Метод физиков МГУ и ФИАН улучшает терапевтический эффект облучения опухоли
Метод, позволяющий снизить вероятность развития вредных последствий лучевой терапии за счет минимизации дозы, получаемой здоровыми тканями, разработали физики научно-образовательной школы «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина» МГУ и Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН), 30 ноября сообщает пресс-служба МГУ.
Суть метода заключается в высокоточной компенсации движения опухоли в процессе облучения, происходящего за счет дыхания и сердцебиения пациента, которое нарушает точную фокусировку пучка протонов.
Его физико-техническое обоснование выполнил выпускник физфака МГУ, младший научный сотрудник ФИАН Михаил Белихин, а руководителем проекта выступил завкафедрой физики ускорителей и радиационной медицины физфака МГУ Александр Черняев.
Основные результаты исследования метода были представлены московскими учеными в статьях, опубликованных в научных журналах Physica Medica, Physics of Atomic Nuclei и Bulletin of the Lebedev Physics Institute.
В настоящее время одним из наиболее точных и эффективных методов радиотерапии является протонная лучевая терапия. Это обеспечивается особенностями взаимодействия протонов с веществом опухоли, в том числе так называемым пиком Брэгга.
Пик Брэгга — феномен именно протонного облучения, выражающийся в том, что до момента пика на участке от входа в тело до опухоли протон передает тканям на своем пути лишь небольшую энергию, передавая максимум на пике, который при точной настройке приходится на опухоль. На участке же после пика энергия быстро падает до нуля. Это минимизирует воздействие облучения на окружающие здоровые ткани.
«Протонная терапия демонстрирует ряд дозиметрических преимуществ перед традиционной фотонной терапией. Наиболее поздние исследования показывают, что применение протонов позволяет снизить риск развития лучевой пневмонии 3-ей степени при лечении ранних стадий мелкоклеточного рака легкого, а также, например, снизить дозовую нагрузку на сердце и легкие при терапии левостороннего рака молочной железы», — отметил Михаил Белихин.
Он пояснил, что дополнительную трудность в процессе протонной лучевой терапии может создавать движение опухоли и окружающих ее внутренних органов:
«Такое движение называется интрафракционным. По большей части, оно вызвано дыханием и сердцебиением пациента. Движение приводит не только к смещению опухоли, но и к локальным изменениям плотности на пути пучка. В результате этих и других эффектов происходит искажения распределения поглощенной дозы, появляются локальные переоблученные и недооблученные области».
Метод компенсации движения опухоли, разработанный московскими учеными, позволяет оптимально доставить к движущейся опухоли расчетную дозу радиации, которая создается медицинскими установками на основе протонных синхротронов.
Снижая вероятность развития отдаленных последствий лучевой терапии, новый метод лишь на 25% увеличивает длительность процедуры облучения, тогда как другие известные методы компенсации движения опухоли увеличивают ее более чем на 120%, указывают разработчики.
