2) нейтрино
3) электроны
4) позитроны
Адронная терапия — разновидность лучевой терапии, при которой используются ускоренные адроны, то есть частицы, участвующие в сильном взаимодействии. Наиболее распространённый клинический вариант — протонная терапия; также применяются пучки тяжёлых ионов, преимущественно ионов углерода. Поэтому среди представленных вариантов правильным является использование протонов.
Терапевтический эффект протонов связан с особенностями распределения энергии в тканях. При прохождении через организм они отдают относительно небольшую дозу на входе, а основную энергию — в области пика Брэгга, расположенного на заданной глубине в соответствии с энергией пучка. За пиком доза резко снижается, что позволяет уменьшить облучение здоровых тканей за опухолью и особенно важно при лечении опухолей головного мозга, основания черепа, позвоночника, глаз и у детей.
Протоны являются заряженными частицами, поэтому их траектория и глубина пробега могут рассчитываться при планировании лечения. В отличие от них, электроны и позитроны относятся к лептонам и не являются адронами, а нейтрино практически не взаимодействуют с веществом и не используются для стандартного терапевтического облучения. Выбор протонной терапии определяется локализацией и распространённостью опухоли, необходимостью снизить дозу на критические органы и возможностью обеспечить адекватное покрытие мишени.
| Вид частиц | Физическая классификация | Особенности взаимодействия с тканями | Роль в лучевой терапии |
|---|---|---|---|
| Протоны | Заряженные адроны | Характерный пик Брэгга и конечный пробег в ткани | Основной вариант адронной терапии; позволяет снизить интегральную дозу на здоровые органы |
| Ионы углерода | Тяжёлые заряженные адроны | Пик Брэгга сочетается с повышенной линейной передачей энергии и относительной биологической эффективностью | Используются при радиорезистентных и глубоко расположенных опухолях в специализированных центрах |
| Электроны | Лептоны, лёгкие заряженные частицы | Относительно поверхностное распределение дозы с постепенным рассеянием | Применяются преимущественно для поверхностных опухолей, но не относятся к адронной терапии |
| Позитроны | Античастицы электронов, лептоны | После аннигиляции образуют фотоны; терапевтического пика Брэгга не формируют | Не являются стандартным видом частиц для адронной терапии |
| Нейтрино | Электрически нейтральные лептоны | Чрезвычайно слабое взаимодействие с веществом и очень низкая вероятность поглощения энергии | Не используются для клинического облучения опухолей |
| Фотонное излучение | Электромагнитное излучение | Не имеет конечного пробега и пика Брэгга; доза распределяется по пути пучка | Основной метод обычной дистанционной лучевой терапии, но не адронная терапия |
Протонное лечение требует высокоточного расчёта пробега пучка, поскольку неопределённость плотности тканей может сместить пик Брэгга относительно опухоли. Для повышения точности используют КТ-планирование, контроль укладки пациента и методы верификации положения мишени. Клиническое преимущество протонов наиболее выражено тогда, когда снижение дозы на критические органы уменьшает риск поздних осложнений. При этом биологическая эффективность протонов близка к фотонной, поэтому их основное преимущество связано прежде всего с физическим распределением дозы.