211service.com
Protonowanie protonowe dla wszystkich
Nowa maszyna wytwarzająca wysokoenergetyczne protony może sprawić, że terapia promieniowaniem protonowym będzie łatwiej dostępna dla pacjentów z rakiem. Maszyna, opracowywana przez naukowców z Lawrence Livermore National Laboratory , będzie stanowić jedną piątą wielkości i kosztów urządzeń do terapii protonowej, które obecnie znajdują się w sześciu wyspecjalizowanych ośrodkach medycznych w Stanach Zjednoczonych.
Mniejsza, lżejsza i tańsza maszyna powinna być łatwiejsza do kupienia i zainstalowania przez mniejsze szpitale. Dzięki temu terapia protonowa będzie dostępna dla większej liczby osób. Kiedy urządzenie będzie gotowe do wprowadzenia na rynek, prawdopodobnie będzie to najbardziej wyrafinowana na świecie maszyna do radioterapii dostępna w bardzo przystępnej cenie, mówi Ralph deVere Biały , dyrektor UC Davis Cancer Center, który wspierał wczesne badania nad tym urządzeniem. Zmieni poprzeczkę dla tego, co jest standardową terapią.
Napromieniowanie guzów protonami okazało się lepsze niż konwencjonalne promieniowanie rentgenowskie w leczeniu niektórych rodzajów nowotworów, takich jak głowa i szyja, płuca i prostata. Wiązki protonowe można bardzo precyzyjnie kontrolować, dzięki czemu oszczędzają zdrową tkankę wokół guza i powodują mniej skutków ubocznych u pacjentów. Ale obecne maszyny do terapii protonowej, dzięki dużym magnesom, które wytwarzają energetyczne cząstki i betonowym ścianom, które są potrzebne do ochrony przed promieniowaniem, zajmują pomieszczenie wielkości boiska do koszykówki. Maszyny mają również wysoką cenę – od 150 do 200 milionów dolarów.
Nowa maszyna, zwana dielektrycznym akceleratorem ściennym, powinna zmieścić się w konwencjonalnych pomieszczeniach radioterapii. Celem jest, aby szpitale zastąpiły aparaty rentgenowskie nową aparaturą do napromieniania protonów, mówi George Caporaso, fizyk, który kieruje badaniami w Lawrence Livermore.
Caporaso i jego koledzy spodziewają się, że mała wersja urządzenia będzie gotowa do końca tego roku, a prototyp w pełnej skali w ciągu najbliższych trzech lat. Maszyna zostanie przetestowana klinicznie w Centrum Onkologicznym Davisa Uniwersytetu Kalifornijskiego. Jeśli testy się powiodą, Tomoterapia , z siedzibą w Madison, WI, będzie sprzedawać maszyny.
Aby zabić nowotwory, protony muszą mieć energię około 250 milionów elektronowoltów. Wymaga to ich przyspieszenia, co odbywa się za pomocą silnego pola elektrycznego w maszynach zwanych akceleratorami. Akceleratory mogą być wykonane z metalowych rurek o długości kilkudziesięciu metrów, przez które przemieszczają się cząstki, aby uzyskać energię. Maszyny do terapii protonowej wykorzystują rodzaj akceleratora zwanego akceleratorem kołowym, który zagina wiązkę cząstek tak, że cząstki poruszają się po spiralnej ścieżce, jednocześnie zyskując energię. Zaginanie wiązki protonowej wymaga dużych magnesów, które mogą ważyć setki ton.
Caporaso i jego koledzy stosują innowacyjne podejście do energetyzowania protonów. Używają rurki wykonanej ze specjalnego materiału izolacyjnego – warstw metalu, takiego jak stal nierdzewna, naprzemiennie z plastikiem – które mogą wytrzymać ekstremalnie wysokie pola elektryczne o wartości 100 megawoltów na metr bez zwarcia. Oznacza to, że rura o długości około 2,5 metra może wytworzyć protony o wartości 250 milionów elektronowoltów do zarażenia guzów.
Kolejną zaletą projektu jest to, że naukowcy mogą kontrolować, ile energii przekazują wiązce protonów. Konwencjonalne akceleratory, które wykorzystują magnesy, zawsze wytwarzają maksymalną energię, mówi Thomas Mackie, współzałożyciel TomoTherapy i profesor fizyki medycznej na Uniwersytecie Wisconsin. Lekarze muszą wtedy zwolnić wiązkę, aby można ją było podać pacjentowi. W procesie tym powstają neutrony, więc obecne ośrodki terapii protonowej potrzebują betonowych ścian, aby chronić neutrony. To zwiększa wielkość i koszt centrum terapeutycznego. Nie wytwarzamy wysokiej energii i musimy ją spowolnić do niższej energii, mówi Mackie. Po prostu tworzymy energię, której absolutnie potrzebujesz dla pacjentów.
Jak dotąd naukowcy wykazali, że rura o długości trzech milimetrów może przenosić pole elektryczne o mocy 100 megawoltów na metr. Sukces tej technologii opiera się na 20-centymetrowym prototypie na małą skalę, który obecnie budują naukowcy. Muszą wykazać, że prototyp sprawdzający koncepcję może wytrzymać silne pola elektryczne. Gdy to zadziała, będą musieli stworzyć pełnowymiarowy prototyp kliniczny, równie bezpieczny i skuteczny w leczeniu raka, jak obecne maszyny.
Leonard Arzt, dyrektor wykonawczy Narodowe Stowarzyszenie Terapii Protonowej uważa, że jest za wcześnie, aby stwierdzić, czy technologia będzie działać. A nawet jeśli tak, ostrzega, że zanim będzie dostępny w szpitalach, minie wiele lat. Testy kliniczne maszyny trwają co najmniej pięć lat; wtedy będzie musiał uzyskać zgodę FDA, mówi Arzt.
Z drugiej strony DeVere White jest ostrożny, ale optymistyczny. Ta maszyna musi mieć te same cechy, co obecne, mówi. Naprawdę oczekujemy, że to nie tylko zrobi to, co robią obecne maszyny; zrobi więcej.