• Tuesday June 18,2019

Terapi Proton: Ketepatan vs Keuntungan

Anonim

Jonathan Alava, 7, duduk di bilik rawatan di Roberts Proton Therapy Centre di Philadelphia. Ia sudah hampir dua tahun sejak dia menerima terapi radiasi.

Peter Tobia

Apabila Jonathan Alava yang berusia 5 tahun mengadu tentang sakit perut pada suatu hari pada Februari 2012, ibunya, Shinna, meletakkannya di sofa dan menggosok perutnya. Hanya selesema, dia tahu; satu lagi bug prasekolah. Kemudian dia merasakan benjolan yang keras, dengan segera menyedari bahawa ia tidak ternilai dan menakutkan maksudnya. Diagnosis: tumor ganas 10 sentimeter luas, saiz limau gedang kecil.

Shinna Alava dengan anaknya Jonathan.

Peter Tobia

Selama lebih dari 10 bulan, perjalanan kanak-kanak itu mengikuti protokol yang suram dan bermata yang sangat biasa kepada pesakit kanser dan keluarga mereka. Senjata tumpul terhadap kanser cenderung untuk membantu dan membahayakan, terutamanya pada kanak-kanak. Pertama kali kemoterapi berminggu-minggu kemunculan untuk mengurangkan jisim - menyelubungi, dalam kes Jonathan, dalam tangkil darah doktor tidak berani mengganggu dengan alat pembedahan. Chemo adalah minuman beracun yang memusnahkan metastase mikroskopik, sel-sel kanser yang telah merebak di seluruh badan, bersama dengan banyak yang sihat. Muntah menjadi bahagian tetap kehidupan Jonathan.

Apabila tumor dikurangkan kepada saiz walnut, seorang pakar bedah dapat bergerak masuk dan mengeluarkan jisim. Tetapi ia telah melekat pada pundi kencing Jonathan, otot perut dan arteri iliac, jalan utama untuk darah antara jantung dan pelvis. Lebih buruk lagi, selepas biopsi, pakar mendapati komplikasi yang lebih membingungkan yang mengintai di pinggir spesimen patologi: sel-sel kanser yang liar. Mereka perlu menggunakan radiasi pada kanak-kanak prasekolah.

Itulah ketika doktor mengatakan Jonathan mendapat bertuah. Dia mempunyai akses kepada salah satu senjata yang paling tepat dan kuat dalam arsenal anti-kanser yang moden, lahir dari penyesalan selepas pengeboman Hiroshima dan Nagasaki: pemecut zarah besar. Setelah semata-mata alat ahli fizik yang ingin membongkar misteri lebih kecil daripada atom, siklotron telah menjadi peranti perubatan paling rumit dan mahal di dunia. Mesin yang semakin popular sejak diperkenalkan di pusat perubatan California hampir 25 tahun yang lalu, biasanya berat seperti sebuah pesawat terbang, dikelilingi oleh perisai konkrit dan sering ditempatkan di bangunan beberapa tingkat tinggi. Ia menyampaikan pancaran radiasi lurus dan sempit yang menyimpan kebanyakan tenaga pada tumor sasaran. Memudaratkan kerosakan cagaran kepada organ-organ di sekeliling dan tisu-tisu yang sihat, ia boleh mengurangkan kesan sampingan dan meningkatkan kadar penyembuhan bagi sesetengah kanser - sama ada pesakit dengan badan kecil seperti keperluan Jonathan.

Mengambil Jelajah Interaktif

Klik di sini untuk melihat bagaimana pemecut yang digunakan dalam terapi proton berfungsi.

Pemecut ini mencapai ketepatan yang tak tertandingi dengan memanfaatkan kekuatan proton, zarah-zarah bercas positif dalam nukleus atom. Proton ini mempunyai elektron yang dikenakan elektron daripada orbitnya di sekeliling atom dalam molekul. Dalam tubuh, proses ini, yang dikenali sebagai pengionan, menghilangkan elektron dari molekul DNA, yang menempatkan arahan genetik untuk perkembangan dan fungsi sel. Tanpa elektron, molekul DNA memusnahkan, dan sel dimansuhkan atau tidak dapat berkembang. Tidak seperti sinar-X, yang juga mengionkan atom, proton lebih berat dan mengandungi lebih banyak tenaga, yang membolehkan mereka bergerak di jalan yang lurus. Dengan cara ini, proton mengelakkan secara mutlak merosakkan sel yang sihat tinggi sel bersama dengan sel-sel kanser kerana foton melakukan dalam bentuk lain radiasi. Tenaga proton yang hebat boleh difokuskan pada tumor itu sendiri dan, dengan luar biasa, berhenti di tepi yang jauh.

Kerja dalaman pemecut.

IBA sopan

Tetapi kuasa-kuasa perdagangan boleh gerhana sains. Penyiasatan oleh Discover mendapati bahawa teknologi, yang mengilhami kekaguman yang hampir membingungkan walaupun di kalangan ahli onkologi yang canggih, mungkin tidak memberi faedah kepada banyak puluhan ribu pesakit yang berpengalaman. Walaupun komplikasi kadang-kadang lebih teruk daripada dengan terapi radiasi standard - dan kos yang lebih tinggi untuk pembayar cukai, pesakit dan penanggung insurans - terapi proton rasuk sangat dipasarkan untuk rawatan kanser prostat.

