Протонная терапия при онкологии – новые возможности лечения

Где в РФ проводят лечение методом протонной терапии

Протонная лучевая терапия (ПЛТ) становится стандартным вариантом лечения в радиационной онкологии – в настоящее время в мире насчитывается 92 действующих центра адронной терапии (облучение пучками протонов или тяжелых ионов) и еще 45 находятся в стадии строительства.

Стоимость протонной терапии

Типы терапии по заболеваниям	Цены
Лечение доброкачественных и злокачественных опухолей головного мозга	1 800 000 руб.
Удаление опухолей в области головы и шеи	1 800 000 руб.
Лечение опухолей при раке предстательной железы (простаты)	1 800 000 руб.
Удаление новообразований при раке легких	1 800 000 руб.
Лечение опухолей при раке предстательной железы (простаты)	1 800 000 руб.
Лечение раковых опухолей пищевода	1 800 000 руб.
Лечение опухолей и метастаз в печени	1 800 000 руб.
Лучевое лечение саркомы	1 800 000 руб.
Лучевое лечение лимфомы	1 800 000 руб.

Высокие цены на протонно-лучевую терапию – следствие затрат на строительство специализированных помещений и инженерных коммуникаций, приобретение и монтаж дорогостоящего оборудования, а также инженерного обслуживания комплекса. При этом стоимость курса лечения в РФ в разы ниже, чем в западных ПЛТ-центрах с аналогичным уровнем оборудования.

Связавшись с нашим координатором по указанному выше телефону, вы сможете задать любые, интересующие вас вопросы: узнать, что лечит протонная терапия, уточнить перечень необходимых медицинских и административных документов. Мы запишем вас на прием, предоставим информацию о возможности проживания поблизости от клиники, вариантах медицинского сопровождения, транспортировки и др.

Показания

Протонная терапия рака считается наиболее эффективной формой лучевого воздействия на опухоли, поскольку использует для этих целей высокоэнергетический пучок положительно заряженных частиц с уникальными физическими свойствами.

Это безальтернативный метод лечения в случаях, когда традиционная лучевая терапия с использованием фотонного пучка представляет неприемлемый риск для пациентов.

ПЛТ применяется при лечении рака глаза и головного мозга, головы и шеи, предстательной железы, печени, легких, молочной железы. Неоспоримое предпочтение методу отдается в педиатрической практике, а также при расположении опухолей в непосредственной близости от жизненно важных органов и высокочувствительных тканей.

• Детская онкология является одним из основных показаний для ПЛТ, поскольку использование обычных методов облучения может сопровождаться неблагоприятными эффектами на растущий организм и вызывать повреждение жизненно важных развивающихся органов и тканей;
• Лечение опухолей в основании черепа часто затруднено из-за их непосредственной близости к стволу мозга, черепным и зрительным нервам. Сложность хирургического доступа, ограничение дозы при стандартной рентгеновской терапии делают ПЛТ актуальным и предпочтительным методом терапии;
• Метод имеет убедительную доказательную базу по преимуществам лечения интраокулярного рака и используется в данном направлении c 1994 г;
• Протонная терапия рекомендована для удаления опухолей головы и шеи, как типичных (диффузных астороцитом, глиом, глиобластом, медуллобластом, менингиом, нейробластом), так и атипичных тератоидно-рабдоидных образований. Это связано с низким риском повреждения тканей мозга, глаз, зрительных нервов, слюнных желез и других рядом расположенных органов;
• Этот способ имеет доказанные преимущества при немелкоклеточной форме рака легких;
• Рак молочных желез — еще одно серьезное показание для облучения протонами, поскольку традиционная радиотерапия грозит нежелательным действием радиации на сердце, легкие и другие органы средостения;
• В случае рака простаты ПЛТ обеспечивает высокий уровень контроля над заболеванием, щадя при этом окружающие здоровые ткани и критические органы (напр. прямую кишку, мочевой пузырь);
• Ряд опухолей желудочно-кишечного требует включения протонного варианта лучевой терапии в комбинированное лечение для щажения рядом расположенных органов;
• Частая резистентность саркомы костей к средним дозам и необходимость приложения более высокой лечебной дозы для достижения требуемого эффекта открывает широкие перспективы применения протонов при раке этой локализации;
• Вопрос радиационной безопасности при рецидивах рака зачастую делает невозможным повторные курсы фотонной терапии. Уникальные физические свойства протонов позволяют применять этот вид излучения в комплексном лечении рецидивирующего рака.

