradiación.

El método fue calculado en TU Wien y probado con MedAustron, y los resultados mostraron una excelente concordancia. El trabajo se publicó en Physical Review Accelerators and Beams el 25 de septiembre de 2026. Investigadores de instalaciones internacionales de aceleradores de partículas también se reunieron en TU Wien los días 8 y 9 de octubre de 2026 para el 1.er Taller sobre Entrega de Haces Mixtos de Iones.

“Pudimos demostrar que este método nos permite determinar las fracciones de helio y carbono en el haz sin afectar ni interrumpir el propio haz. Esto significa que durante los experimentos, y posiblemente también durante los tratamientos en el futuro, podemos comprobar si la fracción de helio en el haz corresponde al valor deseado. Solo si ese es el caso debería autorizarse el haz para la irradiación”, dijo Elisabeth Renner de TU Wien.

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