Лучевая терапия рака: современные методы лечения в Москве

Ядерный щит в медицине: как атомщики изобрели оружие против рака

От реактора к больничной палате

История мирного атома в медицине — это путь от секретных лабораторий к светлым больничным палатам. «Изначально российская атомная промышленность служила исключительно военным задачам, — рассказывает Сергей Троценко, к.м.н., заведующий отделением онкологии-лучевой терапии НМИЦ ЛРЦ Минздрава России. — Но с появлением ядерных реакторов и ускорителей частиц мы получили ключ к созданию медицинских технологий».

Таким ключом стал, например, кобальт-60 — искусственный радиоизотоп, который сегодня используется в лучевой терапии по всему миру.

Работа с «горячим» металлом: обратная сторона прогресса

Производство кобальта-60 — сложный процесс. Стабильный кобальт-59 помещают в ядерный реактор, где под воздействием нейтронного излучения он превращается в радиоактивный изотоп.

«Основная проблема — безопасность, — объясняет Павел Пиков, медицинский физик НМИЦ ЛРЦ. — Кобальт-60 является постоянным источником излучения с высокой проникающей способностью. Нам требуется массивная защита — и в аппарате, и в помещении».

Еще один вызов — период полураспада изотопа составляет всего 5,3 года. «Мощность дозы постоянно снижается, что нужно учитывать при планировании лечения. А через 5-10 лет источник теряет медицинскую ценность, но остается радиоактивным. Его замена и утилизация — сложная и дорогая задача».

Дуэт физика и врача: кто планирует атаку на рак

В основе современной лучевой терапии лежит тандем двух специалистов: врача-радиотерапевта и медицинского физика.

«Радиотерапевт определяет „цель“ — топографию опухоли, критические органы, которые нужно защитить, ставит задачи лечения, — говорит Алексей Нечипорук. — Медицинский физик превращает эти клинические цели в физико-математическую модель».

Ежедневно физики проводят проверку аппаратов, убеждаются, что линейный ускоритель выдает запланированную дозу (дозиметрия), проводят «репетиции» облучения на специальных манекенах-фантомах.

«Физик должен понимать биологический эффект излучения на разные типы тканей, а врач — физические ограничения методов. Их совместная работа гарантирует, что план будет не только точным, но и безопасным», — добавляет Нечипорук.

Оружие точного поражения: от Монте-Карло до VMAT

Многие передовые методы расчета, рожденные в недрах ядерной физики, нашли применение в медицине. Алгоритм Монте-Карло, изначально созданный для моделирования ядерных процессов, сегодня позволяет просчитать траекторию каждой отдельной частицы в организме пациента.

«Это самый точный, но и самый ресурсоемкий метод, — отмечает Нечипорук. — Особенно он важен в неоднородных средах, где простые алгоритмы могут ошибиться».

Но настоящую революцию совершили технологии модуляции интенсивности излучения (IMRT, VMAT).

«Они позволяют сформировать поле облучения сложнейшей формы, повторяющей контур опухоли, — объясняет физик. — Это золотой стандарт для облучения опухолей рядом с критическими органами. Мы можем резко повысить дозу на опухоль, одновременно снижая нагрузку на здоровые ткани».

Будущее уже на пороге: что ждет лучевую терапию завтра?

По мнению Сергея Троценко, в ближайшее десятилетие радиотерапия совершит новый рывок:

«Мы будем внедрять технологии, позволяющие еще точнее подводить дозу облучения с помощью более совершенных коллиматоров и программ планирования с искусственным интеллектом».

Шире станет применяться лучевая терапия под контролем МРТ, которая уже используется в некоторых странах. Продолжится развитие протонной и нейтронзахватной терапии, а новые радиофармпрепараты позволят проводить более точную диагностику.

Вот так атомные технологии, создававшиеся для защиты от внешних угроз, превратились в щит против внутреннего врага — онкологических заболеваний. И в этой войне за человеческие жизни у медиков появился мощный союзник — мирный атом.