Как проходит процедура

Симуляция

Подготовительный этап планирования терапии – симуляция — начинается с подбора специфического устройства иммобилизации для того, чтобы обеспечить точное, высоко воспроизводимое положение пациента во время симуляции и каждого последующего сеанса терапии.

Иногда существует необходимость в размещении металлического маркера (фидуциального маркера) внутри или вокруг опухоли для точной доставки дозы. При необходимости эти процедуры обычно выполняются за несколько дней до симуляции.

После фиксации пациента с помощью иммобилизаторов, начинается процедура визуализации (КТ, МРТ, ПЭТ) для создания виртуальной трехмерной реконструкции опухоли и нормальных тканей вокруг нее. Радиационные онкологи и физики на основе этой 3D модели разрабатывают индивидуальный план лечения пациента. Процедура моделирования обычно занимает от 45 минут до одного часа.

Врач отмечает терапевтическую зону на коже или на фиксирующем устройстве специальными чернилами для точного направления луча в нужную область во время каждого сеанса.

Важно! Не смывайте метки на протяжении всего периода лечения.

Радиотерапевтическое лечение

Как правило, в большинстве случаев сама терапия начинается в течение 7-10 дней после симуляции в амбулаторных условиях. Лечение абсолютно безболезненно.

Стандартный курс проводится пять дней в неделю на протяжении 2-8 недель. Продолжительность варьирует в зависимости от типа и стадии опухоли. Сеанс длится всего несколько минут, хотя общая длительность пребывания в процедурной составляет 15-30 минут, что необходимо для точного позиционирования пациента и корректировки настроек оборудования.

Процедура начинается с размещения пациента аналогично положению при симуляции, что достигается совмещением лазерных меток с метками, нанесенными во время симуляции, с точностью до нескольких миллиметров и применением личных фиксирующих приспособлений.

Во многих случаях непосредственно перед каждым сеансом проводится компьютерная томография с конусным лучом для обеспечения высочайшей точности доставки дозы.

Во время большинства видов протонного лечения пациенты лежат на специальном столе, а вращающаяся часть системы ПТ (гентри) доставляет протонный пучок под углом, указанным в плане.

Существуют не только системы с гентри, в некоторых центрах применяют и фиксированный луч (сканирующий или рассеивающий), а сидящий на кресле или лежащий на кушетке пациент перемещается относительно него.

Как только параметры позиционирования и лечения проверены, онколог и технологи-радиологи выходят в контрольную комнату, расположенную рядом с процедурной, и начинается непосредственно облучение согласно схеме протонной терапии, разработанной при планировании. Пациент находится под постоянным видео- и аудиоконтролем, персонал наблюдает за ходом процесса, включая контроль параметров безопасности.

После доставки предписанной дозы компьютер отключает протонный пучок, и технологи снова входят в комнату, чтобы помочь пациенту снять маску или иммобилизирующее устройство.

Медицинские противопоказания

• Тяжелые, активно протекающие сопутствующие системные заболевания;
• Активная системная красная волчанка или склеродермия;
• Беременность

Побочные эффекты

Побочные эффекты лучевой терапии возникают как при действии луча на патологический очаг, так и в результате радиационного повреждения здоровых клеток вне зоны лечения. Однако уникальные свойства протонов значительно снижают риск серьезных осложнений, который несопоставим с терапевтической эффективностью метода.

Количество и степень выраженности побочных эффектов зависят от способа доставки и мощности дозы, от локализации неоплазмы и ее близости к критическим органам.

По времени возникновения побочные эффекты делятся на ранние и поздние.

Ранние побочные эффекты

Эти осложнения возникают во время или сразу после лечения и обычно проходят в течение нескольких недель.

Общие ранние побочные эффекты лучевой терапии проявляются усталостью и реактивным изменением кожи (повышенная чувствительность, раздражение, отек, сухость, зуд, шелушение).