Semasa memperkayakan pelabur dan memberi pusat perubatan dan pembekal kesihatan yang kompetitif, populariti merawat kanser prostat dengan proton mempunyai kesan sampingan kewangan, menguras wang kerajaan berjuta-juta dolar. Ini hanya satu contoh bagaimana belanja yang mahal untuk rawatan manfaat marginal menyumbang kepada perbelanjaan penjagaan kesihatan yang melarikan diri. Di seluruh perbelanjaan kesihatan di Amerika, kira-kira $ 210 juta dibelanjakan setiap tahun pada ujian dan prosedur yang tidak perlu yang tidak dapat dilakukan untuk menjadikan pesakit lebih sihat.

"Salah satu perkara yang menarik mengenai sistem penjagaan kesihatan Amerika Syarikat adalah bahawa ia memberi pulangan yang pantas, yang membawa kepada inovasi pesat. Tetapi ia mempunyai kecenderungan ke arah yang berlebihan, "kata ahli onkologi radiasi Sekolah Perubatan Harvard, Anthony Zietman, yang merupakan pendukung proton rasuk awal sebelum meragui kelebihannya dalam merawat kanser prostat. Dia kini seorang penyelidik bersama dalam percubaan klinikal rawak pertama yang membandingkan terapi proton dengan lebih banyak radiasi konvensional - sesuatu yang dia akui sepatutnya telah berlaku sebelum digunakan begitu banyak.

"Kami tergesa-gesa menjalani rawatan sebelum dibuktikan, " katanya, merujuk kepada pelbagai jenis campur tangan farmaseutikal dan alat perubatan yang disediakan kepada pengguna AS sebelum penelitian saintifik yang teliti. "Dalam sesetengah keadaan, " tambahnya, "terapi proton mungkin lebih rendah daripada rawatan sedia ada."

Setelah semata-mata alat ahli fizik yang ingin membongkar misteri lebih kecil daripada atom, siklotron telah menjadi peranti perubatan paling rumit dan mahal di dunia.

Sesungguhnya satu pasukan penyelidikan secara bebas menganalisis apa yang pesakit prostat mendapatkan untuk wang yang dibelanjakan untuk rawatan proton. Kesimpulan: tidak cukup untuk membenarkan prosedur. Sepanjang tahun lepas, beberapa syarikat insurans serantau telah mula bersetuju, enggan mengambil tab untuk rawatan awal kanser prostat. Walau bagaimanapun, Medicare masih memberi subsidi penggunaannya untuk kanser prostat, membayar lebih daripada dua kali ganda untuk rawatan proton daripada sinaran konvensional - $ 50, 000 vs $ 20, 000 - meskipun kekurangan bukti yang jelas bahawa ia unggul.

Itu tidak menghentikan doktor dan pusat perubatan daripada menolak terapi proton dengan jenis semangat yang pernah disediakan untuk mesin MRI yang menguntungkan atau robot pembedahan - teknologi mahal yang terlalu banyak digunakan. Pada tanda harga $ 150 juta atau lebih, pusat rawatan proton boleh menjana pendapatan sebanyak $ 50 juta setiap tahun. Syarikat-syarikat, kerajaan dan pusat-pusat perubatan bukan keuntungan sedang membina atau merancang berpuluh-puluh pusat pancaran proton dari Minnesota ke China - di samping 42 sudah beroperasi, 14 di antaranya di Amerika Syarikat.

Roen Kelly / Discover

Bukannya terdapat banyak aduan daripada pakar pediatrik atau ibu bapa dari bilangan kanak-kanak yang agak kecil yang membina kanser yang tidak biasa dengan rawatan terapi proton. Terapi proton telah terbukti berfaedah untuk kanser okular dan otak yang tidak biasa, dan terutama untuk merawat kanak-kanak seperti Jonathan, yang tisu-tisu yang berkembang dapat sangat sensitif terhadap radiasi sesat. Dalam menyerang sarcoma di perut Jonathan, doktor dapat mengendurkan tulang pundi kandung, rektum dan pelvisnya, sekali gus mengurangkan risiko kecacatan kemudian.

Tetapi beberapa cyclotrons akan dibina jika ia hanya kira-kira kanak-kanak. Ekonomi penjagaan kesihatan yang sama yang menghasilkan pendapatan dan reimbursements yang besar untuk pusat kanser prostat sambil menyedut berjuta-juta dari Medicare pada dasarnya telah mewujudkan subsidi yang meletakkan teknologi menyelamatkan nyawa dalam jangkauan pesakit terkecil. Pasaran kesihatan yang tidak terkawal adalah, pada dasarnya, mengambil dari lelaki yang lebih tua untuk membayar rawatan untuk kanak-kanak seperti Jonathan.

Kuasa Penebusan

Penyembuhan dengan proton mempunyai asal usul dalam usaha untuk memanfaatkan zarah-zarah untuk kemusnahan yang tidak dapat dibayangkan sekali - Projek Manhattan, yang menghasilkan bom atom pertama - dan penyesalan saintis yang membantu menciptanya. Selepas pengeboman Hiroshima dan Nagasaki, penerapan pengetahuan nuklear kepada ubat-ubatan berkhidmat sebagai tindakan penebusan untuk Robert Rathbun Wilson. Direkrut oleh J. Robert Oppenheimer untuk mengetuai bahagian percubaan projek itu pada tahun 1944, Wilson, seorang ahli fisika muda di University of California, Berkeley, didorong oleh potensi - ia kemudian memanggilnya rasionalisasi - bahawa kerja itu akan membawa kepada sumber tenaga baru yang kuat, dan letupan ujian yang akan menamatkan perang.

