Protonų spinduliuotė visiems

Nauja mašina, gaminanti labai energetinius protonus, gali padaryti protonų spindulinę terapiją lengviau prieinamą vėžiu sergantiems pacientams. Mašina, kurią kuria tyrėjai Lawrence'o Livermore'o nacionalinė laboratorija , bus penktadalis protonų terapijos aparatų, kurie šiuo metu yra šešiuose specializuotuose medicinos centruose Jungtinėse Valstijose, dydžio ir kainos.

Mažesnę, lengvesnę ir pigesnę mašiną mažesnėms ligoninėms turėtų būti lengviau nusipirkti ir įdiegti. Dėl to protonų terapija bus prieinama daugiau žmonių. Kai prietaisas bus paruoštas rinkai, tai tikriausiai bus moderniausias pasaulyje spindulinės terapijos aparatas, kurį galima įsigyti už labai prieinamą kainą, sakoma. Ralphas DeVere'as White'as UC Daviso vėžio centro direktorius, kuris palaikė ankstyvus įrenginio tyrimus. Tai pakeis standartinės terapijos juostą.

Pasirodė, kad navikų spinduliavimas protonais yra geresnis už įprastą rentgeno spinduliuotę gydant tam tikras vėžio rūšis, tokias kaip galvos ir kaklo, plaučių ir prostatos vėžys. Protonų pluoštus galima valdyti labai tiksliai, todėl jie tausoja sveikus audinius aplink navikus ir sukelia mažiau šalutinių poveikių pacientams. Tačiau dabartiniai protonų terapijos aparatai dėl didelių magnetų, sukuriančių energetines daleles, ir betoninių sienų, reikalingų apsaugoti nuo spinduliuotės, užima krepšinio aikštelės dydžio patalpą. Mašinos taip pat turi didelę kainą – nuo ​​150 iki 200 mln.

Naujasis aparatas, vadinamas dielektriniu sieniniu greitintuvu, turėtų tilpti įprastose spindulinio gydymo patalpose. Tikslas yra, kad ligoninės pakeistų rentgeno aparatus nauju protonų spinduliavimo aparatu, sako George'as Caporaso, fizikas, vadovaujantis Lawrence'o Livermore'o tyrimams.

Caporaso ir jo kolegos tikisi iki šių metų pabaigos turėti nedidelę įrenginio versiją, o per ateinančius trejus metus – pilno masto prototipą. Mašina bus kliniškai išbandyta Kalifornijos universiteto Daviso vėžio centre. Jei bandymai pavyks, Tomoterapija , įsikūrusi Madisone, WI, parduos mašinas.

Norint sunaikinti navikus, protonų energija turi būti maždaug 250 milijonų elektronų voltų. Tam reikia juos paspartinti, o tai daroma naudojant didelį elektrinį lauką mašinose, vadinamose greitintuvais. Greitintuvai gali būti pagaminti iš dešimčių metrų ilgio metalinių vamzdžių, kuriais dalelės keliauja pasisemti energijos. Protonų terapijos aparatuose naudojamas greitintuvas, vadinamas apskritu greitintuvu, kuris sulenkia dalelių spindulį taip, kad dalelės eitų spiraliniu keliu, gaudamos energijos. Protonų pluoštui lenkti reikalingi dideli magnetai, galintys sverti šimtus tonų.

Caporaso ir jo kolegos laikosi naujoviško protonų energijos suteikimo. Jie naudoja vamzdį, pagamintą iš specialios izoliacinės medžiagos – metalo sluoksnių, pvz., nerūdijančio plieno, besikeičiančių su plastiku, kuris gali išlaikyti itin didelius 100 megavoltų vienam metrui elektrinius laukus be trumpojo jungimo. Tai reiškia, kad maždaug 2,5 metro ilgio vamzdis gali sukurti 250 milijonų elektronų voltų protonų navikams naikinti.

Kitas dizaino pranašumas yra tai, kad mokslininkai gali kontroliuoti, kiek energijos jie suteikia protonų pluoštui. Įprasti greitintuvai, kuriuose naudojami magnetai, visada gamina maksimalią energiją, sako Thomas Mackie, vienas iš TomoTherapy įkūrėjų ir Viskonsino universiteto medicinos fizikos profesorius. Tada gydytojai turi sulėtinti spindulį, kad jį būtų galima perduoti pacientui. Šis procesas sukuria neutronus, todėl dabartiniams protonų terapijos centrams reikia betoninių sienų, kad apsaugotų neutronus. Tai padidina terapijos centro dydį ir kainą. Mes nesukuriame daug energijos ir turime ją sulėtinti iki mažesnės energijos, sako Mackie. Mes tik kuriame energiją, kurios jums būtinai reikia pacientams.

Iki šiol mokslininkai įrodė, kad trijų milimetrų ilgio vamzdis gali nešti 100 megavoltų vienam metrui elektrinį lauką. Technologijų bankų sėkmė 20 centimetrų ilgio mažo masto prototipuose, kuriuos dabar kuria mokslininkai. Jie turi parodyti, kad koncepcijos įrodymo prototipas gali išlaikyti didelius elektrinius laukus. Kai tai pavyks, jie turės sukurti visapusišką klinikinį prototipą, kuris yra toks pat saugus ir veiksmingas vėžiui gydyti, kaip ir dabartiniai įrenginiai.

Leonardas Arztas, vykdomasis direktorius Nacionalinė protonų terapijos asociacija , mano, kad dar per anksti pasakyti, ar technologija pasiteisins. Ir net jei taip, jis perspėja, kad prireiks daug metų, kol jis bus prieinamas ligoninėse. Klinikiniai mašinos tyrimai bus atlikti mažiausiai penkerius metus; Tada jis turės gauti FDA patvirtinimą, sako Arzt.

Kita vertus, DeVere'as White'as yra atsargus, bet optimistiškas. Jis sako, kad ši mašina turi turėti tokias pačias charakteristikas kaip ir dabartinė. Mes tikrai tikimės, kad tai ne tik padarys tai, ką daro dabartinės mašinos; tai padarys daugiau.

paslėpti