В зависимости от зоны воздействия в раннем периоде после процедуры возможны также местные реакции:

• выпадение волос в зоне лечения;
• проблемы с полостью рта и трудности с глотанием;
• проблемы с пищеварением;
• понос;
• тошнота и рвота;
• головные боли;
• болезненность и отек в области лечения;
• изменения мочи и мочевого пузыря.

Поздние побочные эффекты

Осложнения, возникающие спустя месяцы или годы после терапии, встречаются редко, но могут оставаться пожизненно. Проявляются они изменениями тканей, подвергшихся радиационному облучению: головного и спинного мозга, легких, почек, кишечника и т.д. Например, бесплодие – следствие облучения урогенитального тракта, лимфостаз – лимфатической системы.

Вторичный рак

Существует также небольшая вероятность развития вторичных злокачественных процессов, индуцированных влиянием радиации на здоровые ткани в зоне облучения. Однако низкие выходные дозы при прохождении протонного луча через ткани и контролируемое, почти 100% выделение радиации в целевой зоне, снижает риск вторичного рака наполовину по сравнению с традиционной фотонной лучевой терапией (6,4% против 12,8%).

Описание метода

Лучевая терапия является краеугольным камнем современного лечения рака и применяется почти в половине случаев этого заболевания. После первого применения в 1896 году, методика стремительно развивалась, но все еще не сняты вопросы радиорезистентности раковых клеток и неблагоприятных эффектов радиации на окружающие ткани.

В поисках наиболее эффективных и щадящих методов терапии продолжается техническое совершенствование аппаратов доставки, визуализирующих и информационных технологий.

Протонная терапия находится на самой вершине научного прогресса, позволяя разрушать наиболее глубоко расположенные опухоли с минимальным повреждением здоровых тканей.

Однако фотонные виды радиотерапии составляют серьезную конкуренцию тяжелым частицам, они интенсивно развиваются и, по-прежнему, занимают лидирующее положение в онкологической практике.

Какие же достоинства протонной терапии позволяют надеяться на конкурентоспособность этой технологии, даже несмотря на более высокую стоимость?

В основе стратегически важных преимуществ лежат физические свойства протонов – положительно заряженных частиц атомного ядра.

Дело в том, что протоны практически не теряют энергию по пути к цели, ведь они движутся настолько быстро, что едва взаимодействуют с электронами и атомами окружающей ткани. Выделение энергии начинается только при замедлении протонов с максимальным выбросом в конце пути – при их остановке. Это явление названо пиком Брэгга, в честь физика, установившего данную закономерность.

Положение пика можно контролировать, наращивая энергию протонов до желаемых величин в циклических ускорителях (циклотронах или синхротронах), а форму протонного пучка менять в соответствии с необходимой зоной воздействия.

Все начинается с выделения атомов водорода из молекулы воды посредством электролиза. Положительно заряженный протон извлекается из каждого атома водорода и вводится в циклотрон.

За доли секунды электромагнитные поля в циклотроне ускоряют протоны до 2/3 скорости света. Для каждого пациента устанавливается специфическое детерминированное ускорение, которое определяет, насколько глубоко проникнут лучи в тело и в каком месте выделят максимальное количество энергии.

Ускоренные до терапевтических энергий протоны (70-250 МэВ) транспортируются в процедурную, где попадают в терапевтическую головку, установленную на вращающейся части аппарата (гентри) и направляются в зону коррекции.

Основное отличие протонной и фотонной лучевой терапии

Итак, природа квантовой механики такова, что, выделение энергии фотонами и протонами существенно отличается.

Максимальное количество протонов распадается при остановке в толще опухоли с локальным энергетическим взрывом, и лишь небольшое рассеяние энергии наблюдается по пути к цели и за ее пределами (малая выходная доза), то есть, окружающие ткани подвергаются минимальному воздействию излучения.

Программируемый интенсивный выброс энергии в области неоплазмы приводит к разрыву обеих цепей ДНК раковых клеток и их разрушению, индуцируя процесс апоптоза и последующего рассасывания клеток. Одновременное повреждение эндотелия сосудов опухоли вызывает фиброзную трансформацию их стенок и ведет к постепенной облитерации просвета, лишая неоплазму источника питания.