Selepas Projek Manhattan, Robert Rathbun Wilson berusaha menggunakan ilmu sains untuk kepentingan masyarakat.

Fermilab

Memimpikan Atom

Robert Rathbun Wilson memupuk impian untuk membantu mewujudkan sumber tenaga baru yang sengit dan bermanfaat daripada blok bangunan yang paling asas. Sebagai seorang budak lelaki di Wyoming, Wilson mengalir dengan tiub vakum dan pam, dan teruja dengan tanggapan bahawa seseorang juga boleh menggabungkan bahagian-bahagian atom untuk "menjadikan seluruh alam semesta."

Semasa zaman kanak-kanaknya, ahli sains dengan pantas mengungkap lebih banyak tentang kehidupan batin atom, dogma yang semakin meningkat kembali kepada orang-orang Yunani kuno tentang komponen terkecil dari semua perkara. Atom, yang sebelum ini dipercayai tidak dapat dipisahkan, boleh secara buatan hancur, dan unsur-unsur kimia, pemikiran lama tidak boleh diubah, boleh diubah menjadi metamorfosis.

Di dalam "reaksi nuklear" kejuruteraan pertama, pada tahun 1919, Ernest Rutherford menghasilkan oksigen dari nitrogen dengan melepaskan zarah-zarah bermuatan positif yang dipanggil proton. "Saya telah memecahkan mesin dan menyentuh hantu perkara, " kata Rutherford, melahirkan fizik nuklear. Model atom Rutherford menggambarkan dunia baru dunia di mana elektron mengorbit nukleus seperti planet mengelilingi matahari.

Di pinggir sempadan baru ini, profesor dan mentor Wilson di University of California, Berkeley, Ernest O. Lawrence, mencipta siklotron mentah pertama dari kepingan kaca, wayar dan lilin. Ia menggunakan medan magnet untuk mengandungi zarah-zarah yang dikionkan secara elektrik di jalan sempit dan sempit manakala medan elektrik mempercepatkannya. "Tembak-tembak atom, " sebagaimana yang mereka ketahui, semakin besar, lebih rumit dan berkuasa, zarah menolak melalui bersamaan satu juta volt - cukup untuk mencipta elemen-elemen baru.

Saudara lelaki Lawrence, John, seorang doktor di Yale, menggunakan salah satu elemen dari siklotron abangnya, fosforus radioaktif, untuk memeriksa metabolisme pada tikus. Tak disangka-sangka, tikus yang disuntik dengan fosforus radioaktif menghasilkan sel darah putih yang lebih sedikit, dan dia berteori bahawa unsur itu menekan pengeluaran sel sumsum tulang.

Tertanya-tanya sama ada isotop radioaktif itu mungkin "mungkin menyerang kanser, " dia menyuntik fosforus dari siklotron ke tikus dengan leukemia, kanser sum-sum tulang. Beberapa minggu kemudian, tikus yang disinari adalah kuat. Kumpulan kawalan: mati. Beliau telah menjadi yang pertama untuk menunjukkan kecenderungan sel tumor menjadi radiasi.

Dalam beberapa bulan, saudara-saudara menyiramkan orang, termasuk, pada tahun 1937, ibunya, Gunda. Dia mempunyai kanser rahim yang tidak boleh digunakan, dan pakar memberikannya tiga bulan untuk hidup. Walaupun dia berkembang pesat, memohon agar rawatan berhenti, "tumor besar ini baru mulai menguap, " kata John Lawrence, menurut sejarah lisan yang disimpan di University of California.

Gunda Lawrence hidup selama 15 tahun lagi, dan radiasi tidak lama lagi menjadi tulang belakang rawatan kanser. - KE

Sebaliknya, letupan pertama membuktikan titik perubahan emosi. "Ia benar-benar mengawal lembah padang pasir yang hebat, " katanya kemudian. "Kerja-kerja teknikal saya telah selesai, perlumbaan berlari, dan magnitud yang sangat besar dari apa yang telah kita lakukan datang kepada saya. Saya menentukan pada masa itu bahawa memainkan peranan yang kecil untuk membawanya, saya akan berusaha untuk menjadikannya menjadi faktor positif bagi manusia. "Kembali ke Berkeley adalah" kelegaan yang besar ... namun saya masih mempunyai beban yang dahsyat bersalah kerana telah membantu membina bom itu, "dia mengakui bertahun-tahun kemudian, dalam nota tulisan tangan yang terletak di Discover di arsip-arsip Fermilab Jabatan Tenaga.

Dalam kerja awalnya di Berkeley, beliau mendapat pengetahuan mendalam tentang tingkah laku proton, menggunakan siklotron untuk mengukur penembusan mereka ke dalam pelbagai bahan. Dari itu, dia tahu proton bergerak melalui pergerakan benda dalam garis lurus, menyebarkan sebahagian besar tenaga mereka pada milimeter akhir trajektori mereka, apabila kelajuan mereka melambatkan. Manakala foton yang digunakan dalam terapi radiasi konvensional menghasilkan sejenis kabus kecil rumpun pengionan, proton - 2, 000 kali lebih berat - meninggalkan garis pengionan yang padat dan berbeza. Ini bermakna anda dapat menyinari rantau yang ketat di dalam badan. Dia mengira pelbagai rasuk diameter jarum.

