العلاج بالجسيمات

الموسوعة الحرة

العلاج بالجسيمات
التصنيف الدولي للأمراض-992.26
[تعديل على ويكي بيانات]

العلاج بالجسيمات هو شكل من أشكال العلاج الإشعاعي الخارجي باستخدام حزم من النيوترونات النشطة أو البروتونات أو أيونات موجبة أثقل لعلاج السرطان. النوع الأكثر شيوعًا من العلاج بالجسيمات اعتبارًا من أغسطس 2021 هو العلاج بالبروتونات . [1]

على النقيض من الأشعة السينية ( أشعة الفوتون ) المستخدمة في العلاج الإشعاعي القديم، تظهر حزم الجسيمات ذروة براج في فقدان الطاقة عبر الجسم، وتوصل أقصى جرعة إشعاعية لها عند الورم أو بالقرب منه وتقلل من الضرر الذي يلحق بالأنسجة الطبيعية المحيطة.

يُشار إلى العلاج بالجسيمات أيضًا من الناحية الفنية باسم العلاج بالهادرون ، باستثناء العلاج بالفوتون والإلكترون . كما لا يتم النظر هنا في العلاج بالتقاط النيوترون ، والذي يعتمد على تفاعل نووي ثانوي. كما تمت دراسة العلاج بالميونات ، وهو نوع نادر من العلاج بالجسيمات لا يقع ضمن الفئات المذكورة أعلاه، نظريًا؛ [2] ومع ذلك، لا يزال يتم استخدام الميونات بشكل شائع في التصوير، وليس العلاج. [3]

طريقة

وعلى عكس الإلكترونات أو الأشعة السينية، فإن الجرعة من البروتونات إلى الأنسجة تصل إلى أقصى حد لها عند آخر بضعة ملليمترات من نطاق الجسيم.

تعمل المعالجة بالجسيمات عن طريق توجيه جسيمات مؤينة نشطة نحو الورم المستهدف. [4] [5] تتسبب هذه الجسيمات في إتلاف الحمض النووي لخلايا الأنسجة، مما يؤدي في النهاية إلى موتها. وبسبب قدرتها المنخفضة على إصلاح الحمض النووي، تكون الخلايا السرطانية معرضة بشكل خاص لمثل هذا الضرر.

يوضح الشكل كيف تخترق حزم الإلكترونات أو الأشعة السينية أو البروتونات ذات الطاقات المختلفة (المعبر عنها بوحدة ميجا إلكترون فولت ) الأنسجة البشرية. تتمتع الإلكترونات بمدى قصير وبالتالي فهي ذات أهمية فقط بالقرب من الجلد (انظر العلاج بالإلكترونات ). تخترق الأشعة السينية للإشعاع الكبحي بشكل أعمق، لكن الجرعة التي يمتصها النسيج تظهر بعد ذلك التحلل الأسي النموذجي مع زيادة السُمك. من ناحية أخرى، بالنسبة للبروتونات والأيونات الثقيلة، تزداد الجرعة بينما يخترق الجسيم الأنسجة ويفقد الطاقة باستمرار. وبالتالي تزداد الجرعة مع زيادة السُمك حتى ذروة براج التي تحدث بالقرب من نهاية نطاق الجسيم . بعد ذروة براج، تنخفض الجرعة إلى الصفر (للبروتونات) أو ما يقرب من الصفر (للأيونات الثقيلة).

تتمثل ميزة ملف ترسيب الطاقة هذا في ترسيب قدر أقل من الطاقة في الأنسجة السليمة المحيطة بالأنسجة المستهدفة. وهذا يتيح وصف جرعة أعلى للورم، مما يؤدي نظريًا إلى معدل تحكم محلي أعلى، فضلاً عن تحقيق معدل سمية منخفض. [6]

يتم تسريع الأيونات أولاً بواسطة سيكلوترون أو سنكروترون . تحدد الطاقة النهائية لحزمة الجسيمات الناشئة عمق الاختراق، وبالتالي موقع ترسب الطاقة القصوى. نظرًا لأنه من السهل انحراف الشعاع بواسطة المغناطيسات الكهربائية في اتجاه عرضي، فمن الممكن استخدام طريقة المسح النقطي ، أي مسح المنطقة المستهدفة بسرعة، كما يمسح شعاع الإلكترون أنبوب تلفزيون. إذا تم تغيير طاقة الشعاع وبالتالي عمق الاختراق، فيمكن تغطية حجم الهدف بالكامل في ثلاثة أبعاد، مما يوفر إشعاعًا يتبع شكل الورم تمامًا. هذه واحدة من المزايا العظيمة مقارنة بالعلاج بالأشعة السينية التقليدية.

