Как протонная терапия помогает лечить онкологию

Что такое протонная терапия?

Представьте машину весом около 196 тонн, которая позволяет направить поток заряженных частиц к опухоли с точностью до миллиметра, при этом не нанеся вреда окружающим тканям. Это и есть протонная терапия. Ее принципиальное отличие от традиционной радиотерапии в том, что вместо рентгеновского излучения в ней используется поток заряженных частиц (протонов). По мере своего движения они замедляются, взаимодействуют с электронами и излучают энергию. В результате протонная терапия имеет целый ряд преимуществ, которые мы рассмотрим отдельно.

Преимущества протонной терапии

При традиционной радиотерапии рентгеновский луч отдает энергию до и после того, как достигнет опухоли. Проще говоря, урон получают и пораженные, и здоровые клетки. В будущем это может вызвать новые заболевания.

При протонной терапии врач может регулировать место, в котором направленные частицы будут излучать максимум энергии (так называемый брэгговский пик). Зная точное положение опухоли, можно снизить урон окружающим тканям до минимума.

Дозы гамма-излучения при традиционной радиотерапии приходится намеренно уменьшать, чтобы урон здоровым клеткам не был слишком велик. В случае протонной терапии дозировка может быть значительно выше, при этом окружающие ткани практически не получат облучения.

На этой диаграмме видно, что протонные лучи наносят значительно меньше урона до достижения опухоли. После достижения брэгговского пика урон практически моментально снижается до минимума.

Протонная терапия позволяет обрабатывать опухоль с точностью до миллиметра

Так как форма, размер и положение раковой опухоли уникальны для каждого пациента, облучение необходимо нацеливать очень точно. Устройства для протонной терапии позволяют настраивать угол падения и форму луча таким образом, чтобы максимально точно и полно облучить пораженную область.

Во время лечения опухоль облучают под разными углами, чтобы поразить наибольшую площадь.

Как работает протонная терапия?

Протонная терапия — это настоящая синергия физики и медицины. Давайте рассмотрим каждый этап путешествия протонов.

В течение нескольких десятых секунды атомы водорода расщепляются на электроны с отрицательным зарядом и протоны с положительным зарядом.Протоны вводятся в акселератор, где их энергия за несколько миллисекунд увеличивается до 7 миллионов вольт.

После попадания в циклотрон уровень их энергии достигает от 70 до 250 миллионов вольт. Этого достаточно, чтобы достигнуть опухоли на любой глубине.С помощью специальных устройств протоны фокусируются, луч приобретает заданную форму.

С помощью системы магнитов протоны перемещаются через тело пациента, замедляясь в области опухоли и излучая максимум энергии. Во время движения их скорость составляет около 201 000 000 метров в секунду, примерно 60% от скорости света.

С момента расщепления водорода до выхода из тела человека протон преодолевает расстояние в 504 000 километров.

Когда применяется протонная терапия?

Основных причин для использования протонной терапии две:

Во-первых, это случаи, когда для лечения необходима высокая доза гамма-излучения. Традиционная радиотерапия в такой ситуации обычно неэффективна. Таким образом лечатся, например, саркомы и меланомы.

Во-вторых, для избежания побочных эффектов других типов лечения. У протонной терапии практически отсутствуют нежелательные последствия, как в плане здоровья, так и с эстетической точки зрения.

Основными показаниями для протонной терапии являются раковые опухоли в областях

Позвоночника;
Простаты;
Печени;
Головы и шеи;
Легких;
Глаз;
Протонная терапия особенно эффективна для лечения онкологических заболеваний у детей, поскольку не повреждает здоровые клетки растущего организма. У детей, прошедших лечение радиотерапией, задержки роста наблюдаются гораздо чаще. Протонная терапия может использоваться вместе с другими методами лечения рака

Протонная терапия используется и как основной, и как дополнительный метод лечения. Она применяется совместно с химиотерапией и после оперативных хирургических вмешательств. В каждом случае эффективность лечения возрастает.

Риск возникновения вторичных заболеваний

Такой риск весьма высок при применении радиотерапии. В 2016 году команда онкологов провела исследование с целью определить, как методы лечения влияют на риск возникновения опухолей в здоровых органах у пациентов с нейробластомами.

Оказалось, что дозы радиации в здоровых органах у пациентов, проходивших протонную терапию значительно ниже, чем у пациентов, подвергавшихся радиотерапии. В результате исследователи пришли к выводу, что протонная терапия не только не увеличивает риск возникновения вторичного заболевания, но и способна в некоторых случаях снизить его.

Как проходит процедура протонной терапии?

Первый этап: проведение МРТ и/или КТ обследования. Это необходимо для определения точного положения опухоли в теле. После процедуры на кожу наносятся отметки, показывающие место проведения протонной терапии.

Второй этап: сама терапия проводится спустя 10 дней после обследования. Важно полностью исключить движения во время процедуры. Для этого для каждого пациента изготавливается иммобилайзер. Если опухоль находится в районе головы, для обездвиживания применяется специальная маска. При лечение детей работники больниц в Японии часто раскрашивают их, чтобы детям не было страшно.

Третий этап: собственно терапия. Она занимает от 15 до 30 минут, в зависимости от того, какой части тела необходимо лечение.

Побочные эффекты

Сама процедура абсолютно безболезненна, но после нее могут возникнуть побочные эффекты, например, усталость и раздражение участка кожи, сопровождающееся раздражением и шелушением.

Это может быть неприятно, но по сравнению с побочными эффектами традиционных радио- и химиотерапии раздражение кожи совсем не существенно.

Где можно пройти протонную терапию?

Из-за дороговизны оборудования, его объема, а также из-за недостатка профессионалов, способных с ним работать, протонная терапия доступна далеко не везде.

В России клиник, где она проводится, всего две. В Японии — 13, это больше чем в любой европейской стране. Больше клиник только в США, но лечение в них значительно дороже.