Roen Kelly / Discover

"Saya mengerjakan betapa banyaknya penyebaran dan penyimpangan, dan menyedari bahawa banyak ionisasi akan didepositkan dalam jumlah pada akhir rasuk sempit yang tidak lebih besar daripada pemadam pada pensil - dan dengan sedikit pendedahan kulit pada titik masuk, "kata Wilson dalam draf untuk ucapan. Dia memikirkan rasuk itu sebagai meriam berat yang melanda rumput. Dengan menentang satu pisau, ia tidak akan berhenti, tetapi berjuta-juta perlanggaran akan menghantarkannya. Semakin cepat ia dipecat, semakin jauh ia akan pergi.

Dalam kertas 1946 dalam jurnal Radiologi, Wilson mencadangkan bahawa siklotron kontemporari hampir menjadi mampu memaksa proton yang dapat menangani kanser yang mendalam. Kedalaman dan dos boleh dikawal. Kelajuan awal zarah-zarah yang dikenakan akan menentukan sejauh mana dalam zarah zarah akan menembusi, manakala intensitas balok akan menentukan dos mencapai sasaran. Dos yang lebih berkuasa boleh dirancangkan dengan indah dan diarahkan di mana-mana di dalam badan dengan lebih tepat berbanding sinaran-X. Akhirnya ada cara untuk membengkokkan zarah dengan tujuan bukannya meletupkan tisu sensitif, seperti sinar X.

"Anda boleh mengatakannya dalam satu perkataan: kawalan, " jelas James Slater, pelopor proton yang membina pusat rawatan proton yang pertama di hospital di Loma Linda University, California Selatan. "Doktor boleh mengawal proton. Tiada siapa yang boleh mengawal foton itu . "

Wilson meramalkan sebuah siklotron baru tidak lama lagi akan menghasilkan "beberapa kebaikan sebenar." Dia menganggapnya, "dalam beberapa tahun, kita akan merawat pesakit."

Pengiraannya terbukti lebih baik daripada ramalannya. Satu dekad yang berlalu sebelum orang pertama dirawat dengan proton, dan kemudian hanya secara sporadis dalam tetapan penyelidikan.

Sebahagiannya disebabkan oleh push marketing, pesakit kanser prostat telah berduyun-duyun ke terapi proton walaupun kekurangan bukti bahawa ia lebih baik daripada rawatan yang kurang mahal.

Yoon S. Byun / The Boston Globe / Getty Images

Rawatan Pemetaan

Pelayaran penemuan jarang sekali menjadi garis lurus, dan walaupun pandangan Wilson, kepingan-kepingan yang lain terpaksa jatuh ke tempat - beberapa lebih serendip dari sains. Untuk satu perkara, menembak rasuk yang nipis dan kuat ke dalam badan memerlukan keupayaan untuk melihat ke mana ia pergi. Pada masa itu, visi doktor di dalam tubuh pesakit adalah terhad kepada imej sinar X. Doktor-doktor mendatar sempadan untuk pendedahan radiasi dengan krayon lilin. Mereka hanya boleh meneka pada kedalaman dan kontur keganasan. "Anda mempunyai pancaran yang tepat ini - tetapi anda tidak dapat melihat tumor, " kata ahli onkologi radiasi Harvard Zietman.

Sejumlah penyelidik enggan menunggu. Herman Suit, ahli onkologi radiasi di Massachusetts General Hospital dan salah seorang mentor Zietman, telah lama tertarik dengan janji mengubati orang tanpa membukanya. Beliau telah menggunakan tikus klon dengan tumor yang sama untuk menentukan dos radiasi yang ideal sebelum beralih kepada proton. Implikasi kertas Wilson dan kajian sendiri pada tikus adalah "apa-apa tetapi halus, " katanya. Tumor boleh disinari dengan proton pada dos yang lebih tinggi daripada sinaran lain, dengan kerosakan yang lebih rendah terhadap tisu biasa.

Suit menjemput dirinya ke sebuah siklotron di Harvard, dan pada tahun 1973 beliau memujuk pengendali untuk membiarkannya menggunakannya pada pesakit lima hari seminggu. Akhirnya dia merawat pelbagai jenis kanser di seluruh badan.

Suit merekrut ahli fizik tenaga tinggi Michael Goitein kepada Mass General dan telah memetakannya bagaimana proton berinteraksi dengan perkara. Bagaimanapun, maklumat seperti itu terlalu umum dan pasukan tahu bahawa mereka memerlukan peta unik untuk setiap pesakit. Pada mulanya, ini memerlukan pengiraan matematik rumit dan komputer kerangka utama yang besar. Bekerja dari lebih daripada selusin gambar X-ray untuk menyusun imej penuh tumor dan organ tubuh, Goitein perlu membuat beribu-ribu perhitungan untuk setiap pesakit untuk mengetahui sudut, kekuatan dan penetrasi rasuk. Biasanya ia mengambil masa beberapa jam kerja keras. Tugas itu terdedah kepada kesilapan dan "syaitan keras, " kata Goitein. "Jadi saya mencari teknologi yang akan memudahkannya."

Bangunan Boom

Industri Industri yang Segera Meningkat

  • Empat puluh dua kemudahan sedang digunakan di seluruh dunia
  • Di AS, 14 pusat pancaran proton beroperasi, dan sembilan lagi dibina. Salah satu yang terbesar adalah kemudahan $ 225 juta di Hampton University di Virginia yang tidak mempunyai sekolah perubatan dan merancang untuk merawat lebih daripada 2, 000 pesakit setahun dengan payudara, paru-paru, prostat, pediatrik dan kanser lain.
  • Klinik Mayo menghabiskan lebih dari $ 370 juta, satu pertiga daripada penderma kaya, untuk membawa pemecut ke pusat di Minnesota dan Arizona.