في نهاية عام 2008، كان هناك 28 منشأة علاجية تعمل في جميع أنحاء العالم وتم علاج أكثر من 70.000 مريض باستخدام البيونات [7] [8] والبروتونات والأيونات الأثقل. تم إجراء معظم هذا العلاج باستخدام البروتونات. [9 ]

في نهاية عام 2013، تم علاج 105000 مريض بحزم البروتون، [10] وتلقى حوالي 13000 مريض العلاج بأيونات الكربون. [11]

اعتبارًا من 1 أبريل 2015، يوجد 49 منشأة لعلاج شعاع البروتون في العالم، بما في ذلك 14 في الولايات المتحدة مع 29 منشأة أخرى قيد الإنشاء. لعلاج أيونات الكربون، يوجد ثمانية مراكز عاملة وأربعة قيد الإنشاء. [11] توجد مراكز لعلاج أيونات الكربون في اليابان وألمانيا وإيطاليا والصين. تأمل وكالتان فيدراليتان في الولايات المتحدة في تحفيز إنشاء مركز واحد على الأقل لعلاج الأيونات الثقيلة في الولايات المتحدة. [11]

العلاج بالبروتون

العلاج بالبروتون هو نوع من العلاج بالجسيمات يستخدم حزمة من البروتونات لإشعاع الأنسجة المريضة ، وغالبًا لعلاج السرطان . الميزة الرئيسية للعلاج بالبروتون مقارنة بأنواع أخرى من العلاج الإشعاعي الخارجي (على سبيل المثال، العلاج الإشعاعي ، أو العلاج بالفوتون) هي أن جرعة البروتونات يتم ترسيبها على نطاق ضيق من العمق، مما يؤدي إلى الحد الأدنى من دخول أو خروج أو جرعة الإشعاع المنتشرة للأنسجة القريبة السليمة. تعد معدلات الجرعات العالية مفتاحًا للتقدم في علاج السرطان. أظهرت PSI أنه بالنسبة لمرفق العلاج بالبروتون القائم على السيكلوترون باستخدام التبريد الزخم، من الممكن تحقيق معدلات جرعة ملحوظة تبلغ 952 جراي/ثانية و2105 جراي/ثانية عند ذروة براج (في الماء) لحزم 70 ميجا إلكترون فولت و230 ميجا إلكترون فولت على التوالي. عند دمجه مع مرشحات التلال الخاصة بالمجال، يصبح العلاج بالبروتون FLASH القائم على ذروة براج ممكنًا. [12]

العلاج بالنيوترونات السريعة

يستخدم العلاج بالنيوترونات السريعة نيوترونات عالية الطاقة تتراوح عادةً بين 50 و70 ميجا إلكترون فولت لعلاج السرطان . يتم إنتاج معظم حزم العلاج بالنيوترونات السريعة بواسطة المفاعلات والسيكلوترونات (d+Be) والمسرعات الخطية. يتوفر العلاج بالنيوترونات حاليًا في ألمانيا وروسيا وجنوب إفريقيا والولايات المتحدة. في الولايات المتحدة، يوجد مركز العلاج الوحيد الذي لا يزال يعمل في سياتل بواشنطن. يستخدم مركز سياتل سيكلوترونًا ينتج شعاعًا من البروتون يصطدم بهدف من البريليوم .

