จนกว่าจะพบวิธีรักษามะเร็ง เราประมาณ 1 ใน 3 อาจจะต้องเข้ารับการผ่าตัด เคมีบำบัด หรือฉายแสงในช่วงใดช่วงหนึ่งของชีวิต รังสีรักษาแบบดั้งเดิมใช้รังสีเอกซ์เพื่อกำหนดเป้าหมายไปยังเนื้อเยื่อมะเร็ง แต่มีความสนใจเพิ่มขึ้นในการใช้อนุภาคแทน ลำแสงแฮดรอน เช่น โปรตอน นิวตรอน และไอออน นำเสนอข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือการรักษาด้วยรังสีเอกซ์ อย่างไรก็ตามการใช้งานทางคลินิกของพวกเขานั้น
แพร่หลาย
น้อยกว่ามาก สิ่งอำนวยความสะดวกในการบำบัดด้วยแฮดรอน 25 แห่งหรือมากกว่านั้นที่ดำเนินการอยู่ทั่วโลกตั้งอยู่ในห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ของอนุภาคขนาดใหญ่ ไม่ใช่โรงพยาบาล จุดสนใจหลักของเซสชันการบำบัดด้วยแฮดรอนที่การประชุม ซึ่งจะจัดขึ้นที่ซิดนีย์ในเดือนนี้ จะเป็นความพยายาม
ในการเปลี่ยนการบำบัดด้วยอนุภาคให้เป็นทางเลือกการรักษาที่ใช้ได้จริงและราคาไม่แพง การบำบัดด้วยอนุภาคทำงานโดยการทำลาย DNA ของเซลล์มะเร็ง ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากการแตกตัวเป็นไอออน เพื่อให้เซลล์ไม่สามารถเติบโตและเพิ่มจำนวนได้ ในขณะเดียวกันก็ลดความเสียหายต่อเนื้อเยื่อปกติ
ที่อยู่โดยรอบให้น้อยที่สุด นี่เป็นหลักการพื้นฐานเดียวกันกับเบื้องหลังการรักษาด้วยรังสีเอกซ์ อย่างไรก็ตาม โฟตอนจะสูญเสียพลังงานจำนวนมากก่อนที่จะไปถึงเนื้องอก ซึ่งสามารถทำลายเซลล์ปกติและทำให้เกิดผลข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์ได้ ในทางกลับกัน เมื่อลำแสงของอนุภาคมีประจุเข้าสู่ร่างกาย
มันจะสะสมพลังงานส่วนใหญ่ไว้ที่ระดับความลึกซึ่งขึ้นกับพลังงานของอนุภาคนั้นๆ ซึ่งหมายความว่าสามารถกำหนดเป้าหมายเนื้องอกได้แม่นยำยิ่งขึ้น ทำให้สามารถส่งปริมาณรังสีได้มากขึ้นและเร่งโปรแกรมการรักษาให้เร็วขึ้น แห่งมหาวิทยาลัยเทกซัส ซึ่งเป็นประธานการประชุมเกี่ยวกับการบำบัดด้วย
โปรตอนในซิดนีย์กล่าวว่า “ไม่มีเหตุผลใดที่จะฉายรังสีเนื้อเยื่อปลอดโรคได้หากไม่จำเป็นจริงๆ” “มีความเห็นเป็นเอกฉันท์เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ว่าโปรตอนให้ผลลัพธ์ทางคลินิกที่เหนือกว่าโฟตอน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการลดผลกระทบที่ ‘ล่าช้า’ เช่น เนื้องอกทุติยภูมิ ซึ่งเกิดจากการรักษาเอง”
ปัญหาคือ
แม้ว่ารังสีเอกซ์จะมีราคาถูกและผลิตได้ง่าย แต่ลำแสงอนุภาคกลับไม่ใช่ โปรตอน เช่นเดียวกับอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า เคลื่อนที่ช้าลงเมื่อเคลื่อนที่ผ่านวัสดุอันเป็นผลจากปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้า ยิ่งพวกมันเคลื่อนที่ช้าเท่าไหร่ พวกมันก็ยิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการทำให้อะตอมแตกตัวเป็นไอออน
ในเส้นทางของพวกมัน และพวกมันก็จะยิ่งมีโอกาสโต้ตอบกับนิวเคลียสของอะตอมมากขึ้นเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าปริมาณรังสีสูงสุดจะถูกส่งไปยังจุดในร่างกายที่พวกมันหยุด ซึ่งเรียกว่า ในขณะที่ปริมาณรังสีที่อื่นอยู่ในระดับต่ำ (ดูรูปที่ 1) อัตราส่วนของรังสีที่ฝากไว้ที่บริเวณเนื้องอกต่อในเส้นทาง