Sumber: Kumpulan Koperasi Terapi Partikel

Nasib baik untuk Goitein dan Suit, teknologi sedemikian muncul: mengira pengimbas tomografi paksi (CAT), yang boleh menghasilkan imej keratan rentas, atau "kepingan, " dalam bahagian dalam badan. Grafik komputer memaparkan yang biasa kepada permainan video pertama tidak lama lagi meningkatkan tugas menggambarkan bahagian dalam badan dan merancang rawatan. Seperti perintis dalam simulator, pakar onkologi dapat melihat vektor rasuk dalam realiti maya. Menjelang tahun 1980, pasukan mampu membeli komputer dengan saiz beberapa peti sejuk dengan cukup memori untuk mengendalikan pengiraan yang diperlukan untuk membina semula imej.

Dengan visi multidimensi, kuasa pengkomputeran dan siklotron Harvard, pasukan Massa Massa dapat meningkatkan ketepatan dan merancang rancangan rawatan terperinci. "Ia adalah perkara yang menakjubkan yang dapat mereka lakukan secara klinikal, " kata Zietman, seorang doktor muda yang dipilih oleh Suit untuk persekutuan di Mass General. "Herman Suit memandu dan mengambilnya ke peringkat seterusnya, dan Goitein adalah bapa kepada perancangan radiasi 3-D. Mereka mengambil apa sahaja yang dibicarakan oleh Wilson dan digunakan untuk digunakan. Rasuk proton bukanlah langkah besar ke hadapan; ia adalah pemahaman bagaimana untuk merawat dalam tiga dimensi. "

Namun sikap konvensional masih berterusan. "Terdapat dogma dalam onkologi radiasi bahawa dos yang lebih tinggi akan menjadi sangat mematikan, " kenang Suit. Ahli onkologi radiasi atas menasihatkan Suit untuk kembali dan mengkaji protokol piawai.

Lebih daripada konvensyen sedang bermain. "Alasan rintangan bukan sains. Ia adalah perniagaan perubatan, "kata Suit. "Kalau [ahli onkologi radiasi] mengatakan proton lebih baik, dan mereka tidak mempunyai kemudahan mereka sendiri ... mereka mesti merujuk pesakit di tempat lain. Anda akan menghantar penghantaran pelanggan. Ia berpunca daripada ketakutan kehilangan perniagaan. "

Jadi pesakit kanser terus menahan foton.

James Slater, seorang pemuda muda di hospital Los Angeles pada tahun 1960-an, terkejut bahawa radiasi bertindak seperti parang dan sebagai pisau bedah. Ia tidak cukup tepat. "Kami membuat beberapa pesakit terlalu sakit, " katanya. "Mereka takut. Saya perlu takut kepada diri sendiri. "Dia menganggap beralih ke kepakaran, tetapi kemudian dia memutuskan dia lebih baik meningkatkan keistimewaannya.

Niat yang baik dan keperluan perniagaan kadang-kadang ahli sains yang buta terhadap kebenaran tentang risiko dan keberkesanan, kata Zietman.

Menjelang tahun 1985, selepas bertahun-tahun mengambil pesakit untuk siklotrons penyelidikan dan melihat banyak daripada mereka mendapat manfaat, Slater berusaha untuk membawa rawatan kepada pesakit. Dia akan membina pemecut proton di dalam hospital. Ia dibuka di Loma Linda University pada tahun 1990, dan masa yang baik. Alat pemeriksaan baru untuk kanser prostat, ujian antigen spesifik prostat, membolehkan doktor mengesannya lebih awal pada lebih banyak lelaki, dan pesakit berduyun-duyun ke hospital untuk mendapatkan radiasi foton konvensional yang rendah. Tetapi ujian itu juga mendedahkan bahawa rawatan radiasi standard tidak menghilangkan kanser.

Kajian mengenai tumor di bahagian lain badan menunjukkan bahawa proton mungkin digunakan dengan selamat pada dos yang lebih tinggi daripada foton, jadi beberapa ahli onkologi radiasi memutuskan untuk memberikan proton sebagai percubaan. Pada tahun 1995, Zietman memulakan kajian utama dengan anak lelaki Slater, Jerry, di Loma Linda dan Mass General membandingkan perbandingan standard proton dan rawatan foton untuk kanser prostat dengan dos yang lebih tinggi. Hasil pertama, yang diterbitkan pada tahun 2005, menyarankan lelaki yang menerima dos yang lebih tinggi lebih cenderung sembuh. "Saya membayangkan jika rektum proton [terapi] terbukti lebih baik, " kata Zietman, "tidak ada yang lain boleh datang."

Itulah yang difikirkannya ketika itu.

Adakah Proton Really Better?

Pada mulanya, sepertinya tidak perlu dibimbangkan. Sejumlah pusat rawatan pancaran proton baru muncul untuk meniru kejayaan di Loma Linda dan Mass General, dan mereka memenuhi keperluan yang membimbangkan. Walaupun kanser lain boleh menjadi lebih mematikan, kanser prostat adalah antara yang paling ditakuti apabila ia menyerang. Ia adalah, dan masih lagi, keganasan yang paling biasa pada lelaki, dengan 233, 000 diagnosis baru dijangka tahun ini, dan 29, 480 kematian. Lelaki mengambil "radiasi radiasi" - rawatan proton pada waktu pagi, bersiar-siar atau bahkan bermain golf di waktu petang. Rujukan telah membengkak, dan Internet membantu mempopularkan prosedur.

