Протонска терапија или терапија протонским снопом врста је инвазивне терапије честицама или терапије зрачењем, у којој се врши прецизно усмеравање протонских зрака на ћелије рака. Зато је ова метода високо прецизна и много мање инвазиван облик лечења рака у односу на друге методе радиотерапије. Протонима као субатомским честицама позитивног набоја у овој врсти терапије могуће је манипулисати, контролисати их или прекидати њихово дејство зрачења директно на тумор, путевима који су удаљени од спољног туморског зида. Ово је нарочито корисно за оне који су осетљиви на зрачење, оне који су претходно били зрачени или за зрачење непосредно уз подручје које је потребно третирати.

Протонска терапија се показала као сигурнија и ефикаснија од конвенционалне терапије зрачењем, јер може да испоручи високу дозу зрачења у врло специфично подручје, са минималним утицајем на околна ткива.

Радиолог користи високоенергетски сноп протона, уместо високоенергетских рендгенских зрака, да испоручи дозу терапије зрачењем оболелима од рака.

То је тренутно најнапреднија терапија зрачењем, која уништава ћелије рака, уз минимално нанашење штете околном здравом ткиву од традиционалног зрачења. Такође је безболан и мање инвазиван.

Иако је терапија протонским снопом у употреби од 1990. године њена употреба није широко распрострањена због високих трошкова лечења.

Историја Све је почело 1946. године када је Роберт Р. Вилсон,Radiological Use of Fast Protons, R. R. Wilson, Radiology, 47:487-491 (1946)  показао интересовање за употребу радиотерапије наелектрисаним честицама првенствено стимулисаним супериорним дистрибуцијама доза – у поређењу са онима које производе технике фотонске терапије. Он је након истраживања започетих у циклотронској лабораторији на Универзитету Харвард),Richard Wilson, A Brief History of the Harvard University Cyclotrons, Harvard University Press, 2004, pp. 9 први предложио употребу енергије протона као ефикасан метод за лечење радиотерапијом.

Први третмани протонском терапијом су спроведени са акцелераторима честица направљеним за физичка истраживања, посебно у лабораторији за зрачење у Берклију 1954. године и у Упсали у Шведској 1957. године. Током наредних пола века, овај програм је ојачао и проширио технику лечећи 9.116 пацијената, пре него што је циклотрон затворен 2002. године, а клинички програм пребачен у центар за североисточну протонску терапију у Општу болницу у Масачусетсу.

Први центар за протонску терапију у западној Европи основан је на Институту Paul Scherrer у Вилигену, Швајцарска, 1984. године.  мини|Један од центара за протонску терапију у Паризу Развој болничких циклотрона са сноповима веће енергије који могу да досегну дубоко усађене туморе (до ∼30 cm), величине поља упоредивих са линеарним акцелераторима и ротационим порталима у великој мери су олакшали терапију протонским зрачењем.

Први светски центар за протонску терапију у болници био је нискоенергетски циклотронски центар за туморе ока у Клатербриџ центру за онкологију у Великој Британији, отворен 1989. године а затим и 1990. године у Медицинском центру Универзитета Лома Линда у Лома Линду, Калифорнија.

Почетком 2020. постојало је 37 центара за протонску терапију у Сједињеним Америчким Државама, и укупно 89 широм света.

Од 2020. године, следећих пет произвођача производи системе за протонску терапију: Hitachi, Ion Beam Applications, Mevion Medical Systems, ProTom International иVarian Medical Systems.

Основне информације мини|Структура протона мини|Протони се стварају у циклотрону, у коме се сударају атоми који потом отпуштају протоне. мини|Крива озрачење ткива достиже свој максимум тек у последњих неколико милиметара лета честица, а то се дешава у циљаном тумору Протони У физици, протон ( [-{prótos}- — протос] — „први“) је субатомска честица са позитивним елементарним наелектрисањем од 1,6 × 10−19 кулона и масом од 938 -{MeV}-/c2 (1,6726231 × 10−27 kg, што је око 1800 пута већа од масе електрона). Протон се генерално сматра стабилном честицом, са доњом границом полураспада од око 1035 година, и није сигурно да ли уопште може да се распадне. Пошто се не зна да постоји неки физички закон због ког протон не би могао да се распадне, неке данашње теорије предвиђају стабилност, а неке распад протона.