В отличие от протонов, фотоны максимально отдают энергию при входе в ткань, и далее, постепенно затухая, вдоль всего пути рентгеновского луча (большая выходная доза).

Поэтому риск вторичного рака при традиционной лучевой терапии в 2 раза выше, чем при терапии тяжелыми частицами (12,8% против 6,4%). В зависимости от местоположения опухоли могут быть затронуты расположенные рядом жизненно важные органы, такие как мозг, сердце или позвоночник.

Достоинства протонной терапии:

• высокая точность действия протонного пучка позволяет лечить неоплазмы, находящиеся рядом с жизненно важными органами, или новообразования у детей, у которых все ткани активно развиваются и высокочувствительны к действию радиации;
• большая доза радиации в зоне опухоли приводит к высокой эффективности протонной терапии даже при резистентных к традиционной ЛТ неоплазмах;
• возможность лечить глубокорасположенные и большие по объему новообразования;
• незначительная выходная доза сводит к минимуму облучение здоровых тканей и органов;
• меньшая вероятность краткосрочных и долгосрочных (включая развитие вторичных злокачественных опухолей) побочных эффектов, быстрое восстановление;
• универсальность этого метода позволяет лечить широкий спектр раковых заболеваний;
• короткий период жизни протонов приводит к тому, что после сеанса пациент не является радиоактивным, может вести обычный образ жизни, не подвергая других воздействию радиации;
• в подавляющем большинстве случаев между сеансами люди продолжают оставаться активными, не прерывают повседневную деятельность.

Системы доставки дозы при протонной терапии

Для модулирования дозы и направления ее в опухоль используются три типа систем доставки: пассивное рассеяние, равномерное сканирование и сканирование карандашным пучком.

Самым простым и быстрым алгоритмом формирования протонных пучков является метод пассивного рассеяния, при котором тонкому протонному лучу придается форма опухоли с помощью электромеханических приспособлений (модуляторов, рассеивателей, гребенчатых фильтров, деградеров, коллиматоров, компенсаторов). Часть их них изготавливаются специально для конкретного пациента.

При равномерном сканировании используются магниты для расширения луча и коллиматоры для формирования луча до размеров лечебного поля.

В современных системах оптимизированной протонной терапии используется более точный метод магнитного сканирования – карандашный пучок. Представьте, что опухоль окрашивается протонным лучом как карандашом, от края до края. Но только в отличие от карандаша, луч может «рисовать» на разной глубине. Благодаря этому, опухоль «зарисовывается» послойно, в каждом слое в точности повторяю геометрию новообразования. Необходимость в коллиматорах и компенсаторах в данном случае отпадает, потому что сопло, из которого выходит луч, содержит магниты для его регулировки.

Преимущества карандашного пучка по сравнению с методом пассивного рассеяния:

• Не требуется изготовления индивидуальных устройств для формирования дозы, что дает выигрыш в стоимости и времени;
• Отсутствие вторичного облучения, связанного с взаимодействием протонов с устройствами обработки луча, а значит и меньший риск вторичных онкологических заболеваний;
• Нет необходимости хранения радиоактивных индивидуальных устройств после их использования;
• Возможность получить более острый пик Брэгга позволяет проводить лечение глубоко расположенных опухолей;
• Точный контроль положения и интенсивности каждого пучка протонов позволяет формировать неоднородные терапевтические объемы, что улучшает локальный контроль и уменьшает риск радионекроза;
• Крайне высокая эффективность (до 100%) и превосходное формирование дозы снижают облучение критических структур и здоровых тканей, уменьшают побочные эффекты, что положительно сказывается на отдаленных результатах и качестве жизни пациента.

Потенциальные источники дозиметрических погрешностей

Несмотря на уникальные физические свойства протонов, этот метод имеет свои потенциальные источники ошибок. Протонный луч более уязвим к так называемым неопределенностям, заключающимся в отличии физических параметров цели при планировании терапии и в реальности.

