Protony w Bronowicach


30-10-2020 21:24:11

Czas, kiedy kojarzyliśmy Bronowice tylko i wyłącznie z „Tetmajerówką”, „Rydlówką” i oczywiście „Weselem”, odszedł do historii za sprawą... fizyków i medyków.

Dziesięć uczelni i instytutów – z Warszawy, Krakowa, Gliwic i Kielce – zawiązało w 2006 r. konsorcjum w celu uruchomienia ośrodka prowadzącego badania z dziedziny radioterapii, radiobiologii, fizyki medycznej i jądrowej oraz jednocześnie leczącego pacjentów z chorobami nowotworowymi.

Postanowiono, że nowy ośrodek, Centrum Cyklotronowe w Bronowicach, powstanie jako filia Instytutu Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego PAN w Krakowie.

Ambitny zamiar

Znajdujący się w Instytucie Fizyki Jądrowej PAN (IFJ PAN) w Krakowie cyklotron izochroniczny AIC-144 (zdjęcie Anna Reguska), służący do przyspieszania lekkich cząstek, już w 2009 r. przystosowano do celów protonowej terapii napromieniowania złośliwego nowotworu wewnątrz gałki ocznej. Zaletą tej metody jest – nieosiągalna innymi sposobami – precyzja napromieniowania, sięgająca ułamka milimetra. Był to rezultat pracy wielu krakowskich fizyków, inżynierów, techników, informatyków i lekarzy.

Optymalizacja urządzenia polegała m.in. na dostosowaniu parametrów cyklotronu do zadań terapii, przebudowie jonowodów, wymianie generatora wysokiej częstości, układu rezonansowego i lampy mocy, usprawnienia sterowania. Wymieniono też układ chłodzenia, system podający wodór do źródła jonów, układy próżniowe oraz wykonano jeszcze bardzo wiele innych modyfikacji.

Wiązka protonowa poruszająca się z prędkością ok. 100 000 km/s, wnikając w oko pacjenta, zatrzymuje się dokładnie w planowanym miejscu, a niszcząca energia protonów likwiduje komórki raka, co oznacza, że znajdujące się na drodze do guza zdrowe tkanki, jak np. soczewka, nerw wzrokowy czy centralna siatkówka (plamka) są oszczędzone – informuje dr Małgorzata Nowina-Konopka (Por. „Protonami z nowotwór”, Postępy Techniki Jądrowej, VOL. 54, Z.2, 2011 s. 33- 38 ).

Z medialną precyzją

Przeznaczony na potrzeby naukowe i medyczne Centrum Cyklotronowego Bronowice (CCB) cyklotron PROTEUS C-235 stał się znany, zanim został zainstalowany. Jego transport i montaż był nie lada wydarzeniem... medialnym. Ruch kołowy na krakowskich ulicach został wstrzymany. Nie mogło być inaczej, skoro na dwóch 20-osiowych, 160-kołowych platformach przewożono do IFJ PAN w dwóch częściach urządzenie, o masie ponad 220 t.

Jeszcze bardziej widowiskowe – wspomina prof. Marek Jeżabek – okazało się posadowienie urządzenia z milimetrową dokładnością. Przez otwór w dachu specjalnego bunkra wsunięto obie połówki cyklotronu. Dokonano tego przy użyciu jednego z największych w Europie dźwigów o nośności 700 t.

Mały jubileusz

Właśnie 15 października 2020 r. minęło 5 lat od oficjalnego rozpoczęcia działalności Centrum Cyklotronowego Bronowice, dzięki któremu Polska znalazła się w nielicznym gronie państw świata dysponujących tego typu nowoczesną radioterapią protonową.

Od listopada 2016 r. w tej jedynej placówce w kraju prowadzona jest terapia protonowa guzów nowotworowych, finansowana przez Narodowy Fundusz Zdrowia. Procedura radioterapii protonowej nowotworów gałki ocznej składa się z kilku etapów.

Pierwszy jest realizowany w Klinice Okulistyki i Onkologii Okulistycznej Szpitala Uniwersyteckiego w Krakowie, gdzie przeprowadza się badania diagnostyczne, precyzyjnie określa się wielkość i położenie nowotworu. Następnie w trakcie zabiegu operacyjnego naszywa się na twardówkę znaczniki tantalowe konieczne do pozycjonowania RTG.

Kolejne etapy procedury są realizowane w IFJ PAN w Krakowie. Tu fizycy we współpracy z zespołem lekarzy przygotowują pacjenta do napromieniania. Przeprowadza się pozycjonowanie pacjenta; planuje terapię (służy do tego program Eclipse Ocular Proton Planning firmy Varian Medical Systems) oraz dokonuje się weryfikacji planu terapii i wreszcie realizuje (w kolejnych sesjach) napromienianie guza wiązką protonów.

Wysoka dawka promieniowania skutecznie niszczy DNA komórek rakowych, nie czyniąc szkody zdrowym tkankom otaczających guz. Terapia rzeczywiście stwarza możliwość precyzyjnego niszczenia guzów nowotworowych, umiejscowionych w trudno dostępnych częściach ciała pacjenta. Nie można jej niestety ordynować w przypadku nowotworów rozproszonych, nowotworów krwi i chłoniaków.

Marek Bielski

 

Cyklotron Proteus C-235 jest urządzeniem izochronicznym z magnesami utrzymującymi pole magnetyczne w zakresie od 1,9 T do 2,9 T. Wyprowadzana z cyklotronu wiązka o stałej energii 230 MeV i prądzie od 0,1 nA do 600 nA, trafia do tzw. selektora , co umożliwia dostosowanie energii wiązki do głębokości guza. Oprócz zastosowań terapeutycznych cyklotron Proteus C-235 w jest wykorzystywany do celów badawczych. Dotyczą one przede wszystkim dwóch działów eksperymentalnej fizyki jądrowej: spektroskopii gamma egzotycznych wzbudzeń jądra atomowego oraz oddziaływań kilku ciał w jądrze atomowym.

***

Aktualnie (wg stanu na 20 września 2020 r.) urządzenia do terapii protonowej w eksploatacji klinicznej pracują w: Austrii (Wiedeń); Belgii (Leuven); Chinach (Szanghaj -2 urządzenia oraz Centrum Leczenia Raka w Wuwei), Czechach (Praga); Danii (Aarhus), Anglii (Clatterbrigde, Newport, Manchester, Birkshire, Northumberland), Francji (Orsay, Caen); Niemczech (Berlin, Monachium, Heidelberg – 2 urządzenia, Essen, Drezno, Marburg – dwa urządzenia); Włochy (Katania, Pavia – 2 urządzenia Trento), Indiach (Chennai), Rosji (Moskwa, Dubna, Sankt-Petersburg, Obnińsk, Dimitrovgrad), Korei Południowej (Seul, Ilisan), Szwecji (Uppsala), Szwajcarii (Viligen);Tajwanie (Tajpei, Kachslung), Holandii (Groningen, Delft, Maastrich). Najwięcej tego typu urządzeń wykorzystywanych w celach medycznych znajduje się w USA  – 38 cyklotronów, synchrontronów i cyklosynchrotronów) oraz w Japonii – 25.

Komentuje Waldemar Rukść

eNOT.pl - Portal Naczelnej Organizacji Technicznej | eNOT.pl