ของอนุภาคเรียกว่า ประสิทธิผลทางชีวภาพสัมพัทธ์ (RBE) ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นการวัดผลประโยชน์เทียบกับความเสี่ยงของเทคนิคการรักษาด้วยรังสี ก่อนทำการรักษาผู้ป่วย รังสีรักษาจะต้องระบุตำแหน่งที่แม่นยำของเนื้องอกด้วยการถ่ายภาพ ซึ่งมักจะทำโดยใช้เทคนิคทางฟิสิกส์อีกวิธีหนึ่ง
นั่นคือ การตรวจเอกซเรย์ปล่อยโพซิตรอน (PET) จากนั้น พลังงานของลำโปรตอน ซึ่งโดยทั่วไปอยู่ระหว่างประมาณ 100 ถึง 200 MeV จะถูกปรับให้ตรงกับความลึกของเนื้องอก ยิ่งไปกว่านั้น ด้วยการรวมโปรตอนเข้ากับพลังงานที่แตกต่างกันในลำแสงเดียว พีค สามารถปรับให้เป็นที่ราบสูงที่ทิ้งปริมาณรังสีสูง
ตลอดความลึกของเนื้องอกขณะนี้มีโรงบำบัดด้วยอนุภาคโปรตอน 6 แห่งทั่วโลกที่กำลังก่อสร้าง และอีก 20 แห่งได้รับการเสนอ ซึ่งหลายแห่งอยู่ในสหรัฐฯ ความสนใจที่เพิ่มขึ้นนี้ส่วนหนึ่งมาจากความสำเร็จของโรงผลิตโปรตอนในโรงพยาบาลแห่งแรกที่มหาวิทยาลัยโลมาลินดาในแคลิฟอร์เนีย
ซึ่งได้รักษาผู้ป่วยไปแล้วกว่า 8,000 รายนับตั้งแต่เปิดดำเนินการในปี 2533 และความจริงที่ว่าบริษัทประกันทางการแพทย์ได้รวมการรักษาด้วยโปรตอนเป็น โปรแกรมการรักษาแบบคืนเงินได้ แต่เทคนิคนี้ยังมีขั้นตอนต่อไปก่อนที่จะกลายเป็นบริการประจำ จากข้อมูล การวิจัยในปัจจุบันส่วนใหญ่มุ่งเน้นไป
ที่การใช้เลเซอร์เพื่อเร่งโปรตอน แทนที่จะใช้แหล่งไซโคลตรอนและซินโครตรอนที่มีอยู่“อุปกรณ์ที่ใช้เลเซอร์สามารถสร้างให้มีขนาดเล็กพอที่ห้องทรีตเมนต์แต่ละห้องจะมีแหล่งกำเนิดโปรตอนของตัวเองได้” เขากล่าว “พวกเขายังเสนอการลดต้นทุนได้มากที่สุด แต่ไม่น่าเป็นไปได้ที่เครื่องเร่งโปรตอนด้วย
เลเซอร์จะกลายเป็นความจริงในอีก 10 ปีข้างหน้า” การบำบัดแบบหนักที่ใหม่กว่าโปรตอนในฉากการบำบัดด้วยอนุภาคคือการบำบัดด้วยไอออน ไอออนหนัก เช่น คาร์บอน มี สูงกว่าโปรตอน และคิดว่าให้การรักษาที่มีประสิทธิภาพมากกว่าสำหรับเนื้องอกบางชนิดที่ฝังลึก ซึ่งมัก “ทนต่อรังสี”
นี่เป็นเพราะ
อัตราที่อนุภาคมีประจุสูญเสียพลังงานในวัสดุ ซึ่งวัดโดยการถ่ายโอนพลังงานเชิงเส้น นั้นจะเพิ่มขึ้นตามมวลของอนุภาค ไอออนของฮีเลียมถูกใช้เพื่อรักษาผู้ป่วยกว่า 2,000 ราย ที่เบิร์กลีย์ตั้งแต่ปี 1957 และ 1992 ในขณะที่ไอออนของนีออนถูกใช้เพื่อรักษาผู้ป่วยอีก 430 ราย อย่างไรก็ตาม
รูปแบบใหม่ของการบำบัดด้วยอนุภาคที่ให้การถ่ายโอนพลังงานเชิงเส้นสูงคือการบำบัดด้วยฮาดรอนภายใน ตัวอย่างเช่น ในการรักษาด้วยการจับนิวตรอนด้วยโบรอน สารประกอบโบรอนจะถูกฉีดเข้าไปในผู้ป่วยก่อน ซึ่งจะสะสมอยู่ในเนื้อเยื่อมะเร็ง จากนั้นลำแสงของนิวตรอน (ความร้อน) ที่ช้าจากเครื่องปฏิกรณ์
หรือเครื่องเร่งความเร็วจะถูกส่งตรงไปยังเนื้องอก ซึ่งอะตอมของโบรอนจะถูกแยกออกเป็นไอออนลิเธียมและอนุภาคแอลฟา จากนั้นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเหล่านี้จะทำลายเซลล์ที่อยู่ใกล้เคียง แต่พวกมันมีพลังงานเพียงพอที่จะทำเช่นนั้นในบริเวณที่มีการแปล ดังนั้น จึงช่วยรักษาเนื้อเยื่อที่แข็งแรงโดยรอบตั้งแต่นั้นมาพบว่า ที่เหมาะสมที่สุดที่ใช้ไอออนอยู่ในช่วงระหว่างลิเธียม และคาร์บอน ปัจจุบันมีโรงบำบัด
