Wersje
- 21-01-2022 - (2)
- 23-12-2021 - (1)
Słowa kluczowe
historia
promieniowanie protonowe
Jak cytować
Abstrakt
Historia terapii protonowej rozpoczęła się w 1946 roku kiedy Robert Wilson opublikował artykuł, w którym zaproponował wykorzystanie akceleratorów formujących wiązkę protonową do leczenia głęboko zlokalizowanych guzów. W konwencjonalnej radioterapii wykorzystywane jest promieniowanie fotonowe. Opisując przewagę promieniowania protonowego nad fotonowym należy zwrócić uwagę na jego aspekty fizyczne m.in. rozkład głębokościowy dawki. Rozkład dawki w ośrodku maleje wykładniczo dla fotonów, natomiast dla protonów rozkład głębokości dawki ma charakterystyczny kształt, zwany pikiem Bragga. Celem pracy jest przedstawienie historii terapii protonowej rozpoczynając od odkrycia protonu, a kończąc na współczesnej radioterapii klinicznej. W 1990 rozpoczęła się nowoczesna era terapii wykorzystujących cząstki, kiedy został otwarty pierwszy specjalistyczny szpital leczący terapią protonową w Centrum Medycznym Uniwersytetu Loma Linda w Kalifornii. Od tamtej pory leczenie protonowe było przeprowadzane w placówkach szpitalnych używając technologii i technik, które były porównywalne z nowoczesną radioterapią fotonową. Dane kliniczne jednoznacznie potwierdzały, że terapia protonowa jest przodującą i lepszą metodą leczenia od konwencjonalnej radioterapii. W tym okresie pacjenci byli leczeni w kilku ośrodkach na świecie, gdzie metody i techniki napromieniania były różne, a nowe technologie były stale implementowane. Finalnie, dane kliniczne uzyskane w naukowych placówkach wykazały dobrą powtarzalność i wydajność terapii protonowej.
Bibliografia
Podgoršak EB, International Atomic Energy Agency, editors. Radiation oncology physics: a handbook for teachers and students. Vienna: International Atomic Energy Agency; 2005. 657 p.
Studenski MT. Proton therapy dosimetry using positron emission tomography. World J Radiol. 2010;2(4):135.
Barton MB, Frommer M, Shafiq J. Role of radiotherapy in cancer control in low-income and middle-income countries. Lancet Oncol. 2006 Jul;7(7):584–95.
Barton MB, Jacob S, Shafiq J, Wong K, Thompson SR, Hanna TP, et al. Estimating the demand for radiotherapy from the evidence: A review of changes from 2003 to 2012. Radiother Oncol. 2014 Jul;112(1):140–4.
Lichter AS, Lawrence TS. Recent Advances in Radiation Oncology. N Engl J Med. 1995 Feb 9;332(6):371–9.
Tang C, Wang X, Soh H, Seyedin S, Cortez MA, Krishnan S, et al. Combining Radiation and Immunotherapy: A New Systemic Therapy for Solid Tumors? Cancer Immunol Res. 2014 Sep;2(9):831–8.
Roos WP, Kaina B. DNA damage-induced cell death: From specific DNA lesions to the DNA damage response and apoptosis. Cancer Lett. 2013 May;332(2):237–48.
Jackson SP, Bartek J. The DNA-damage response in human biology and disease. Nature. 2009 Oct;461(7267):1071–8.
Ellis F. Dose, time and fractionation: A clinical hypothesis. Clin Radiol. 1969 Jan;20(1):1–7.
Begg AC, Stewart FA, Vens C. Strategies to improve radiotherapy with targeted drugs. Nat Rev Cancer. 2011 Apr;11(4):239–53.
Musielak M. Ocena wpływu dawki i mocy promieniowania jonizującego na komórki raka piersi. The assessment of the effect of ionizing radiation dose and dose rate for breast cancer cells. Lett Oncol Sci. 2019 Jan 7;15(4):117–25.
Bernier J, Hall EJ, Giaccia A. Radiation oncology: a century of achievements. Nat Rev Cancer. 2004 Sep;4(9):737–47.
Musielak M, Suchorska WM, Fundowicz M, Milecki P, Malicki J. Future Perspectives of Proton Therapy in Minimizing the Toxicity of Breast Cancer Radiotherapy. J Pers Med. 2021 May 13;11(5):410.
Planowanie leczenia i dozymetria w radioterapii (Tom 2) - Julian Malicki, Krzysztof Ślosarek, Via Medica [Internet]. [cited 2020 Apr 16]. Available from: https://medbook.com.pl/ksiazka/pokaz/id/16064/tytul/planowanie-leczenia-i-dozymetria-w-radioterapii-tom-2-malicki-slosarek-via-medica
Wilson RR. Radiological Use of Fast Protons. Radiology. 1946 Nov;47(5):487–91.