Kebanyakan gantry besar ini terletak di belakang dinding, dengan hanya bahagian depan yang kelihatan di bilik pesakit. Gantry membantu menunjuk balok proton pada sasaran tertentu pada badan.

IBA sopan

Melalui tahun 1990-an, pengeluaran pemecut bagi rawatan perubatan menjadi komersial. Aplikasi Belgium Ion Beam syarikat memasuki pasaran dengan prototaip di luar pada Mass General pada tahun 1994. Ia lebih mahal daripada tab Mass General $ 46 juta, tetapi IBA menelan perbelanjaan, memperoleh kedudukan di pasar, kredibiliti dan, dengan serta-merta, peningkatan nilai saham.

Populariti dan kos proton membantah kerajaan persekutuan. Medicare pada tahun 2000 membenarkan rawatan proton, berdasarkan kes demi kes, untuk "keadaan manfaat yang mungkin" - biasanya kanser prostat - tidak pernah mengesyaki bilangan pusat rawatan akan berkembang. Dari tahun 2006 hingga 2009, jumlah penerima manfaat berganda, dan tab tahunan Medicare mencapai $ 27 juta. Sehingga Mac 2013, lebih daripada 105, 743 pesakit telah dirawat di seluruh dunia dengan proton - 17, 829 daripada mereka di Loma Linda sahaja, menurut Kumpulan Koperasi Therapy Cooperative, yang mengesan penggunaan.

Oleh kerana pesakit dan pendapatan bertambah baik, begitu pula teknologi dan data yang bersaing mengenai bagaimana pesakit menilai pada tahun-tahun selepas rawatan. Radiasi konvensional dengan foton memberi laluan kepada terapi sinaran radiasi intensiti, atau IMRT, di mana rasuk foton yang lebih tepat boleh dipindahkan berpuluh-puluh atau beratus-ratus kali dengan pelbagai intensiti, menyerang tumor dalam tiga dimensi dengan lebih tinggi dos yang lebih tinggi.

Memandangkan data mengenai rawatan proton terus menggelecek, sukar bagi Zietman untuk menerima implikasi kajiannya sendiri, yang mengesan kemajuan pesakit. Kualiti kehidupan mereka tidak bertambah baik. Mereka tidak melepaskan masalah gastrousus, pendarahan rektum, inkontinensia dan impotensi yang berkaitan dengan bentuk radiasi lain seperti IMRT. Satu kes masih menghantui Zietman - pesakit dengan perdarahan yang tidak dapat dihentikan, komplikasi mengalir sehingga pesakit bergantung kepada pemindahan. Kesedaran bahawa sesuatu yang tidak sengaja berada di latar belakang. "Saya mempunyai perasaan keprihatinan dan keputusasaan, " katanya.

Akhirnya, "data menatap saya di muka: Proton tidak ada yang lebih baik. Mereka dijual seolah-olah mereka mempunyai sifar kesan sampingan. "

Tetapi mereka mempunyai kesan sampingan.

Pada bulan Jun 2011, satu kajian terapi sinaran untuk kanser prostat mendapati pesakit yang menerima radiasi konvensional mengalami masalah gastrousus daripada kumpulan yang sama yang terdedah kepada rasuk proton. Pada tahun 2012, kajian berasingan sebanyak 1, 600 pesakit dari tahun 2002 hingga 2007 mendapati bahawa lelaki yang dirawat untuk kanser prostat dengan terapi proton beam mengalami masalah usus, seperti pendarahan dan penyumbatan, daripada yang dirawat dengan IMRT yang lebih biasa. "Kami tidak mendapat faedah yang signifikan dalam hasil pesakit, " kata penulis utama, ahli onkologi radiologi University of North Carolina, Ronald Chen, kepada Discover . "Keputusan kami memerlukan penyelidikan keberkesanan tambahan."

Zietman menyedari percubaan adalah satu-satunya cara untuk menyelesaikan perkara itu. Pada tahun 2011, beliau membantu memimpin percubaan rawak pertama membandingkan IMRT dengan dos setara proton. Keputusan pertama tidak dijangka selama beberapa tahun.

Industri, para pendukungnya dan beberapa pakar perubatan mengatakan perbicaraan itu membuang masa dan wang - dan tidak beretika. Goitein, ahli fizik yang membantu membawa 3-D ke terapi proton, menantang kebijaksanaan tertakluk setengah dari subjek 400 mata pelajaran ke IMRT dan bukannya apa yang dia yakin adalah terapi yang lebih baik.

"Kebanyakan orang yang melakukan terapi proton mempercayai doktor dan hujah-hujah biologi mencukupi untuk menjadikannya mustahil untuk mengatakan kepada pesakit dengan muka lurus, 'Saya fikir ia adalah melemparkan, ' 'kata Goitein. "Orang yang mengadili percubaan mengabaikan bukti fizikal."

Kaunter Zietman menyatakan bahawa niat baik dan imperatif perniagaan kadang kala saintis buta terhadap kebenaran tentang risiko dan keberkesanan. "Ia mengagumkan berapa ramai orang yang minum Kool-Aid, " katanya. "Apabila anda tertarik dengan syarikat pelaburan atau membuka pusat perbelanjaan besar dan harus merawat ratusan pesakit, anda harus percaya. Anda menjadi penginjil untuk tujuan. "

Pakar onkologi Christine Hill-Kayser menunjukkan gambar Jonathan Alava dari terapi protonnya semasa lawatan susulan awal tahun ini.