العلاج الإشعاعي بأيونات الكربون

كان العلاج بأيونات الكربون (C-ion RT) رائدًا في المعهد الوطني للعلوم الإشعاعية (NIRS) في تشيبا باليابان، والذي بدأ في علاج المرضى بحزم أيونات الكربون في عام 1994. كان هذا المرفق أول من استخدم أيونات الكربون سريريًا، مما يمثل تقدمًا كبيرًا في العلاج بالجسيمات لعلاج السرطان. تم التعرف على المزايا العلاجية لأيونات الكربون في وقت سابق، لكن NIRS كان مفيدًا في ترسيخ تطبيقه السريري. [13] [14]

يستخدم العلاج الإشعاعي بأيونات الكربون جسيمات أضخم من البروتونات أو النيوترونات. [15] اكتسب العلاج الإشعاعي بأيونات الكربون اهتمامًا علميًا متزايدًا مع تحسن خيارات التوصيل التكنولوجية وإثبات الدراسات السريرية مزاياه العلاجية للعديد من أنواع السرطان مثل سرطان البروستاتا والرأس والرقبة والرئة والكبد وأورام العظام والأنسجة الرخوة وسرطان المستقيم المتكرر محليًا وسرطان البنكرياس، بما في ذلك المرض المتقدم محليًا. كما أن له مزايا واضحة لعلاج السرطانات المقاومة للإشعاع والتي يصعب علاجها بخلاف ذلك مع فتح الباب لعلاج مجزأ بشكل كبير للأمراض الطبيعية والحساسة للإشعاع.

بحلول منتصف عام 2017، تم علاج أكثر من 15000 مريض في جميع أنحاء العالم في أكثر من 8 مراكز تشغيلية. كانت اليابان رائدة بارزة في هذا المجال. هناك خمسة مرافق للعلاج الإشعاعي بالأيونات الثقيلة قيد التشغيل وهناك خطط لبناء العديد من المرافق الأخرى في المستقبل القريب. في ألمانيا، يتوفر هذا النوع من العلاج في مركز هايدلبرغ للعلاج بالحزم الأيونية (HIT) وفي مركز ماربورغ للعلاج بالحزم الأيونية (MIT). في إيطاليا، يوفر المركز الوطني للعلاج بالهادرون للأورام (CNAO) هذا العلاج. ستفتح النمسا مركزًا للعلاج بالحزم الأيونية في عام 2017، مع افتتاح مراكز في كوريا الجنوبية وتايوان والصين قريبًا. لا يوجد مرفق للعلاج بالحزم الأيونية يعمل الآن في الولايات المتحدة ولكن العديد منها في مراحل مختلفة من التطوير. [16]

المزايا البيولوجية للعلاج الإشعاعي بالأيونات الثقيلة

من وجهة نظر علم الأحياء الإشعاعي، هناك مبرر قوي لدعم استخدام حزم الأيونات الثقيلة في علاج مرضى السرطان. تظهر جميع علاجات البروتون وغيرها من حزم الأيونات الثقيلة ذروة براج محددة في الجسم، لذا فهي توصل أقصى جرعة قاتلة لها عند الورم أو بالقرب منه. وهذا يقلل من الإشعاع الضار للأنسجة الطبيعية المحيطة. ومع ذلك، فإن أيونات الكربون أثقل من البروتونات وبالتالي توفر فعالية بيولوجية نسبية أعلى (RBE)، والتي تزداد مع العمق للوصول إلى الحد الأقصى في نهاية نطاق الشعاع. وبالتالي فإن فعالية RBE لحزمة أيونات الكربون تزداد مع تقدم الأيونات إلى عمق منطقة الورم. [17] يوفر CIRT أعلى نقل للطاقة الخطية (LET) من أي شكل متاح حاليًا من الإشعاع السريري. [18] يؤدي هذا التوصيل العالي للطاقة إلى الورم إلى العديد من كسر الحمض النووي ثنائي السلسلة والذي يصعب جدًا على الورم إصلاحه. ينتج الإشعاع التقليدي بشكل أساسي كسر الحمض النووي أحادي السلسلة والذي يمكن أن يسمح للعديد من خلايا الورم بالبقاء على قيد الحياة. قد يوفر معدل الوفيات الخلوية الأعلى الذي ينتجه CIRT أيضًا توقيعًا أكثر وضوحًا للمستضد لتحفيز الجهاز المناعي للمريض. [19] [20]

