Информационная онкологическая служба // Методы лечения рака // Особенности протонной терапии

Особенности протонной терапии опухолей

Протонная терапия: что происходит за кулисами

Системы для проведения протонной терапии имеют громадные размеры. Некоторые из них длиной превышают футбольное поле, а высотой – три этажа. Однако основная часть устройств монтируется внутри технических помещений и скрыта от глаз пациента, который заходит лишь в процедурный кабинет.

Теперь, когда вы немного знаете о научных аспектах терапии протонным пучком, вам, скорее всего, интересно узнать о том, а что же происходит «за кулисами». Системы для проведения протонной терапии имеют громадные размеры. Некоторые из них длиной превышают футбольное поле, а высотой – три этажа.

Однако основная часть устройств монтируется внутри технических помещений и скрыта от глаз пациента, который заходит лишь в процедурный кабинет. Представленные фотографии позволяют взглянуть изнутри на систему для протонной терапии.

Все начинается с циклотрона, который также называется ускорителем заряженных частиц. В процессе электролиза происходит выделение атомов водорода из воды. Из каждого атома водорода выделяется положительно заряженный протон, который направляется в циклотрон. С помощью электромагнитных полей циклотрон разгоняет протоны до 2/3 скорости света, что происходит за доли секунды.

После этого протонный пучок попадает из циклотрона в систему модуляции энергии, которая «подгоняет» энергию пучка под необходимые для лечения каждого конкретного пациента параметры. Это позволяет обслуживать пациентов в процедурном кабинете.

Затем ускоренный пучок протонов по системе транспортировки попадает в конкретный процедурный кабинет. По ходу линии транспортировки находятся электромагниты, которые направляют ход пучка, помогая ему огибать углы, до процедурного кабинета.

Система транспортировки пучка, которая связывает циклотрон с лечебными кабинетами, может достигать длины футбольного поля. Некоторые процедурные комнаты построены внутри гентри. Гентри представляет собой массивное сферическое устройство, в котором размещается оборудование для непосредственного облучения пациента с помощью протонного пучка.

Гентри имеет высоту три этажа и размещается внутри массивного цементного кожуха. Вход в процедурный кабинет для пациента находится на втором этаже лечебного корпуса. Гентри обеспечивает воздействие протонного пучка на тело пациента под любыми углами. Лечения пациента фиксированным пучком применения гентри не требует, поскольку в этом случае положение пучка в ходе сеанса не меняется.

Подобно традиционной радиотерапии, во время сеанса лечения пациент располагается на кушетке. В некоторых аппаратах кушетка может перемещаться, что обеспечивает прицельную доставку протонного пучка.

Типы пучков

Для направления пучка и придания ему определенной формы используются различные устройства, что обеспечивает поступление к мишени четко определенной дозы излучения. В настоящее время используется три системы доставки протонного пучка: пассивное рассеивание, равномерное сканирование и сканирование узким («карандашным») пучком.

При пассивном сканировании для улавливания тонкого пучка лучей и его расширения с целью соответствия параметрам опухоли используется устройство под названием модулятор (или модулирующий диск).

Для дальнейшей модификации формы пучка применяется коллиматор и компенсатор. Коллиматор используется для придания формы пучку, выходящему из сопла, и обычно выполняется из меди или латуни. Компенсатор, изготовленный из акрила или воска, формирует дистальные края или форму пучка на конце пути, что обеспечивает его более или менее глубокое проникновение в ткани опухоли. Данные устройства изготавливаются индивидуально для каждого пациента на этапе планирования.

К недостаткам технологии пассивного сканирования относится необходимость индивидуализированного изготовления устройств для каждого пациента, сложности при утилизации данных приспособлений, которые могут сохранять радиоактивность после использования, и сдвиг дозы излучения к переднему краю пучка, то есть по направлению к коже, что увеличивает ненужное облучение здоровых тканей (показано как розовая области кнаружи от опухоли: очерчено черной линией выше, на Рисунке 6).

Вторым методом доставки является технология сканирующего пучка. Выделяют два вида сканирующих пучков: универсальное сканирование и сканирование узким «карандашным» пучком. При универсальном сканировании для направления широкого пучка через поле облучения используются магниты.

Данная методика сканирования требует применения коллиматоров, которые придают пучку форму. Второй метод сканирования совсем недавно был одобрен в США и носит название сканирование узким (карандашным) пучком. Для упрощения понимания данной методики можно представить себе, что пучок «закрашивает» опухоль подобно тонкому карандашу, который движется взад и вперед.

Подобная методика позволяет воздействовать на опухоли сложной формы и различной толщины, а находящиеся на сопле магниты направляют пучок таким образом, что отпадает необходимость использования компенсатора и коллиматора. Основным недостатком данного подхода служит большая продолжительность сеанса, по сравнению с методикой пассивного сканирования. Так как сканирующий пучок должен обладать чрезвычайной точностью хода, то особые сложности возникают при движении органа-мишени. Любое движение (дыхание, сокращение стенок кишечника, наполнение мочевого пузыря и др.) приводит к едва ощутимым сдвигам внутренних органов, что критично даже для столь короткого периода воздействия излучения на организм.

Данные смещения влияют на дозу, которую получает опухоль, что приходится учитывать при проведении расчетов на этапе планирования с целью профилактики недостаточного облучения новообразования. В некоторых центрах протонная терапия совмещается с технологией, которая используется при радиотерапии с модулированной интенсивностью (РТМИ). Данная методика носит название протонной терапии с модулированной интенсивностью (ПТМИ) и обеспечивает более точное распределение дозы.

Протонная терапия

Отличия протонной терапии от других методов

История развития протонной терапии

Особенности протонной терапии

Распространенность протонной терапии

Радиотерапия

Побочные эффекты радиотерапии

Проведение радиотерапии

Моделирование радиотерапии

Выбор методики радиотерапии

РТМИ

СТР