Ozařování nádorů zmenšeninou detektoru z urychlovače. Český přístroj testují pacienti v Německu

Vědci z německého Národního centra pro nádorové choroby (NCT), Německého centra pro výzkum rakoviny (DKFZ) a Heidelberg Ion Beam Therapy Center (HIT) na Univerzitě v Heidelbergu testují částicový detektor Timepix dodaný zmíněnou českou firmou na prvních pacientech. Využití této technologie v medicíně může pomoci omezit nežádoucí účinky ozařování.

„Mezi nejpokročilejší metody odstraňování nádorů hlavy a krku patří ozařování svazky iontů. To má na rozdíl od jiných variant radioterapie jednu unikátní vlastnost: dá se totiž ‚nastavit‘, v jaké hloubce uvnitř lidské hlavy mají částice nejvíce účinkovat,“ vysvětlila vedoucí projektu InViMo Mária Martišíková z DKFZ.

Podobně jako další obdobné typy ozařování má nicméně i to iontové háček. Částice neovlivňují jen samotný nádor, ale naneštěstí též část zdravé tkáně okolo něj.

„Preventivní ozařování tzv. marginu okolo tumoru na jednu stranu minimalizuje možnost návratu onemocnění, ovšem kvůli vedlejším účinkům, jako je poškození očního nervu nebo paměti, také znemožňuje ozařovat pacienta dostatečně silnou dávkou,“ doplnila Martišíková.

Ideální by tedy bylo oblast preventivního ozařování kolem nádoru zúžit a dávku zesílit. Jenže namířit ionty dostatečně přesně současná technologie neumožňuje.

Změnit by to mohl právě nový přístroj dodaný pražskou firmou ADVACAM. „Navigaci“ uvnitř hlavy pomůže vylepšit sledováním sekundárních částic, které vznikají při průletu iontů hlavou pacienta.

Pacient, který se chystá na několikatýdenní sérii ozařování ionty, musí nejprve podstoupit počítačovou tomografii. Vzniklý CT snímek vnitřku hlavy lékaři používají vlastně jako „mapu“, podle které na nádor „střílí“ svazky iontů.

Situace v hlavě pacienta se však může během dlouhé terapie měnit. A původní „mapa“ se může lišit od momentálního stavu uvnitř lebky - např. vinou otoků, zmenšení tumoru či jen kvůli infekci, která způsobila naplnění dutin hlenem.

Lékařům dosud chyběl spolehlivý nástroj, který by je na změnu situace upozornil. Společně s ADVACAMem ale nyní výzkumníci v Německu přicházejí s velmi slibným vylepšením. Jeho jádrem jsou detektory částic.

„Naše kamery umí zaregistrovat každou jednotlivou nabitou částici sekundárního záření, které po průchodu iontů vylétává z těla pacienta. Je to jako dívat se na koule rozražené kulečníkovým úderem. Pokud se koule odráží stejně, jako jsme očekávali podle snímku z CT, můžeme si být jistí, že míříme správně. V opačném případě je jasné, že ‚mapa‘ už neplatí. Pak je léčbu nutné přeplánovat,“ popsal Lukáš Marek z firmy ADVACAM.

Loni na podzim zahájili odborníci v Německu klinickou studii InViMo ověřující potenciál tohoto nového zařízení. Soustředí se na pacienty s nádorem v blízkosti spodiny lebeční. Tato oblast je obzvlášť těžko přístupná pro ozařování kvůli blízkosti kriticky důležitých orgánů, jako je mozkový kmen.

Od nového zařízení si vědci slibují poznání, jak často a kde během terapie dochází ke změnám umístění nádoru.

„Jsou to změny polohy v řádu několika milimetrů. Velmi nás zajímají i oblasti, kde naopak k pohybu nedochází vůbec, případně jsou menší, než se v současnosti předpokládá. Tyto nové informace umožní zmenšit celkový ozářený objem tkáně. Tím ušetříme zdravou tkáň a redukujeme nežádoucí účinky radioterapie. Rovněž budeme moci aplikovat vyšší dávky záření do nádoru. Dávka do zdravé tkáně se totiž bude držet pod akceptovatelnou hranicí,“ zmínila Martišíková.

Výhodou nové metody je podle ní také skutečnost, že přítomnost detektorů stávající terapii nijak neovlivňuje. Získané informace mohou jen pomoci. V první fázi by data mohla vést k přerušení a přeplánování série ozařování v případě, že by léčba nešla podle plánu.

Finálním cílem má být systém, který by dráhu svazku iontů korigoval v reálném čase.

Výrobky firmy ADVACAM založené v roce 2013 jako spin-off Ústavu technické a experimentální fyziky ČVUT v Praze využívají technologii vyvinutou na půdě CERN.

Technologie firmy je odvozena od detektorů, které v CERN pomohly objevit např. slavný Higgsův boson. Co původně vzniklo pro základní fyzikální výzkum, má teď pomoci léčit rakovinu.

„Když jsme začínali s vývojem pixelových detektorů pro Velký hadronový urychlovač v CERN, měli jsme v myslích jediný cíl: detekovat a zobrazit každou interagující částici, a tak pomoci fyzikům odhalit tajemství přírody. Detektory Timepix byly vyvinuty v rámci multioborové kolaborace Medipix, jejímž posláním bylo přenést tuto technologii do dalších oborů,“ uzavřel mluvčí Medipix kolaborace Michael Campbell.