Протони се стварају у циклотрону, односно нуклеарном реактору, у коме се сударају атоми који отпуштајући протоне, а ови потом се протонски зраци користе у терапији тумора и других процеса.

Протонска терапија Протонска терапија је револуционарна врста зрачења која може да лечи 80% свих карцинома са мање нежељених ефеката и мање оштећења околних здравих ткива од традиционалног фотонског (рендгенског) зрачења.

Њена супериорност потиче од њених јединствених физичких особина које резултују експлозијом штетне енергије унутар тумора, након чега протонски сноп престаје да делује, док насупрот протонима рендгенски зраци настављају кроз тело и излазе на другу страну.

Протонска терапија је слична терапији зрачењем, али нуди циљанији приступ. То значи да је ризик од оштећења ткива око тумора мањи него код стандардног зрачења. мини|У типичном плану лечења за протонску терапију, раширени Брегов врх (РБВ, испрекидана плава линија) показује како се зрачење дистрибуира. РБВ је збир неколико појединачних Брегових врхова (танке плаве линије) на степенастим дубинама. Имајте на уму да се велика већина протонског зрачења испоручује тумору, а не кожи и плитким ткивима испред тумора или дубоким ткивима иза тумора. Црвена линија приказује графикон дубине дозе рендгенског зрака (фотон или конвенционална терапија зрачењем) ради поређења. Ружичасто подручје представља додатне дозе рендгенске радиотерапије испред и иза тумора – које могу оштетити нормална ткива и узроковати секундарне карциноме, посебно коже. Конвенционална терапија зрачењем усмерава фотоне (рендгенске зраке) и електроне на туморе са намером да се искорени неопластично ткиво уз очување суседног нормалног ткива. Оштећења здравог ткива изазвана зрачењем и други малигни тумори су увек забрињавајући, међутим, када се ради о зрачењу протонским снопом, као једним од облика терапије наелектрисаним честицама, добија се одлична дистрибуцију дозе, јер протонска терапија користи раширени врх Брегове криве који има оштру бочну пенумбру и нема излазну дозу. Ово резултује чврстом усклађеношћу са тумором са минималном дозом за околна нормална ткива. Интегрална доза, која је укупна доза за нормална ткива, је најнижа код протонске терапије. Ове карактеристике чине овај облик радиотерапије одличним избором за лечење тумора који се налазе поред критичних структура као што су кичмена мождина, очи и мозак, као и за педијатријске малигне болести, како би се смањио ризик од другог малигнитета. Индикације Лечење је погодно за карциноме који укључују туморе у близини осетљивих делова тела, као што су мозак и кичмена мождина, јер традиционална терапија зрачењем која не може циљати такве туморе може оштетити околне нерве.

Протонска терапија може бити погодна за лечење низа тумора, укључујући карциноме на: мозгу, кичменој мождини глави и врату носу и очима ректуму и анус панкреасу јетри костима меким ткивима кичме и карлице, плућима дојкама једњаку Протонском терапијом се могу лечити и чврсти (солидни) тумори, али се не може да лечи рак који се проширио на друге делове тела.

Међутим, протонска терапија је јако скупа, па су неки истраживачи довели у питање да ли она пружа општу предност у поређењу са другим, јефтинијим терапијама.