Peter Tobia

Senjata Ketepatan

Setiap hari selama 20 hari, Shinna dan Jonathan Alava mengikuti rutin baru. Jonathan juga mula menantikan perjalanan selama satu jam ke Hospital Kanak-kanak Philadelphia dari rumah mereka di selatan Princeton, NJ. Dia menikmati bermain permainan video Wii hospital sehingga dia jatuh ke dalam jenis tidur yang didorong oleh anestesia umum. Kakitangan hospital menyodorkannya ke sebuah bilik di sebuah gurney, menutup matanya, mengikatnya ke meja rawatan, kemudian mengarahkan mesin untuk mengarahkan muncung ke arahnya, melepaskan rasuk partikel subatomik yang bertenaga di pelvisnya.

Siklotron keluli bawah tanah, dengan berat 220 tan, berada di kedudukannya, bersama dengan lima gantries yang tinggi tiga tingkat, di dalam sebuah bunker raksasa panjang padang bola sepak di bawah jalan-jalan yang ramai di Philadelphia Barat. Gas hidrogen disuntik ke dalam siklotron, di mana elektrik statik memisahkan proton daripada molekul hidrogen. Kemudian magnet besar memaksa rasuk nipis proton ke orbit pekeliling apabila mereka mempercepatkan kelajuan cahaya pada 100, 000 batu sesaat. Dinding konkrit, tebal 6 hingga 10 kaki, pesakit perisai dan kakitangan dari neutron berbahaya yang dikeluarkan dari interaksi balok proton.

Di dalam Pusat Terapi Roberts Proton University of Pennsylvania, ahli onkologi radiasi duduk di depan imej berwarna-warni pesakit 'badan, mengklik tikus dan mengetuk papan kekunci. Sebaik sahaja program itu siap, pasukan terapi mengambil tindakan, dan pengawal lalu lintas pelbagai, diletakkan di dekat pemecut, memerhatikan animasi balok ketika ia bergerak melalui 100 meter pipa sepanjang lima laluan yang mungkin ke bilik rawatan dan, akhirnya, melalui muncung kecil ke arah pesakit.

Batuk terkecil atau berkedut boleh menjejaskan ketepatan; bergerak walaupun satu sentimeter boleh membatalkan minggu persiapan dan pengiraan onkologi radiasi onkologi, menghantar rasuk ke arah yang salah. Inilah sebabnya mengapa pesakit disedari dan dikurangkan. Bilik rawatan Jonathan, di 80, 000 kaki padu, adalah 20 kali saiz ruang CT atau MRI biasa. Gantri bermotor tinggi 33 kaki dan berputar di sekitar pesakit untuk mengoptimumkan sudut rasuk. Jonathan kelihatan sangat kurus dan terdedah.

Selama tiga minggu sebelum ini, Christine Hill-Kayser, ahli onkologi radiasi kanak-kanak, bekerja dengan rakan sekerja betapa kuatnya dos untuk disampaikan, dan di mana di kawasan panggulnya mengarahkan rasuk itu. Skrin komputer mereka dipenuhi dengan warna-warna yang terang kerana mereka mengira dan menyemak kerja mereka, merancang sasaran dan menetapkan zon tanpa radiasi. Tulang pelvik Jonathan menyerang putih - kawasan untuk dielakkan - sementara trajektori yang dicadangkan untuk proton bercahaya hijau dan biru. Ruang di mana tumor itu pernah berkemungkinan mempunyai perimeter ungu. Hill-Kayser mengelilingi kawasan sasaran - hanya sedikit lebih besar dari mana tumor telah - kuning terang.

Walaupun pakar onkologi radiasi dapat menggambarkan tubuh jauh lebih baik daripada mereka yang menggunakan krayon lilin pada imbasan X-ray, mereka masih menghadapi pilihan berduri. Mengiritasi kawasan terlalu jauh di luar pinggir tumor boleh memusnahkan sel-sel yang sihat dan tisu sensitif. "Ia boleh menjadi sukar untuk mencari keseimbangan, garis antara bahaya dan manfaat, " kata Hill-Kayser.

Ekonomi ... Berjanji Dengan Realiti

  • Menjelang akhir tahun 2013, beberapa unit serantau pembawa insurans, seperti Aetna dan Blue Cross, enggan membayar rawatan proton untuk kanser prostat.
  • Kira-kira 70 peratus daripada semua pesakit terapi proton menerima rawatan untuk kanser prostat hanya dua tahun yang lalu, manakala pada masa ini hanya kira-kira separuh daripadanya adalah pesakit prostat.
  • Usaha usahasama yang melibatkan ProCure, pengendali ekuiti persendirian swasta New Jersey dari tiga pusat proton, telah berjuang untuk memenuhi sasaran; di satu pusat, yang membuka kepada publisiti yang meluas dan keghairahan pelabur pada tahun 2012, hanya satu perempat daripada semua pesakit yang datang untuk rawatan kanser prostat, jauh di bawah jangkaan 80 peratus.

Tetapi bagi pesakit muda seperti Jonathan, terapi proton nampaknya menawarkan lebih banyak manfaat. Terapi konvensional, walaupun IMRT, akan menyinari organ Jonathan dan sendi pinggul, menyebabkan kesan sampingan akut seperti pendarahan ke dalam air kencing, cirit-birit tambahan, pendarahan rektum dan, tidak lama selepas itu, arthritis, mungkin menyebabkan kecacatan dan kecacatan. Kesan sampingan - loya, jangkitan dan kecederaan radiasi - juga lebih terurus dengan terapi proton kerana rasuk boleh menghindari kawasan sensitif dari kulit ke organ-organ berdekatan dan sel-sel yang sihat. Ringkasnya, pesakit kanser jangka panjang boleh menjadi lebih sihat.

