Лечение протонами станет доступнее

Через два года в Димитровграде Ульяновской области должен начать работу первый в России государственный клинический центр протонной терапии, входящий в структуру Федерального высокотехнологичного центра медицинской радиологии. Ускоритель протонов С-235 для центра рассчитали, собрали и настроили физики Объединенного института ядерных исследований.

Произвела детали ускорителя всемирно известная бельгийская компания IBA (Ion Beam Applications), построившая 11 центров протонной терапии по всему миру и строящая еще 12 таких же центров. Она же сертифицировала совместную российско-бельгийскую машину для лечения людей.

 

Почему в России нет протонных клиник

Мало – просто сделать ускоритель.  ускорители для протонной терапии давно разрабатываются и в Новосибирске, и в Протвино, и в Москве (ИТЭФ и ФИАН). Эти машины все еще остаются на уровне исследовательских, а не медицинских. Например, под руководством члена-корреспондента РАН Владимира Балакина  в  ФИАН  несколько лет назад  изготовлены несколько синхротронов для протонной терапии  Но к сожалению , до лечения людей дело на них еще нигде не дошло, поскольку оборудование не сертифицировано для клинического использования. Сертификат на клиническое использование оборудование невозможно получить, не имея медицинского центра, где уже работает этот ускоритель.

– Ускорители Владимира  Балакина  установлены в России  (в Протвино и Пущино), а также   в Словакии, – раскрыл детали истории фиановского синхротрона главный инженер ОИЯИ член-корреспондент РАН Григорий Ширков. – Пучки  из ускорителя выводятся в соответствии со спецификацией  данного синхротрона, но  в  этих центрах до сих пор  не достроены кабины для лечения, нет внешней диагностической инфраструктуры. В США в фирме «ПроТом», с моей точки зрения, для запуска этого ускорителя в  клиническую практику  предприняты достаточно  адекватные шаги. Они  планируют заменить изначальный инжектор протонов с низкой интенсивностью пучка  и занялись разработкой инфраструктуры, включающей в себя несколько медицинских кабин вместе с системами гантри.

Гантри – это система наведения пучка, которая  вращается вокруг неподвижной лежанки с пациентом. Трудность ее разработки  заключается в том, что эта система имеет очень большой вес (100 т), большие размеры (её диаметр и длина составляют около 10 м) и высокую  стоимость.  При вращении вокруг пациента оборудования  весом в 100 тонн  непросто  нацелить пучок на опухоль с точностью до миллиметра при её облучении с разных направлений. Сварка деталей должна достигать очень высокой точности, поэтому  технологически исполнить такую массивную вращающуюся  систему  достаточно сложно.

Хотя гантри – дорогая система, ее применение расширяет количество локализаций опухолей, которые можно лечить протонной терапией.  Лечение протонами без этой системы рекомендуют семи процентам пациентов, имеющих показания к лучевой терапии. Протонная терапия с системой гантри, позволяющей облучать с любого направления, доступна уже для 30% пациентов. Система гантри вращается в азимутальном направлении вокруг немного больше чем на  180 градусов. Специальная платформа с пациентом может вращается  на 360 градусов только в  горизонтальной плоскости, потому что нельзя допустить  разницы в положениях органов пациента при облучении опухоли и её предварительной диагностике на компьютерном томографе.

Сканирующая технология протонной терапии (активное сканирование) используется для лечения больших опухолей – объемом до 3 литров . Тонкий пучок протонов  сканирует всю опухоль подобно электронному лучу в развертке телеэкрана – линия за линией. Движение пучка синхронизировано с движением органов пациента – ведь органы при дыхании могут перемещаться на несколько сантиметров, а облучать надо с точностью до миллиметра. Чтобы успеть облучить всю опухоль за 2 минуты,  пучок частиц, конечно, должен иметь высокую интенсивность,

Центр в Димитровграде вооружили всем комплексом современных технологий протонной терапии. Его пациентам будет доступен и пассивный метод облучения конформной протонной терапии, и самый передовой метод с  тонким сканирующим пучком быстро изменяемой интенсивности и энергии протонов. Циклотрон ОИЯИ/IBA этими возможностями оснащен. Нескольких идей, предложенных и реализованных ускорительщиками Дубны,  существенно  улучшили характеристики серийного циклотрона IBA и обеспечили в два раза более высокую интенсивность протонного пучка,чем в серийном ускорителе IBА, при этом в два раза снизив уровень потерь на единицу тока ускоренного пучка.