العلاج بالجسيمات للأهداف المتحركة

إن دقة العلاج بالجسيمات للأورام الموجودة في منطقة الصدر والبطن تتأثر بشدة بحركة الهدف. ويتطلب تخفيف تأثيرها السلبي تقنيات متقدمة لمراقبة موضع الورم (على سبيل المثال، التصوير الفلوري للعلامات المرجعية المعتمة للإشعاع المزروعة أو الكشف الكهرومغناطيسي للمستجيبات المدخلة) والإشعاع (البوابات، وإعادة المسح، وإعادة المسح البوابة وتتبع الورم). [21]

مراجع

  1. ^ ماتسوموتو، ي.؛ فوكوميتسو، ن.؛ إيشيكاوا، ه.؛ ناكاي، ك.؛ ساكوراي، ه. (2021). "مراجعة نقدية للعلاج الإشعاعي: من العلاج بحزمة الجسيمات (البروتون والكربون وBNCT) إلى ما هو أبعد من ذلك". مجلة الطب الشخصي . 11 (8): 825. doi : 10.3390/jpm11080825 . PMC  8399040. PMID  34442469 .
  2. ^ وو، جونج كوان؛ ليو، دونج (28 فبراير 2020). "تحقيق في العلاج بالميون". فيزياء جديدة: SAE Mulli . 70 (2): 148-152. doi :10.3938/NPSM.70.148.
  3. ^ يانغ، قوانغ ليانغ؛ كلاركسون، توني؛ جاردنر، سيمون؛ أيرلندا، ديفيد؛ كايزر، رالف؛ ماهون، ديفيد؛ جبالي، رامزي آل؛ شيرر، كريج؛ ريان، ماثيو (28 يناير 2019). "تقنيات التصوير الميونية الجديدة". المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية أ: العلوم الرياضية والفيزيائية والهندسية . 377 (2137): 20180062. رمز Bibcode : 2019RSPTA.37780062Y. doi : 10.1098/rsta.2018.0062. PMC 6335303. PMID  30530538. 
  4. ^ Amaldi U, Kraft G (2005). "العلاج الإشعاعي بحزم من أيونات الكربون". تقارير عن التقدم في الفيزياء . 68 (8): 1861–1882. Bibcode :2005RPPh...68.1861A. doi :10.1088/0034-4885/68/8/R04.
  5. ^ Jäkel O (2007). "State of the art in hadron therapy". AIP Conference Proceedings . 958 (1): 70–77. Bibcode :2007AIPC..958...70J. doi :10.1063/1.2825836.
  6. ^ موهان، راده؛ جروسهانز، ديفيد (يناير 2017). "العلاج بالبروتون - الحاضر والمستقبل". مراجعات توصيل الأدوية المتقدمة . 109 : 26-44. doi :10.1016/j.addr.2016.11.006. PMC 5303653. PMID  27919760 . 
  7. ^ von Essen CF, Bagshaw MA, Bush SE, Smith AR, Kligerman MM (سبتمبر 1987). "النتائج طويلة المدى للعلاج بالبايون في لوس ألاموس". المجلة الدولية لعلم الأورام الإشعاعي والأحياء والفيزياء . 13 (9): 1389-98. doi :10.1016/0360-3016(87)90235-5. PMID  3114189.
  8. ^ "TRIUMF: علاج السرطان بالبايونات". مؤرشف من الأصل في 2008-12-05.
  9. ^ PTCOG: مجموعة تعاونية للعلاج بالجسيمات
  10. ^ جيرمان م (مايو 2014). "إحصائيات العلاج بالجسيمات في عام 2013". المجلة الدولية للعلاج بالجسيمات . 1 (1): 40-43. doi : 10.14338/IJPT.14-editorial-2.1 .
  11. ^ abc Kramer D (2015-06-01). "علاج السرطان باستخدام أيونات الكربون يظهر نتائج واعدة". Physics Today . 68 (6): 24–25. Bibcode :2015PhT....68f..24K. doi : 10.1063/PT.3.2812 . ISSN  0031-9228.