Погрешности могут возникать в результате неточного расположения и смещения пациента, движения внутренних органов, изменения анатомии опухоли при лечении (ее уменьшении, например), вариабельности массы тела пациента, неоднородности тканей, через которые проходит луч.

Поэтому точность позиционирования пациента, движение органов и анатомические изменения в ходе лечения должны учитываться при разработке и оценке планов лечения.

Кроме анатомических существуют и другие источники неопределенностей в расчете в дозы: математические приближения и допущения при 3D-моделировании цели, а также переменное значение относительной биологической эффективности (RBE) протонов, зависящей от энергии частиц, фракционной дозы, вида клеток и тканей, на которое производится воздействие и т.д.

Современные направления совершенствования протонной терапии

Эксперты считают, что у протонов светлое будущее, без недостатка возможностей для прогресса в области физики ядра, новых технологий и клинических приложений.

Для достижения истинного потенциала протонной терапии активно ведутся исследования, которые направлены на:

• лучшее понимание последствий различных неопределенностей;
• снижение неопределенностей наведения изображения;
• внедрение адаптивной лучевой терапии;
• глубокое изучение биологических свойств протонов;
• разработку новых методов расчета и оптимизации дозы.

В практику ПЛТ уже внедрены надежные методы оптимизации для увеличения мощности дозы, повышения ее устойчивости и точности распределения:

Модулированная по интенсивности ПТ

Применение технологии модуляции интенсивности протонного излучения (ИМПТ, аналогичной ИМРТ) обеспечило повышенную гибкость и эффективность формирования дозы, позволило увеличить зону действия и гарантировать точное распределение дозы радиации внутри опухоли.

Адаптивная ПЛТ

Внедрение технологии учитывает изменение веса пациента и размеров опухоли по результатам визуализации при каждом сеансе терапии. Это обеспечивает динамическое уточнение плана лечения на протяжении всего курса для доставки дозы исключительно в патологический очаг.

Адаптивная протонная терапия обеспечивается регистрацией деформируемых изображений (DIR) с помощью мощных инструментов обработки изображений за период лечения (напр. КТ- сканов). Схематично это можно представить так: доставка «частичной дозы» к центру цели на основе КТ с конусным пучком → измерение быстрых гамма-излучений → оценка точности попадания радиации → быстрая адаптация мишени для оставшейся дозы конкретной фракции.

Новые методы математического моделирования при ПЛТ

Активно совершенствуются методы математического моделирования для планирования лучевой терапии, которые интегрируются в аналитические системы комплексов протонной терапии. Сложные вычислительные радиобиологические подходы позволяют более точно прогнозировать влияние протонных пучков на нормальную и опухолевую ткани, оптимизировать биологическую дозу и составлять высокоэффективные планы лечения.

Наиболее продвинутые системы используют адаптированный алгоритм Монте-Карло (метод изучения случайных чисел) на основе графического процессора для оптимального моделирования дозы, поскольку он учитывает взаимодействие отдельных протонов с тканями.

Применение новых технологий визуализации для прогнозирования дальности пробега протонов

Двухэнергетическая компьютерная томография (DECT)использует два спектра излучения, что позволяет не только точно определить топографию образований, но получить дополнительную информацию о химическом составе тканей. На этом базируется оценка скорости замедления протонов и прогнозирование дальности их пробега в различных тканях. Так метод Direct-SRP, основанный на спектральном сканировании, позволяет точнее планировать мощность дозы и ее приложение при облучении опухолей, что сокращает объем облучаемой здоровой ткани по контуру опухоли на 35-40%.

Внедрение принципов искусственного интеллекта в системы планирования терапии

Появились новые алгоритмы контурирования мишеней и «органов риска», использующие искусственный интеллект и машинное обучение. Метод глубокого обучения, при котором используется нейронная сеть машинных комплексов, обрабатывает огромные базы уже имеющихся данных для оптимального определения границ опухолей или критических тканей.