Разлика између стандардне рендгенске и протонске терапије Стандардна рендгенска и протонска зрачења су радиотерапије „спољним снопом“ која се користе за лечење различитих врста рака. Међутим, њихова својства су врло различита јер резултују различитим нивоима изложености зрачењу. Стандардна радиотерапија рендгенским зрачењем депонују енергију на свом путу пре него што дођу до тумора и тако испоручују непотребно и потенцијално штетно зрачење здравим ткивима и околним органима. С друге стране, дозе протонске терапије могу се прецизно контролисати како би се примарно депоновала већина енергије унутар тумора. + Основне разлике између рендгенске и протонске терапије Терапија рендгенским зрачењем Протонска терапија Не садржи масу или електрични набој Јако продирајући зраци могу испоручити зрачење кроз било који волумен ткива Зраци депонују већину почетне дозе зрачења (улазна доза) близу пацијентове коже, док комуницирају са здравим ћелијама ближе површини тела, а затим предају преосталу дозу јонизујућег зрачења дубљим оболелим ћелијама Зраци и даље емитују зрачење док природно пролазе кроз тело (излазна доза) слично као на рендгенском снимању Протонска зрак састоји се од тешких, набијених честица Протони улазе у организам и депонују само малу дозу на путу до циља (готово безначајну) Апсорбована доза се повећава постепено, с већом дозом и мањом брзином док сноп не досегне Браг-ов врх - тачка у којој се предаје максимална енергија - која је усмерен тачно унутар места тумора Одмах након овог налета енергије, протонски зрак се потпуно зауставља, тако да свако додатно зрачење престаје Како је протонска терапија само врста радиотерапије спољашњим снопом она дели сличне ризике и нежељене ефекте као и други облицитерапије зрачењем. Међутим доза изван региона третмана може бити знатно мања за туморе дубоког ткива од рендгенске терапије, јер протонска терапија у потпуности користи предности Бреговог врха.

Протонска терапија иако се користи више од 40 година и представља поуздану технологију, она се свим медицинским сазнањима, разумевањим интеракције зрачења са тумором и нормалним ткивом ипак још увек је несавршена метода, јер су тренутна сазнања о томе како зрачење реагује на тумор и нормално ткиво недовољна због малог броја студија.Tepper, Joel E.; Blackstock, A. William (20 October 2009). . .

Такође један од главних проблема са протонском терапијом је то што је она далеко скупља од конвенционалне терапије зрачењем, јер су трошкови изградња новог протонског постројења од 100 до 150 милиона долара.

Апликација Процењено је да је до краја 2019. године ~200.000 пацијената лечено протонском терапијом, лечењем стања која се могу сврстати у две широке категорије:

Локације болести које добро реагују на веће дозе зрачења (ескалацију дозе)

Ескалација дозе је понекад показала већу вероватноћу „излечења“ него конвенционална радиотерапија. Ту спадају, између осталог, увеални меланом (очни тумор), тумор базе лобање и параспинални тумор (хондросарком и хордом) и нересектабилни сарком. У свим овим случајевима протонска терапија даје значајно побољшање у односу на конвенционалну радиотерапију. За рак ока, протонска терапија такође има високу стопу одржавања природног ока.

Прецизност протонске терапије

Третман где повећана прецизност протонске терапије смањује нежељене ефекте смањењем дозе на нормално ткиво. У овим случајевима доза испоручена тумору је иста као у конвенционалној терапији, тако да се не очекује повећана вероватноћа излечења болести. Уместо тога, нагласак је на смањењу дозе на нормално ткиво, чиме се смањују нежељени ефекти радиотерапије.Levy, Richard P.; Blakely, Eleanor A.; et al. (March 2009). . .

Два истакнута примера су педијатријске неоплазме (као што је медулобластом) и рак простате.

Педијатријски малигнитети Неповратни дугорочни нежељени ефекти конвенционалне терапије зрачењем код педијатријских карцинома су добро документовани и укључују поремећаје раста, неурокогнитивну токсичност, ототоксичност са накнадним ефектима на учење и развој језика, и дисфункцију бубрега, ендокриног система и гонада.

Секундарни малигнитет изазван зрачењем је још један веома озбиљан нежељени ефекат који је пријављен.

Пошто постоји минимална излазна доза када се користи терапија протонским зрачењем, доза на околна нормална ткива може бити значајно ограничена, што смањује акутну токсичност која позитивно утиче на ризик од ових дугорочних нежељених ефеката.