Как улучшить циклотрон

Бельгийские коллеги из IBA попросили группу из ОИЯИ усовершенствовать серийный протонный ускоритель С-230 фирмы IBA. В дубненском варианте он получил название С-235.

– Этот ускоритель хоть и был уже поставлен на поток, имел относительно низкую эффективность ускорения частиц: всего 50 %, – объяснил недостатки бельгийской машины помощник директора Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ Евгений Сыресин. – То есть половина частиц просто не успевала в нем ускориться до нужной энергии. А из той половины частиц, которую удавалось ускорить, еще 50 % теряли в системе вывода пучка из ускорителя. В итоге всего четверть запущенных в ускорение частиц удавалось вывести из циклотрона в виде пучка, предназначенного для облучения опухолей. Общие потери частиц составляли 75 %! Конструкторы компании IBA для поимки неускоренных частиц в самом начале ускорения, на низких энергиях частиц ставят диафрагму, обрезая пучок по диаметру. При этом интенсивность пучка теряется, но зато ускоряются 90% оставшихся частиц. Мы без диафрагмы добились эффективности ускорения 72 %.

Задачу – избавиться от потерь при ускорении без использования диафрагмы и обеспечить высокую интенсивность пучка протонов – физики ОИЯИ поставили себе не ради красивых чисел. Ведь речь шла об ускорителе для клинического лечения.

Вот что об этом говорит директор Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ Александр Ольшевский:

– С точки зрения экономической эффективности, любому клиническому центру нужно обеспечить большой поток пациентов – тогда быстро окупаются затраты на дорогостоящее оборудование. А с точки зрения пациента, чем быстрее проходит процесс лечения, тем лечиться – легче психологически.

Для ОИЯИ проектирование центра в Димитровграде стало полномасштабной тренировкой к запуску в серию циклотронов полностью собственной конструкции . Ведь ускорительное оборудование – всего один этаж центра. А есть еще пять этажей, к разработке которых также приложили руки специалисты  ОИЯИ – для диагностического оборудования, размещения мастерских, специальной системы вентиляции (на радиационном объекте к ней особые требования).

– При проектировании помещений мы встретились  с  новыми для нас требованиями, – признался Евгений Сыресин.– Например, в здании центра пациенты никогда не должны пересекаться за пределами той зоны, где идет прием (ни в коридорах, ни в лифте), с врачами, с техническим персоналом, с потоками медикаментов. У каждого потока должны быть свои помещения, коридоры и лифты. Все это в единой структуре нам было очень полезно создать с нуля. И теперь, обладая полноценным опытом, мы способны реализовать подобный проект в кратчайшие сроки и на самом высоком уровне. 

В общем, имея теперь специально оборудованный для сборки и наладки медицинских ускорителей инженерный центр, имея надлежащий опыт и специалистов, Объединенный институт готов заняться серийным выпуском ускорителей хотя бы для своих стран-участниц . Варианты собственных разработок у физиков, инженеров и конструкторов ОИЯИ существуют –  к примеру,  совместный с Концерном ПВО «Алмаз-Антей» проект сверхпроводящего синхротрона для углеродной терапии. 

Кадры для Димитровграда

Основным аргументом для выбора Димитровграда в качестве площадки для размещения Федерального высокотехнологичного центра медицинской радиологии было наличие реакторного института для наработки изотопов.  Однако, Димитровград достаточно удален от ключевых центров образования –  Москвы и Петербурга, чтобы туда поехали работать выпускники ведущих вузов обеих российских столиц, Нижнего Новогорода, Воронежа, даже Ульяновска.  Поэтому задача подготовки специалистов для работы в Димитровградском центре встала перед  компанией IBA еще на старте проекта. 