Система Deep Learning Contouring обучена подражать человеческому контурированию на основе сотни учебных случаев с большой клинической эффективностью. Реконструкция контуров быстро генерируется с использованием мультимодальных изображений, эффективно редактируется в любой плоскости, включая наклонные плоскости сканирования, позволяет проводить обновления в режиме реального времени. А это означает радикальную экономию времени для этой части процесса планирования лечения с высокой точностью определения зон дифференцированного облучения, что особенно важно при локализации патологического очага в функционально значимых зонах.

Новаторские стратегии ПТ

6a. SPАrk-терапия

Точечно-сканирующая дуговая протонная терапия (SPArc) – новая технология доставки ПТ, которая предполагает одномоментное облучение множеством тонких протонных лучей, располагающихся в виде дуги. Технология еще более улучшает качество и надежность лечения, повышая соответствие дозы на уровне опухоли при одновременном снижении общей дозы.

6b. FLASH-терапия

Разрабатываются новые стратегии терапии, которые снижают токсичность для нормальной ткани, сохраняя при этом мощное поражение опухолевых клеток, что улучшает эффективность и терапевтическое соотношение лучевой терапии.

На этапе доклинических испытаний находится метод доставки излучения FLASH, при котором используются мощности дозы от 30 до более 106 Гр/с — в несколько сотен раз выше, чем обычно используемые в лучевой терапии.

Сверхвысокая доза облучения, доставляемая в миллисекунды, обеспечивает более эффективное поражение раковых клеток, поскольку при такой скорости минимизируется влияние движения, уменьшается количество обработок, и проблема межфракционного смещения может быть сведена к минимуму или устранена. Увеличение скорости сеансов ведет к уменьшению общего времени терапии, что увеличивает пропускную способность центров и позволяет провести лечение большему количеству пациентов.

Более того, исследования показали, что доставка излучения со сверхвысокой мощностью дозы ≥ 40 Гр/с (то есть со вспышкой) по сравнению с обычной мощностью дозы 0,03–0,05 Гр/с значительно снижает токсичность для здоровых тканей легких и кожи (снижение фиброза легких и дерматита на 30%), оставаясь при этом столь же эффективной в уничтожении опухолевых клеток.

Быстрое развитие и внедрение технологических инноваций в последние годы позволяет надеяться, что протонная терапия станет наиболее распространенным методом лучевой терапии для большинства видов солидного рака в ближайшем будущем.

Описание оборудования

От момента первого использования фотонно-лучевой терапии на рубеже 20-го века радиационная онкология прошла большой путь от экспериментальных установок и единичных попыток лечения рака до массового применения во всем мире.

В 1950-хпоявилось осознание потенциальных возможностей терапии тяжелыми частицами и были проведены первые лечебные сеансы протонной терапии (ПТ). Через полвека технологические достижения в области радиологии, прогрессирование методов доставки излучения позволили продвинуть протонную терапию до уровня коммерческого использования. Но высокая стоимость и размеры систем ПТ ограничивали распространение перспективной технологии и вызвали недостаток многоцентровых высокодоказательных исследований, для определения преимуществ назначения этого вида лучевой терапии.

Со второй декады 21 века в протонной терапии наметились явные тенденции к отказу от больших лечебных центров в пользу компактных с одной процедурной. Основной причиной этого является высокая стоимость и организационная сложность создания комплексных центров. Так, стоимость компактных систем составляет около 20 млн.$(+ 15 млн. на строительство). Системы с несколькими процедурными стоят более 80 млн.$.

Прогресс в разработке новых технологий привел к уменьшению размеров оборудования, упрощению конструкции лечебных центров, оптимизация сроков строительства, что способствует адаптации систем протонной терапии к современным условиям их успешной интеграции в рабочие процессы онкологических центров.

Типичный центр протонной терапии занимает довольно большое пространство, размером с футбольное поле, и обычно содержит от 3 до 5 процедурных кабинетов. Компактные системы меньше наполовину и рассчитаны на одну лечебную комнату.

Основные части мультикомплекса протонной терапии

Как работает система протонной терапии

Все начинается с выделения протонов водорода из газообразного водорода с помощью электрического разряда.

