Aktuální číslo:

2025/7

Téma měsíce:

Umění

Obálka čísla

Hadronová terapie

 |  12. 6. 2014
 |  Vesmír 93, 318, 2014/6

Hadronová terapie se začala vyvíjet již v třicátých letech minulého století. Vynálezce prvního urychlovače částic Ernest Orlando Lawrence (cyklotron v roce 1932) si celkem záhy uvědomil aplikační potenciál svého vynálezu v lékařství a již v roce 1938 jeho matka podstoupila úspěšnou léčbu ozařováním pomocí cyklotronu. Lékařský potenciál ozařování byl znám už Wilhelmu C. Röntgenovi, který v roce 1895 objevil X-záření, jak je tehdy nazval, a jen o rok později byla publikována kniha popisující aplikace tohoto záření v lékařství. Ostatně léčebné využití Röntgenova objevu bylo v roce 1901 hlavním zdůvodněním první udělené Nobelovy ceny za fyziku.

V čem se ozařování hadrony liší od ozařování paprsky gama, které se používají už poměrně dlouho? Rozdíly jsou fyzikální. To, jak se záření chová při průchodu hmotou, a tedy také v těle pacienta, velmi silně závisí na hmotnosti částic samotného záření. Zatímco protony jsou z tohoto pohledu těžké částice, rentgenové záření i paprsky gama jsou záření elektromagnetické, tedy fotony, a ty mají nulovou hmotnost. Proto se fotony rentgenového i gama záření stále pohybují v daném prostředí rychlostí světla, i když v nepružných rozptylech ztrácejí energii. Naproti tomu hmotné částice ionizací svého okolí rychlost ztrácejí, až se nakonec zbrzdí úplně. Právě v tom spočívá přednost protonového ozařování nádoru: Velikost ionizace je navíc nepřímo úměrná rychlosti částice a ionizací dochází k poškození tkáně.

Na obrázku 2 je schematicky znázorněn rozdíl mezi ozařováním gama fotony a protony. Je vidět, že při ozařování paprsky gama dostává zdravá tkáň dávku o 20 % větší než nádor, který má být zničen.

Abychom tento nepříznivý efekt omezili, používá se takový typ ozařování, kdy se výsledná dávka, kterou je zasažen nádor, skládá z několika dílčích dávek cílených z různých směrů. I při tomto přístupu je však ozařování protony daleko efektivnější (viz obr. 1). Při aplikaci záření gama-fotonů je zdravá tkáň v okolí nádoru zasažena dávkou, která představuje něco přes polovinu dávky mířící do nádoru.

Popsaný fyzikální princip je dávno známý, ale teprve ohromný pokrok v technologii urychlovačů, v elektronice a ve výpočetní technice v druhé polovině 20. století umožnil, aby se toto vše uplatnilo v široké praxi.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Fyzika
RUBRIKA: Glosy

O autorech

Jan Řídký

Zdeněk Doležal

Doporučujeme

Věstonická superstar

Věstonická superstar video

Soška tělnaté ženy z ústředního tábořiště lovců mamutů u dnešních Dolních Věstonic pod Pálavou je jistě nejznámějším archeologickým nálezem...
K čemu je umění?

K čemu je umění? uzamčeno

Petr Tureček  |  7. 7. 2025
Výstižná teorie lidské evoluce by měla nabídnout vysvětlení, proč trávíme tolik času zdánlivě zbytečnými činnostmi. Proč, jako například lvi,...
Paradoxní příběh paradoxu obezity

Paradoxní příběh paradoxu obezity uzamčeno

Petr Sucharda  |  7. 7. 2025
Obezita představuje jednu z nejzávažnějších civilizačních chorob, jejíž důsledky zasahují do téměř všech oblastí lidského zdraví. Její definice...