Lawrence EO, Livingston MS. The Production of High Speed Light Ions Without the Use of High Voltages. Phys Rev. 1932 Apr 1;40(1):19–35.
Lawrence JH. Proton irradiation of the pituitary. Cancer. 1957 Jul;10(4):795–8.
Munzenrider JE, Austin-Seymour M, Blitzer PJ, Gentry R, Goitein M, Gragoudas ES, et al. Proton therapy at Harvard. Strahlentherapie. 1985 Dec;161(12):756–63.
Verhey LJ. [No title found]. Int J Radiat Oncol. 2005 Mar;61(4):1280.
Newhauser WD, Zhang R. The physics of proton therapy. Phys Med Biol. 2015 Apr 21;60(8):R155–209.
L’Annunziata MF. Radioactivity: introduction and history, from the Quantum to Quarks. Second edition. Amsterdam ; Boston: Elsevier; 2016. 902 p.
On a diffuse reflection of the α-particles. Proc R Soc Lond Ser Contain Pap Math Phys Character. 1909 Jul 31;82(557):495–500.
Rutherford E. LIV. Collision of α particles with light atoms . IV. An anomalous effect in nitrogen. Lond Edinb Dublin Philos Mag J Sci. 1919 Jun;37(222):581–7.
Romer A. Proton or prouton?: Rutherford and the depths of the atom. Am J Phys. 1997 Aug;65(8):707–16.
Yasuoka K. Discovery of the Proton and Its Intrinsic Powers. In: Tsuboi K, Sakae T, Gerelchuluun A, editors. Proton Beam Radiotherapy [Internet]. Singapore: Springer Singapore; 2020 [cited 2021 Nov 2]. p. 3–8. Available from: http://link.springer.com/10.1007/978-981-13-7454-8_1
Sessler A, Wilson E. Engines of Discovery: A Century of Particle Accelerators Revised and Expanded Edition [Internet]. WORLD SCIENTIFIC; 2014 [cited 2021 Nov 6]. Available from: http://www.worldscientific.com/worldscibooks/10.1142/8552
Burrill EA. Van de Graaff, the man and his accelerators. Phys Today. 1967 Feb;20(2):49–52.
Courant ED, Livingston MS, Snyder HS. The Strong-Focusing Synchroton—A New High Energy Accelerator. Phys Rev. 1952 Dec 1;88(5):1190–6.
The Atomic Energy Research Establishment, Harwell. Nature. 1948 Aug;162(4113):317–20.
L. Elaimy A, Ding L, Bradford C, Geng Y, Bushe H, Kuo I-L, et al. History and Overview of Proton Therapy. In: J. FitzGerald T, Bishop-Jodoin M, editors. Proton Therapy - Current Status and Future Directions [Internet]. IntechOpen; 2021 [cited 2021 Nov 6]. Available from: https://www.intechopen.com/books/proton-therapy-current-status-and-future-directions/history-and-overview-of-proton-therapy
Lawrence EO, Alvarez LW, Brobeck WM, Cooksey D, Corson DR, McMillan EM, et al. Initial Performance of the 60-Inch Cyclotron of the William H. Crocker Radiation Laboratory, University of California. Phys Rev. 1939 Jul 1;56(1):124–124.
Tobias CA, Anger HO, Lawrence JH. Radiological use of high energy deuterons and alpha particles. Am J Roentgenol Radium Ther Nucl Med. 1952 Jan;67(1):1–27.
Lawrence JH, Tobias CA, Born JL, McCOMBS RK, Roberts JE, Anger HO, et al. Pituitary irradiation with high-energy proton beams: a preliminary report. Cancer Res. 1958 Feb;18(2):121–34.
Larsson B, Larsson B. Radiological Properties of Beams of High-Energy Protons. Radiat Res Suppl. 1967;7:304.
Simpson ME, Van Wagenen G, Van Dyke DC, Koneff AA, Tobias CA. DEUTERON IRRADIATION OF THE MONKEY PITUITARY 1. Endocrinology. 1959 Nov;65(5):831–57.
Professor Börje Larsson, 1931-1998: A Multidisciplinary Scientist. Acta Oncol. 1999 Jan;38(3):389–90.
Falkmer S, Fors B, Larsson B, Lindell A, Naeslund J, Stenson S. Pilot Study on Proton Irradiation of Human Carcinoma. Acta Radiol. 1962 Feb 1;Original Series, Volume 58(1):33–51.
Larsson B, Leksell L, Rexed B, Sourander P, Mair W, Andersson B. The High-Energy Proton Beam as a Neurosurgical Tool. Nature. 1958 Nov;182(4644):1222–3.