– Мы считали, что в лучшем случае задачу подготовки специалистов для эксплуатации центра протонной терапии удастся решить к моменту запуска ускорителя, – признался Александр Ольшевский, – Поэтому мы несколько раз ездили в Димитровград и отобрали там команду недавних выпускников, работающих в институте реакторов и других  научных и инженерных структурах. Как только компоненты циклотрона прибыли из Бельгии в Дубну, мы тут же эту команду пригласили в Дубну. Начали их обучать. Они прослушали курсы ускорительной физики, радиационной медицины, прошли подготовку по английскому языку – им работать в иностранной компании. Эта команда в течение года прошла практику в ОИЯИ. Это был целевой набор от IBA с соответствующим финансированием.  Обычно IBA своих эксплуатационщиков каждое лето собирает в разных странах мира и производит там отбор для своих центров. И команда наших ребят поехала туда, прошла экзамены очень легко – помогла наша подготовка. Особенно по ускорительным курсам .Практика подготовки кадров для IBA пошла на пользу ОИЯИ. Ведь центр протонной терапии – очень дорогое технологическое оборудование:  масштаб его стоимости около 100 миллионов долларов. Поддержка и сервис этого уникального оборудования  тоже очень дорого стоит. Год сервисного обслуживания обходится в 10 % от стоимости центра. То есть через 10 лет стоимость оборудования удваивается.

Проблемой оказалось  также – подготовить врачей и медфизиков для Димитровграда. Подготовку медфизиков поручили МИФИ ( МИФИ отвечает в России за кадры для радиационной медицины – протонная терапия, ПЭТ-центры). Теоретическое обучение специалистов по протонной терапии МИФИ планирует проводить у себя, а практические занятия – на ускорителях в ОИЯИ.

– В России пока очень мало врачей, специализирующихся в области протонной терапии. Самые лучшие врачи этого профиля – в Дубне, – утверждает Евгений Сыресин. – Часть из них работает в медсанчасти  ФМБА (МСЧ-9), часть – совмещают работу в московских центрах с работой в ОИЯИ. Врачи, направляющие к нам пациентов, работают во взаимодействии с ведущими медицинскими центрами – с Онкоцентром им. Блохина на Каширке, с Институтом нейрохирургии. У нас действуют договоры с ведущими клиниками, а лечение проводится под патронажем ведущих специалистов  Медицинского радиологического научного центра в Обнинске.  Врачи, работающие в ОИЯИ, прошли практику в США, и квалификация их очень высока.  Они готовят планы лечения для каждого больного, а утверждают их эксперты Обнинского радиологического центра. 

Почем лечение протонами?

Как рассказали физики ОИЯИ, курс протонной терапии обходится пациенту  в Европе, в США или Японии в  сумму от 20 до 40 тысяч долларов.. При пропускной способности комплекса 1000 пациентов в год и стоимости одного курса лечения в 20 тысяч долларов центр получает  годовой  доход в 20 миллионов долларов. Если пять лет не платить персоналу центра зарплату, то можно считать, что его оборудование окупилось. Если же учесть затраты на содержание персонала центра, то окупаемость оборудования наступит лет через 7-8. Чтобы ускорить окупаемость, нужно либо поднять плату за лечение, либо увеличить пропускную способность центра.

– В ОИЯИ  мы лечим 100-120 пациентов в год, – разъясняет подробности экономики лечения главный инженер ОИЯИ. – Чтобы обеспечить стоимость лечения в 20 000 долларов, должен быть большой поток пациентов. Обеспечить 1000 пациентов в год – технологически очень сложная задача. Это должна быть не одна медицинская  кабина, как у нас, а 3-4 кабины. Мы должны уметь очень быстро переключать пучок из одной кабины в другую. Потому что пациент облучается в кабине около 2 минут, а 20 минут его готовят: проверяют правильность его положения, правильно ли будет подведена доза . Желательно снизить время подготовки пациента. В Димитровграде это время подготовки будет меньше. Там  в проект заложена  система  предварительного позиционирования пациента, куда  включены специальные МРТ и КТ, которые предназначены не для диагностики, а для правильного позиционирования пациента – то есть пациента позиционируют под томографом, а не под пучком. После этого дека с зафиксированным  пациентом переезжает по специальным рельсам в кабину для облучения. Такие томографы стоят несколько миллионов долларов. Это удорожает процедуру лечения, но увеличивает пропускную способность центра за счет сокращения времени подготовки пациента. Но система предварительного позиционирования пациента  с томографами  дает выигрыш масштаба 20-30 %. То есть вместо 1000 можно принять 1300 пациентов в год. Дополнительные 300 пациентов приносят прибыль в размере 6 млн долларов. Томографы в системе предварительного позиционирования окупаются за год. Димитровград – это третий в мире центр, оснащенный томографами для предварительного позиционирования. Такие же центры строится в Эссене и Праге. Это совместная разработка IBA и шведской фирмы PatLog.