Затем массивные магниты циклотрона направляют тонкий пучок протонов в круговые орбиты, где они разгоняются до 60% скорости света. Конечная скорость протонов задается в зависимости от глубины рака и рассчитывается так, чтобы протоны останавливались точно в месте расположения опухоли. Современные циклотроны позволяют достичь глубины проникновения луча порядка 30 см. После того, как протоны были ускорены, их необходимо направить в систему доставки. Когда протоны впервые выходят из ускорителя, они выходят в виде тонких моноэнергетических пучков. `Протонный пучок не только движется в вакууме вдоль транспортной системы магнитов, но и формируется для соответствия форме опухоли.

Системы доставки могут быть гентри и с фиксированным лучом.

Система гентри представляет собой вращающуюся стальную конструкцию с внутренним диаметром 5 м и весом 200 тонн, содержащую конец системы транспортировки луча и сканирующее сопло. Поворачиваясь на 360° вокруг пациента, гентри доставляет луч под любым желаемым углом точно в область облучения.

Протонные системы с фиксированным пучком оснащены вращающимся на 360 ° высокоточным терапевтическим креслом.

Способы снижения стоимости и повышения эффективности оборудования для ПЛТ

Необходимость снижения стоимости систем протонной привело к созданию относительно небольших ускорителей со сверхпроводящими магнитами для обслуживания одной процедурной, а также появлению других инновационных технологий и решений, позволяющих сократить расходы на строительство, компоненты и техническое обслуживание.

Один из наиболее авторитетных производителей техники для протонной терапии – американская компания Varian Medical Systems – ориентирован не только и не столько на уменьшение размеров гентри, циклотрона и транспортных линий лучей, сколько на повышение мощности дозы высокоэнергетических протонов, воздействующих на опухоль. Это увеличивает эффективность облучения, позволяя сократить количество сеансов и, в целом, снизить затраты. 

• Система Varian ProBeam® имеет компактный изохронный циклотрон (ISC) со сверхпроводящими катушками, что обеспечивает высокую эффективность извлечения, низкое энергопотребление, отличную надежность и снижение общих эксплуатационных расходов;
• Его энергетические возможности позволяют доставлять дозы в глубокие опухоли (на глубину 4-30 см);
• Отсутствие фазы прогрева позволяет увеличить производительность и снизить время на сеанс терапии;
• Непрерывный и стабильный протонный пучок обеспечивает протонную терапию с модуляцией интенсивности (IMPT) за короткое время и с высокой конформностью дозы;
• Компактный внутренний источник ионов для уменьшения размера и стоимости.

Фирма IBA – производитель систем протонной терапии Proteus в новой модели Proteus®ONE уменьшила диаметр ускорителей с 4,3 до 2,5 м и сократила их вес с 200 до 45 тонн. Так же инженерам компании удалось уменьшить размер гентри (с 10 до 7 м), изменив способ сканирования луча с помощью трехмерного компьютерного моделирования.

Mevion Medical Systems использовала другой подход для уменьшения размеров системы. Установив ускоритель непосредственно на портале доставки, фирма сумела выпустить синхроциклотрон шириной 1,8 м и весом всего 20 тонн.

Британская компания Advanced Oncotherapy разрабатывает уникальную, компактную, полностью интегрированную систему протонной терапии под названием LIGHT. Ожидается, что система LIGHT станет первым коммерчески доступным линейным ускорителем протонов для лучевой терапии больных раком. В отличие от всех используемых систем, которые основываются на круговых ускорителях (циклотронах и синхротронах), LIGHT будет ускорять протоны с помощью линейного ускорителя. Начать лечение пациентов планируется уже в 2020 году.

Лечение в центрах протонной терапии предоставляет пациентам наиболее эффективный и бережный способ борьбы с раком. Однако высокая стоимость комплексов, громоздкость оборудования и длительность лечебного процесса требуют больших затрат и существенно тормозят распространение метода.

Наметившийся прогресс в разработке новых технологий – повышение эффективности работы систем, уменьшение их размеров, упрощение конструкции позволяет надеяться большую доступность уже в ближайшем будущем, на успешную интеграцию протонной терапии в схемы лечения онкологических заболеваний. Не исключено, что ПЛТ станет основным методом радиотерапии многих видов рака и значительно повысит уровень безрецидивной выживаемости при меньшем повреждении окружающих здоровых тканей.