Впервые исследователи из Центра протонной терапии Института Пауля Шеррера PSI в Швейцарии протестировали сверхбыстрое облучение протонами в высоких дозах. Этот новый экспериментальный метод FLASH может произвести революцию в лучевой терапии рака и сэкономить пациентам многие недели лечения.
В природе молния поражает короткой сильной вспышкой света и разрядом высокой энергии. В радиационной медицине FLASH также означает ультракороткое однократное облучение с высокой дозой облучения, и в будущем это может сэкономить пациентам многие недели лечения. В Центре протонной терапии CPT исследователи PSI проверяют, подходит ли FLASH для протонного облучения, используя технологию точечного сканирования, разработанную в PSI. В своих экспериментах глава CPT и главный врач Дэмиен Вебер и его команда в PSI сотрудничают с Центром госпитального университета (CHUV) в Лозанне. Там с одобрения Швейцарской академии медицинских наук (SAMS) единственный пациент в мире на сегодняшний день был облучен методом FLASH с целью излечения злокачественной опухоли на коже. В отличие от PSI, исследователи CHUV используют электронные пучки. Они подходят только для очень поверхностных опухолей. Напротив, протоны, используемые в PSI, также достигают опухолей глубоко внутри тела и могут быть остановлены точно в том месте в организме, где они должны оказывать максимальное воздействие на раковые клетки.
Короткий и интенсивный
"Если мы сможем достичь высокой точности и хороших результатов протонной терапии с помощью облучения FLASH без повреждения здоровых тканей, это будет огромным шагом вперед," говорит Дэмиен Вебер. Процедуры могут быть намного короче и менее стрессовыми для пациентов. "Если принцип сработает, пациенты должны будут прийти на лучевую терапию всего несколько раз, в идеале от одного до пяти раз. Назначения на лечение, которые открываются в результате, будут доступны другим больным раком." Из-за чрезвычайно короткого облучения можно даже использовать технику FLASH для обработки ткани в легких, которая меняет свое положение с каждым вдохом. Однако, прежде чем этот процесс станет технически зрелым, чтобы его можно было регулярно использовать с пациентами, потребуется много лет технических разработок и большого количества тестов. С FLASH применяется мощность дозы излучения до 1000 серых в секунду; доза облучения в секунду примерно в сто раз выше, чем при обычном лечении. Это очень эффективно разрушает опухолевые клетки. "Но в первую очередь нам нужны доказательства того, что облучение протонами с помощью метода FLASH не повреждает здоровые ткани тела," говорит Вебер.
Поэтому в своих экспериментах исследователи PSI хотят использовать максимально возможную интенсивность луча и направлять его без потерь на биологическую ткань толщиной менее миллиметра. С этой целью физик-физик Серена Псорулас и ее команда оптимизировали настройки наведения луча на бывшей лечебной станции для протонной терапии в PSI, известной как Gantry 1. "В частности, у старших коллег из PSI большой опыт, потому что они сами разрабатывали, конструировали и тестировали оборудование," говорит Псорулас. "Они установили системы мониторинга и безопасности и написали программный код для облучения." Исследователи PSI теперь использовали это ноу-хау, которое включает в себя высокопроизводительную инженерию, медицинский опыт и физику, для проведения первых в мире экспериментов по облучению FLASH с помощью технологии точечного сканирования, разработанной в PSI.