WSZYSTKO O NERWIAKU

Edyta

Terapia naświetlania nowotworów wysokoenergetycznymi protonami lub innymi jonami oferuje dodatkowe zalety w porównaniu z radioterapią tradycyjnymi, klinicznie dostępnymi rodzajami promieni takimi jak promieniowanie rentgenowskie lub elektronowe. Protony to ciężko naładowane cząstki, które mogą zostać przyśpieszone w polach elektromagnetycznych i które podczas przechodzenia przez materię mogą zostać wyhamowane lub nawet całkowicie zatrzymane. Gdy te cząstki natrafią na tkankę, oddają one stopniowo energię. Dzięki temu tkance zostaje zaaplikowana dawka promieniowania, która dopiero na końcu drogi protonów osiąga maksymalną wartość. W zależności od umiejscowienia nowotworu można energię cząstek wybrać ponadto w taki sposób, aby praktycznie tylko nowotwór został naświetlony. Po osiągnięciu wartości maksymalnej dawka promieniowania zostaje szybko zredukowana do zera. Boczne rozproszenie wiązki protonów jest w znacznie niższe niż w przypadku promieniowania rentgenowskiego lub elektronowego, ponieważ tor przemieszczania się protonów jest praktycznie do samego końca prostoliniowy. Podczas zastosowania promieniowania protonowego w radioterapii następuje efektywne podanie optymalnej dawki promieniowania w obszarze nowotworu, podczas gdy zdrowa tkana wokół absorbuje jedynie minimalną ilość dawki.

Rozłożenie dawki głębokiej protonów

W ramach regularnych kontroli w miejscu przeprowadzania radioterapii dokonywany jest pomiar dawki protonów w zależności od głębokości penetracji w specjalnym fantomie wodnym. Zachowanie promieniowania protonowego w tkance miękkiej jest bardzo podobne do tego w wodzie, tak więc wyniki uzyskane podczas badania zachowania się wiązki protonów w wodzie dają się łatwo przenieść na tkankę miękką.

Po wejściu do fantomu wodnego protony przemieszczają się po prawie prostoliniowej linii, stopniowo ulegając wyhamowaniu aż do całkowitego zatrzymania się po osiągnięciu odcinka typowego dla ich energii. Monoenergetyczne protony, czyli protony o jednolitej energii, przebywają drogę według tzw. krzywej Bragga, która w końcowym odcinku przyjmuje największe wartości (Braag Peak). Ten profil przekazywania energii przez protony monoenergetyczne nie może jednak zostać jeszcze zastosowany w terapii ze względu na spiczastą formę krzywej. Aby wiązka protonów mogła zostać wykorzystana do leczenia, konieczne jest „wygładzenie” (ujednorodnienie) dawki stosownie do formy nowotworu. Sposób formowania profilu wiązki nazywany jest modulacją.

Zasada modulacji promieniowania

Podstawę formowania żądanego profilu wiązki promieni z zadaną maksymalną głębokością penetracji protonów i głębokością modulacji stanowi krzywa Bragga dla monoenergetycznych protonów.
Do stopniowego wyhamowywania części protonów tak, aby oddały one część swojej energii jeszcze przed osiągnięciem właściwego celu, służą tarcze absorberów wstępnych o różnej grubości.
Protony tak zróżnicowane energetycznie muszą być stale mieszane, aby możliwe było uzyskanie żądanej jednorodności w obszarze "płaskowyżu" dawki. Ze względów praktycznych tarcze absorberów wstępnych zostają stosownie do grubości ustawione na specjalnym kole (kole modulatora), który wprawiony zostaje w szybki ruch obrotowy i umieszczony w wiązce promieni. W ten sposób poszczególne segmenty koła modulatora wytwarzają po kolei poszczególne krzywe Bragga o przesuniętym zasięgu i określonej intensywności, tak więc w średniej czasowej powstaje żądane rozłożenie dawki głębokiej. Zasięg i głębokość modulacji są indywidualnie dopasowane do każdego pacjenta, tak by naświetlany nowotwór pewnie znajdował się w „płaskowyżu” krzywej dawki głębokiej.

W tradycyjnej radioterapii stosowane są promienie rentgenowskie wzgl. gamma lub też promienie elektronowe. Ich rozłożenie w głębi znacznie różni się do wysokoenergetycznego promieniowania protonowego. Zastosowanie promieniowania protonowego umożliwia wyraźnie lepsze ograniczenie dawki promieniowania do okolicy tkani nowotworowej.

Kształtowanie pola naświetlania

Wiązka protonów zostaje na cel terapii tak przygotowana, aby obok głębokości naświetlania określona została również krawędź pola naświetlania. Poza polem protony zostają za pomocą metalowych kolimatorów skutecznie wytłumione. Wewnątrz pola wiązce promieni stawiane są surowe wymagania odnośnie jakości promieniowania pod względem ustawienia (równoległości i wycentrowania) oraz równomierności (jednorodności). W ramach zabezpieczenia jakości przed naświetlaniem przeprowadzane są regularne pomiary próbne gwarantujące, że żądana dawka zostanie rzeczywiście aplikowana w określonym obszarze.