Эффективность лечения зависит от общей дозы за весь курс облучения – 50-70 Грей. По времени она растягивается примерно на 2-3 недели.  В Японии курс углеродной терапии в предельных случаях длится всего 2-3 дня –  нагрузка на организм, конечно,  несколько выше, но для определенных опухолей такая технология уже отработана. Однако есть важный аспект. Каждый раз перед облучением пациента нужно очень точно позиционировать.  А ведь каждый раз состояние пациента может быть разным: сегодня он плотнее пообедал, через неделю – похудел. А координатную маску ему сделали одну и ту же на все 20 сеансов.  Значит, чем  больше фракций  облучения, тем  больше нарастает  итоговая ошибка дозы облучения за счет точности индивидуального позиционирование пациента. Поэтому, учитывая все эти факторы, врач определяет оптимальное количество сеансов облучения. А современные технологии протонной терапии стремятся увеличить пропускную способность центров и тем самым снизить стоимость лечения.

Утешительные выводы

Один мой знакомый, русский физик, временно работавший в Германии, очень много лет назад полностью вылечился там от рака. Лечение запущенной болезни было долгим и тяжелым. Одолеть болезнь помогли ступавшие в ногу со временем медицинские технологии – и новые химиотерапевтические препараты, и прогрессивные возможности радиотерапии. Дорогостоящее высокотехнологичное лечение обошлось моему знакомому бесплатно – все оплатила медицинская страховка, на которую он ежемесячно отчислял немалую часть своей зарплаты.

В России современная высокотехнологичная медицина стоит тоже недешево, и оттого в полном для необходимого лечения объеме она мало кому у нас доступна. Потому что общие взносы российского населения в фонды обязательного медицинского страхования недостаточны для организации государственного здравоохранения на европейском уровне. Только ежемесячных отчислений от доходов большинства россиян не хватит, чтобы на этот уровень замахнуться.

До сих пор лечение онкологических заболеваний с использованием высокотехнологичного оборудования правительство компенсировало клиникам в размере 3 600 долларов на каждого больного, сообщил мне Евгений Сыресин. И добавил:

–  Я недавно был на форуме онкологов-радиологов в Астане, и насколько я понял, сейчас наступило время принятия новых решений относительно финансирования лечения онкологических больных с использованием высокотехнологичного оборудования. Похоже, многое изменится, когда хотя бы один центр в России заработает.

 

Добавить комментарий

Комментарии не должны оскорблять автора текста и других комментаторов. Содержание комментария должно быть конкретным, написанным в вежливой форме и относящимся исключительно к комментируемому тексту.


Защитный код
Обновить

Loading...

Срочные новости

Дубна - пятый самый приятный город Росси…

Согласно опросу портала Domofond.ru, Дубна стала пятой в списке самых комфортных для проживания горо...

Важные новости от ИРЦ "Дубна"

ООО «Информационно-расчетный центр «Дубна» доводит до своих абонентов следующую информацию: в соотве...

ОИЯИ устраивает экскурсии молодежи

ОИЯИ организует визиты старшеклассников и студентов на свои территории с целью привлечения молодых к...

В Дубне выдано 40 предписаний по уборке …

Инспекторы территориальных отделов Госадмтехнадзора Московской области в течение года совершают ежед...

Самбисты тоже радуют

Открытое первенство и чемпионат по самбо прошли неделю назад в Московской области. В них хорошо пока...

Реклама

Объявления

Loading...

Мы в соц сетях

VK
ОК
FB
G+

Новости бизнеса

Ноябрьские семинары ФНС

Межрайонная инспекция Федеральной налоговой службы №12 по Мо...

Предпринимателей в ноябре примут дважды

7 ноября и 21 ноября с 17.00 часов в Торгово-промышленн...

12 предпринимателей получат небольшую поддержку го…

Подведены итоги муниципального конкурса по предоставлению су...

"Контрактная служба" призвала делать зак…

Итоги закупочной деятельности администрации города Дубны за ...

Прием предпринимателей на этот раз проведет Максим…

Во вторник 31 октября с 17.00 часов в Торгово-пром...

Блоги

Подпишитесь на новые события нашего сайта:Подписаться