Larsson B, Leksell L, Rexed B, Sourander P. Effect of high energy protons on the spinal cord. Acta Radiol. 1959 Jan;51(1):52–64.
Leksell L, Larsson B, Andersson B, Rexed B, Sourander P, Mair W. Lesions in the Depth of the Brain Produced by a Beam of High Energy Protons. Acta Radiol. 1960 Oct;54(4):251–64.
Paganetti H, Niemierko A, Ancukiewicz M, Gerweck LE, Goitein M, Loeffler JS, et al. Relative biological effectiveness (RBE) values for proton beam therapy. Int J Radiat Oncol. 2002 Jun;53(2):407–21.
Internationale Atomenergie-Organisation, International Commission on Radiation Units and Measurements, editors. Relative biological effectiveness in Ion Beam Therapy. Vienna: International Atomic Energy Agency; 2008. 153 p. (Technical reports series / International Atomic Energy Agency).
Larsson B. Pre-therapeutic Physical Experiments with High Energy Protons. Br J Radiol. 1961 Mar;34(399):143–51.
Fors B, Larsson B, Lindell A, Naeslund J, Sténson S. Effect of High Energy Protons on Human Genital Carcinoma. Acta Radiol Ther Phys Biol. 1964 Jan;2(5):384–98.
Graffman S, Brahme A, Larsson B. Proton radiotherapy with the Uppsala cyclotron. Experience and plans. Strahlentherapie. 1985 Dec;161(12):764–70.
Kjellberg RN, Hanamura T, Davis KR, Lyons SL, Adams RD. Bragg-Peak Proton-Beam Therapy for Arteriovenous Malformations of the Brain. N Engl J Med. 1983 Aug 4;309(5):269–74.
Kjellberg RN, Sweet WH, Preston WM, Koehler AM. The Bragg peak of a proton beam in intracranial therapy of tumors. Trans Am Neurol Assoc. 1962;87:216–8.
Kjellberg RN, Kliman B. Bragg peak proton treatment for pituitary-related conditions. Proc R Soc Med. 1974 Jan;67(1):32–3.
Robertson JB, Williams JR, Schmidt RA, Little JB, Flynn DF, Suit HD. Radiobiological studies of a high-energy modulated proton beam utilizing cultured mammalian cells. Cancer. 1975 Jun;35(6):1664–77.
Suit HD, Goitein M, Tepper J, Koehler AM, Schmidt RA, Schneider R. Exploratory study of proton radiation therapy using large field techniques and fractionated dose schedules. Cancer. 1975 Jun;35(6):1646–57.
Gragoudas ES, Goitein M, Koehler AM, Verhey L, Tepper J, Suit HD, et al. Proton Irradiation of Small Choroidal Malignant Melanomas. Am J Ophthalmol. 1977 May;83(5):665–73.
Shipley WU, Tepper JE, Prout GR, Verhey LJ, Mendiondo OA, Goitein M, et al. Proton radiation as boost therapy for localized prostatic carcinoma. JAMA. 1979 May 4;241(18):1912–5.
Chuvilo IV, Goldin LL, Khoroshkov VS, Blokhin SE, Breyev VM, Vorontsov IA, et al. ITEP synchrotron proton beam in radiotherapy. Int J Radiat Oncol. 1984 Feb;10(2):185–95.
Savinskaia AP, Minakova EI. [Proton hypophysectomy and the induction of mammary cancer]. Med Radiol (Mosk). 1979 Feb;24(2):53–7.
Tsunemoto H, Morita S, Ishikawa T, Furukawa S, Kawachi K, Kanai T, et al. Proton therapy in Japan. Radiat Res Suppl. 1985;8:S235-243.
Kanai T, Kawachi K, Kumamoto Y, Ogawa H, Yamada T, Matsuzawa H, et al. Spot scanning system for proton radiotherapy. Med Phys. 1980 Jul;7(4):365–9.
Ohara K, Okumura T, Akisada M, Inada T, Mori T, Yokota H, et al. Irradiation synchronized with respiration gate. Int J Radiat Oncol. 1989 Oct;17(4):853–7.
Ju M, Berman AT, Vapiwala N. The Evolution of Proton Beam Therapy: Insights From Early Trials and Tribulations. Int J Radiat Oncol. 2014 Nov;90(4):733–5.
Joiner M, Kogel A van der, editors. Basic clinical radiobiology. Fifth edition. Boca Raton, FL: CRC Press/Taylor & Francis Group; 2018.
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Bez utworów zależnych 4.0 Międzynarodowe.
Prawa autorskie (c) 2021 Zeszyty Naukowe Wielkopolskiego Centrum Onkologii