Hari ini, Jonathan sedang mempelajari jadual zamannya dan bermain bola sepak. Dia telah memperoleh kembali keseimbangannya untuk mendapatkan tali pinggang penyamarannya di tae kwon do. Kening dan bulu matanya kembali. Mawar telah kembali ke pipinya.

Doktor Jonathan berkata ia masih terlalu awal untuk mengetahui kesan proton terhadap kesihatan jangka panjangnya. Prognosisnya sangat baik, kata Hill-Kayser. Tidak ada jisim malignan, dan dia tidak memerlukan radiasi selama hampir dua tahun. Tetapi kanser boleh menjadi laten pada tahap mikroskopik, jadi Jonathan kembali untuk memindai setiap empat bulan. "Ia telah menjadi tahun yang mengejutkan, tetapi kini kami benar-benar berharap, " kata ibunya, Shinna.

Dia tidak lagi cemas memantau pengambilan meds, suplemen dan kalori supaya dia tidak kehilangan berat dan kekuatan. Dia tidur di atas katilnya sendiri. Kegelapan dalam semangat ibunya telah berlalu, dengan iman yang berterusan dan kawan baru yang baru. Beliau tidak lagi meminta Tuhan, "Kenapa anak saya?" Dia mengagumi mesin, pengetahuan, pulangan normal. "Saya telah mendapat anak saya kembali, " katanya.

[Artikel ini pada mulanya muncul dalam cetakan sebagai "Ketepatan vs Keuntungan. "]


Artikel Yang Menarik

Flashback Jumaat: Adakah Gollum mempunyai skizofrenia atau gangguan keperibadian berganda?

Flashback Jumaat: Adakah Gollum mempunyai skizofrenia atau gangguan keperibadian berganda?

Untuk melengkapkan artikel minggu BMJ Krismas, di sini klasik dari tahun 2004 di mana sekumpulan pelajar perubatan cuba untuk mendiagnosis masalah Gollum. Setelah meneliti melalui beberapa diagnosis yang mungkin, dari kekurangan vitamin (juga dibincangkan di tempat lain dalam kesusasteraan) kepada hipertiroidisme, mereka menyimpulkan bahawa Gollum mungkin mengalami gangguan personaliti schizoid

Tasmania Superdevil, Harapan Spesies, Adalah Semua Terlalu

Tasmania Superdevil, Harapan Spesies, Adalah Semua Terlalu

Para penyelidik mempunyai harapan yang tinggi untuk Cedric the devil Tasmanian: Mereka percaya dia adalah ahli pertama dari spesies itu yang akan kebal terhadap kanser wajah yang mematikan yang sangat menghancurkan populasi syaitan. Kini, dalam kemunduran utama, Cedric telah menumbuhkan dua tumor kecil dan penyelidik kembali ke kuadrat

Plane Amelia Earhart Mungkin Dilihat di Imej Sonar

Plane Amelia Earhart Mungkin Dilihat di Imej Sonar

Squint keras dan anda hanya dapat membuat dalam imej pixelated coretan putih yang membongkar-bangku percaya adalah fiuslage Amelia Earhart 's Lockheed Electra. Para penyelidik menemui apa yang mereka sebut sebagai anomali sambil mengepam gambar sonar dari menyelam musim panas lepas di pulau Nikumaroro di Pasifik tengah

Adakah Anda seorang Pengerusi Biased Directionally?

Adakah Anda seorang Pengerusi Biased Directionally?

Otak anda adalah organ dua bahagian - sebelah kiri dan sebelah kanan. Dan terdapat banyak fungsi otak, seperti kemahiran bahasa atau tangan yang anda tulis dengan, yang dianjurkan kebanyakannya di satu sisi otak atau yang lain. Ujian tingkah laku mudah kini membolehkan kami melihat bagaimana organisasi ini didedahkan melalui bias dalam bagaimana kita melihat dan berinteraksi dengan dunia - dan satu sama lain - selalunya tanpa kita menyedarinya

Dijumpai: Link yang Mungkin Antara Kenangan Emosi & Pemicu Sensor

Dijumpai: Link yang Mungkin Antara Kenangan Emosi & Pemicu Sensor

Sekiranya terdapat bau atau bunyi tertentu yang membawa kembali kenangan traumatik, ia mungkin kerana kenangan itu disimpan-sekurang-kurangnya sebahagiannya di kawasan otak yang berkaitan dengan input deria anda, menurut satu kajian minggu ini dalam Sains . Ahli sains Neuroses Benedetto Sacchetti mencari otak tikus untuk sambungan saraf antara deria dan kenangan sengit

Zink + Lead = New, Superheavy Addition to the Periodic Table

Zink + Lead = New, Superheavy Addition to the Periodic Table

Penyelidik di Jerman menghasilkan unsur 112 pada tahun 1996, dan kini ia telah diiktiraf oleh Kesatuan Antarabangsa untuk Kimia Tulen dan Gunaan, ia akan menjadi tambahan terbaru kepada jadual berkala unsur-unsur. Ia kini dikenali sebagai ununbium, Latin untuk 'one-one-two, ' tetapi ia akan diberi nama rasmi sebelum ia ditambahkan pada carta