  12. ^ Maradia, Vivek; Meer, David; Dölling, Rudolf; Weber, Damien C.; Lomax, Antony J.; Psoroulas, Serena (أكتوبر 2023). "إثبات تبريد الزخم لتعزيز إمكانات علاج السرطان بالعلاج بالبروتون". Nature Physics . 19 (10): 1437–1444. Bibcode :2023NatPh..19.1437M. doi : 10.1038/s41567-023-02115-2 .
  13. ^ محمد، أسامة؛ سيشك، بروك؛ ساها، جانابريا؛ بومبوس، أرنولد؛ رحيمي، أسال؛ ستوري، مايكل؛ ديفيس، أنتوني؛ كيم، دي دبليو (9 يونيو 2017). "العلاج الإشعاعي بأيونات الكربون: مراجعة للتجارب السريرية والبحوث ما قبل السريرية، مع التركيز على تلف الحمض النووي/إصلاحه". Cancers . 9 ( 6): 66. doi : 10.3390/cancers9060066 . PMC 5483885. PMID  28598362. 
  14. ^ Malouff, Timothy D.; Mahajan, Anita; Krishnan, Sunil; Beltran, Chris; Seneviratne, Danushka S.; Trifiletti, Daniel Michael (4 فبراير 2020). "العلاج بأيونات الكربون: مراجعة حديثة لتكنولوجيا ناشئة". Frontiers in Oncology . 10 : 82. doi : 10.3389/fonc.2020.00082 . PMC 7010911. PMID  32117737 . 
  15. ^ تسوجي، هيروهيكو (يناير 2017). "نظرة عامة على العلاج الإشعاعي بأيونات الكربون". مجلة الفيزياء: سلسلة المؤتمرات . 777 (1): 012032. رمز Bibcode : 2017JPhCS.777a2032T. doi : 10.1088/1742-6596/777/1/012032 .
  16. ^ Tsujii H (2017). "نظرة عامة على العلاج الإشعاعي باستخدام أيونات الكربون". مجلة الفيزياء: سلسلة المؤتمرات . 777 (1): 012032. رمز Bibcode : 2017JPhCS.777a2032T. doi : 10.1088/1742-6596/777/1/012032 .
  17. ^ Tsujii H, Kamada T, Shirai T, Noda K, Tsuji H, Karasawa K, eds. (2014). العلاج الإشعاعي بأيونات الكربون: المبادئ والممارسات وتخطيط العلاج . Springer. ISBN 978-4-431-54456-2.
  18. ^ Ando K, Koike S, Oohira C, Ogiu T, Yatagai F (يونيو 2005). "تحريض الورم في الفئران المعرضة للإشعاع الموضعي بأيونات الكربون: تحليل بأثر رجعي". مجلة أبحاث الإشعاع . 46 (2): 185-90. رمز Bibcode : 2005JRadR..46..185A. doi : 10.1269/jrr.46.185 . PMID  15988136.
  19. ^ Ebner DK, Kamada T (2016). "الدور الناشئ للعلاج الإشعاعي بأيونات الكربون". Frontiers in Oncology . 6 : 140. doi : 10.3389/fonc.2016.00140 . PMC 4894867. PMID  27376030. 
  20. ^ "الآثار الجانبية للعلاج الإشعاعي". 17 مايو 2019.[ مصدر منشور ذاتيًا؟ ]
  21. ^ Kubiak T (أكتوبر 2016). "العلاج بالجسيمات للأهداف المتحركة - استراتيجيات مراقبة حركة الورم وإشعاع الأهداف المتحركة". المجلة البريطانية للأشعة . 89 (1066): 20150275. doi :10.1259/bjr.20150275. PMC 5124789. PMID  27376637 . 
  • جامعة تورو تعلن عن أول مركز للعلاج بالجسيمات المركبة في الولايات المتحدة
  • المؤتمر السنوي لـ PTCOG
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=العلاج_بالجسيمات&oldid=1239879378"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate