कण चिकित्सा

Particle therapy
Particle therapy
ICD-9	92.26
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पार्टिकल थेरेपी बाहरी बीम रेडियोथेरेपी का एक रूप है जिसमें कैंसर के उपचार के लिए ऊर्जावान न्यूट्रॉन, प्रोटॉन, या अन्य भारी सकारात्मक आयनों के बीम का उपयोग किया जाता है। अगस्त 2021 तक कण चिकित्सा का सबसे आम प्रकार प्रोटॉन चिकित्सा है।^[1] पुराने रेडियोथेरेपी में उपयोग किए जाने वाले एक्स-रे (फोटॉन बीम) के विपरीत, कण बीम शरीर के माध्यम से ऊर्जा हानि में एक ब्रैग चोटी प्रदर्शित करते हैं, ट्यूमर पर या उसके पास अपनी अधिकतम विकिरण खुराक प्रदान करते हैं और आसपास के सामान्य ऊतकों को नुकसान कम करते हैं।

फोटॉन और इलेक्ट्रॉन चिकित्सा को छोड़कर, कण चिकित्सा को अधिक तकनीकी रूप से हैड्रान चिकित्सा के रूप में भी जाना जाता है। न्यूट्रॉन कैप्चर थेरेपी, जो एक द्वितीयक परमाणु प्रतिक्रिया पर निर्भर करती है, पर भी यहाँ विचार नहीं किया गया है। म्यूऑन चिकित्सा, एक दुर्लभ प्रकार की कण चिकित्सा जो ऊपर की श्रेणियों के भीतर नहीं है, का भी प्रयास किया गया है^[2] हालांकि, चिकित्सा के बजाय म्यूऑन अभी भी इमेजिंग के लिए सबसे अधिक उपयोग किए जाते हैं।^[3]

विधि

इलेक्ट्रॉनों या एक्स-रे के विपरीत, प्रोटॉन से ऊतक तक की खुराक कण की सीमा के अंतिम कुछ मिलीमीटर से अधिक होती है।

कण चिकित्सा लक्षित ट्यूमर पर ऊर्जावान आयनकारी कणों को लक्षित करके काम करती है।^[4]^[5] ये कण ऊतक कोशिकाओं के डीएनए को नुकसान पहुंचाते हैं, अंततः उनकी मृत्यु का कारण बनते हैं। डीएनए की मरम्मत करने की उनकी कम क्षमता के कारण, कैंसर कोशिकाएं इस तरह के नुकसान के लिए विशेष रूप से कमजोर होती हैं।

यह आंकड़ा दिखाता है कि कैसे इलेक्ट्रॉनों, एक्स-रे या विभिन्न ऊर्जा के प्रोटॉन (यह इलेक्ट्रॉनिक था में व्यक्त) के बीम मानव ऊतक में प्रवेश करते हैं। इलेक्ट्रॉनों की एक छोटी सी सीमा होती है और इसलिए वे केवल त्वचा के करीब रुचि रखते हैं (इलेक्ट्रॉन थेरेपी देखें)। ब्रेम्सरेडिएशन एक्स-रे अधिक गहराई से प्रवेश करती है, लेकिन ऊतक द्वारा अवशोषित खुराक तब बढ़ती मोटाई के साथ विशिष्ट घातीय क्षय दिखाती है। प्रोटॉन और भारी आयनों के लिए, दूसरी ओर, खुराक बढ़ जाती है जबकि कण ऊतक में प्रवेश करता है और शक्ति (कण विकिरण) को लगातार रोकता है। इसलिए कण की सीमा (कण विकिरण) के अंत के पास होने वाली ब्रैग चोटी तक बढ़ती मोटाई के साथ खुराक बढ़ जाती है। ब्रैग शिखर से परे, खुराक शून्य (प्रोटॉन के लिए) या लगभग शून्य (भारी आयनों के लिए) तक गिर जाती है।

इस ऊर्जा जमाव प्रोफ़ाइल का लाभ यह है कि लक्ष्य ऊतक के आसपास स्वस्थ ऊतक में कम ऊर्जा जमा होती है। यह ट्यूमर के लिए उच्च खुराक के नुस्खे को सक्षम बनाता है, सैद्धांतिक रूप से उच्च स्थानीय नियंत्रण दर के साथ-साथ कम विषाक्तता दर प्राप्त करता है। रेफरी>Mohan, Radhe; Grosshans, David (January 2017). "प्रोटॉन थेरेपी - वर्तमान और भविष्य". Advanced Drug Delivery Reviews. 109: 26–44. doi:10.1016/j.addr.2016.11.006. PMC 5303653. PMID 27919760.</ref>

आयनों को पहले साइक्लोट्रॉन या सिंक्रोटॉन के माध्यम से त्वरित किया जाता है। उभरते कण बीम की अंतिम ऊर्जा प्रवेश की गहराई को परिभाषित करती है, और इसलिए, अधिकतम ऊर्जा जमाव का स्थान। चूंकि अनुप्रस्थ दिशा में इलेक्ट्रो-मैग्नेट के माध्यम से बीम को विक्षेपित करना आसान है, एक रेखापुंज स्कैन विधि को नियोजित करना संभव है, अर्थात, लक्ष्य क्षेत्र को जल्दी से स्कैन करने के लिए जैसे इलेक्ट्रॉन बीम एक टीवी ट्यूब को स्कैन करता है। यदि, इसके अलावा, बीम ऊर्जा और इसलिए, प्रवेश की गहराई भिन्न होती है, तो एक संपूर्ण लक्ष्य मात्रा को तीन आयामों में कवर किया जा सकता है, जो ट्यूमर के आकार के ठीक बाद एक विकिरण प्रदान करता है। पारंपरिक एक्स-रे चिकित्सा की तुलना में यह एक बड़ा लाभ है।

2008 के अंत में, 28 उपचार सुविधाएं दुनिया भर में चल रही थीं और 70,000 से अधिक रोगियों का इलाज चपरासी के माध्यम से किया गया था, रेफरी>von Essen CF, Bagshaw MA, Bush SE, Smith AR, Kligerman MM (September 1987). "लॉस अलामोस में पायन थेरेपी के दीर्घकालिक परिणाम". International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics. 13 (9): 1389–98. doi:10.1016/0360-3016(87)90235-5. PMID 3114189.</ref>^[6] प्रोटॉन और भारी आयन। इनमें से अधिकांश चिकित्सा प्रोटॉन का उपयोग करके आयोजित की गई है।^[7] 2013 के अंत तक, 105,000 रोगियों का प्रोटॉन बीम से उपचार किया गया था,^[8] और लगभग 13,000 रोगियों ने कार्बन-आयन चिकित्सा प्राप्त की थी। <रेफरी नाम = क्रेमर 24-25>Kramer D (2015-06-01). "कार्बन-आयन कैंसर थेरेपी वादा दिखाती है". Physics Today. 68 (6): 24–25. Bibcode:2015PhT....68f..24K. doi:10.1063/PT.3.2812. ISSN 0031-9228.</ref>

1 अप्रैल, 2015 तक, प्रोटॉन बीम थेरेपी के लिए, दुनिया में 49 सुविधाएं हैं, जिनमें अमेरिका में 14 और अन्य 29 सुविधाएं निर्माणाधीन हैं। कार्बन-आयन थेरेपी के लिए, आठ केंद्र संचालित हैं और चार निर्माणाधीन हैं। <रेफरी नाम = क्रेमर 24-25 /> कार्बन-आयन थेरेपी केंद्र जापान, जर्मनी, इटली और चीन में मौजूद हैं। दो यूएसए संघीय एजेंसियां कम से कम एक यूएस हेवी-आयन थेरेपी सेंटर की स्थापना को प्रोत्साहित करने की उम्मीद कर रही हैं। <रेफरी नाम = क्रेमर 24-25 />

प्रोटॉन थेरेपी

प्रोटॉन थेरेपी एक प्रकार की पार्टिकल थेरेपी है जो विकिरणित रोगग्रस्त ऊतक (जीव विज्ञान) के लिए प्रोटॉन के एक बीम का उपयोग करती है, जो अक्सर कैंसर के इलाज के लिए होती है। अन्य प्रकार की बाहरी बीम रेडियोथेरेपी (जैसे, विकिरण चिकित्सा, या फोटॉन थेरेपी) पर प्रोटॉन थेरेपी का मुख्य लाभ यह है कि प्रोटॉन की खुराक को गहराई की एक संकीर्ण सीमा पर जमा किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप न्यूनतम प्रवेश, निकास या बिखरी हुई विकिरण खुराक होती है। स्वस्थ आस-पास के ऊतकों के लिए।

फास्ट-न्यूट्रॉन थेरेपी

फास्ट न्यूट्रॉन थेरेपी कैंसर के इलाज के लिए आमतौर पर 50 और 70 MeV के बीच उच्च ऊर्जा न्यूट्रॉन का उपयोग करती है। सबसे तेज़ न्यूट्रॉन थेरेपी बीम रिएक्टरों, साइक्लोट्रॉन (डी+बीई) और रैखिक त्वरक द्वारा निर्मित होते हैं। न्यूट्रॉन चिकित्सा वर्तमान में जर्मनी, रूस, दक्षिण अफ्रीका और संयुक्त राज्य अमेरिका में उपलब्ध है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, तीन उपचार केंद्र सिएटल, वाशिंगटन, डेट्रायट, मिशिगन और बटाविया, इलिनोइस में काम कर रहे हैं। डेट्रायट और सिएटल केंद्र एक साइक्लोट्रॉन का उपयोग करते हैं जो एक फीरोज़ा लक्ष्य पर टकराते हुए एक प्रोटॉन बीम का उत्पादन करता है; फर्मिलैब में बटाविया केंद्र एक प्रोटॉन रैखिक त्वरक का उपयोग करता है।

कार्बन आयन रेडियोथेरेपी

कार्बन आयन थेरेपी (सी-आयन आरटी) प्रोटॉन या न्यूट्रॉन से अधिक भारी कणों का उपयोग करती है। कार्बन आयन रेडियोथेरेपी ने तेजी से वैज्ञानिक ध्यान आकर्षित किया है क्योंकि तकनीकी वितरण विकल्पों में सुधार हुआ है और नैदानिक अध्ययनों ने प्रोस्टेट, सिर और गर्दन, फेफड़े, और यकृत कैंसर, हड्डी और कोमल ऊतक सार्कोमा, स्थानीय रूप से आवर्तक मलाशय के कैंसर जैसे कई कैंसर के लिए इसके उपचार लाभों का प्रदर्शन किया है। और अग्नाशयी कैंसर, स्थानीय रूप से उन्नत बीमारी सहित। सामान्य और रेडियो-संवेदी बीमारी के पर्याप्त रूप से हाइपो-आंशिक उपचार के लिए दरवाजा खोलते हुए अन्यथा असाध्य हाइपोक्सिक और रेडियो-प्रतिरोधी कैंसर के इलाज के स्पष्ट लाभ भी हैं।

2017 के मध्य तक, दुनिया भर में 8 से अधिक परिचालन केंद्रों में 15,000 से अधिक रोगियों का इलाज किया जा चुका है। जापान इस क्षेत्र में एक विशिष्ट नेता रहा है। पांच भारी-आयन रेडियोथेरेपी सुविधाएं संचालन में हैं और निकट भविष्य में कई और सुविधाओं के निर्माण की योजना है। जर्मनी में इस प्रकार का उपचार हीडलबर्ग आयन-बीम थेरेपी सेंटर (HIT) और मारबर्ग आयन-बीम थेरेपी सेंटर (MIT) में उपलब्ध है। इटली में नेशनल सेंटर ऑफ ऑन्कोलॉजिकल हैड्रोनथेरेपी (CNAO) यह उपचार प्रदान करता है। ऑस्ट्रिया 2017 में एक CIRT केंद्र खोलेगा, जिसके केंद्र दक्षिण कोरिया, ताइवान और चीन में जल्द ही खुलेंगे। कोई CIRT सुविधा अब संयुक्त राज्य में संचालित नहीं होती है, लेकिन कई विकास के विभिन्न राज्यों में हैं।^[9]

भारी-आयन रेडियोथेरेपी के जैविक लाभ

विकिरण जीव विज्ञान के दृष्टिकोण से, कैंसर रोगियों के इलाज में भारी-आयन बीम के उपयोग का समर्थन करने के लिए पर्याप्त तर्क है। सभी प्रोटॉन और अन्य भारी आयन बीम उपचार शरीर में एक परिभाषित ब्रैग चोटी का प्रदर्शन करते हैं, इसलिए वे ट्यूमर पर या उसके पास अपनी अधिकतम घातक खुराक देते हैं। यह आसपास के सामान्य ऊतकों को हानिकारक विकिरण को कम करता है। हालांकि, कार्बन-आयन प्रोटॉन से भारी होते हैं और इसलिए एक उच्च सापेक्ष जैविक प्रभावशीलता (आरबीई) प्रदान करते हैं, जो बीम की सीमा के अंत में अधिकतम तक पहुंचने के लिए गहराई से बढ़ता है। इस प्रकार कार्बन आयन बीम का आरबीई बढ़ता है क्योंकि आयन ट्यूमर-लेटे हुए क्षेत्र में गहराई से आगे बढ़ते हैं।^[10] सीआईआरटी नैदानिक विकिरण के वर्तमान में उपलब्ध किसी भी रूप में उच्चतम रैखिक ऊर्जा हस्तांतरण (एलईटी) प्रदान करता है।^[11] ट्यूमर को इस उच्च ऊर्जा वितरण के परिणामस्वरूप कई डबल-स्ट्रैंड डीएनए टूट जाते हैं जो ट्यूमर की मरम्मत के लिए बहुत मुश्किल होते हैं। पारंपरिक विकिरण मुख्य रूप से सिंगल स्ट्रैंड डीएनए ब्रेक पैदा करता है जो कई ट्यूमर कोशिकाओं को जीवित रहने की अनुमति दे सकता है। सीआईआरटी द्वारा उत्पादित उच्च एकमुश्त कोशिका मृत्यु दर भी रोगी की प्रतिरक्षा प्रणाली को उत्तेजित करने के लिए एक स्पष्ट प्रतिजन हस्ताक्षर प्रदान कर सकती है।^[12]^[13]

गतिमान लक्ष्यों की कण चिकित्सा

वक्ष और उदर क्षेत्र में स्थित ट्यूमर के कण चिकित्सा की शुद्धता लक्ष्य गति से बहुत प्रभावित होती है। इसके नकारात्मक प्रभाव के शमन के लिए ट्यूमर की स्थिति की निगरानी की उन्नत तकनीकों की आवश्यकता होती है (उदाहरण के लिए, प्रत्यारोपित रेडियो-अपारदर्शी फ़िड्यूशियल मार्करों की फ्लोरोस्कोपिक इमेजिंग या सम्मिलित ट्रांसपोंडर की विद्युत चुम्बकीय पहचान) और विकिरण (गेटिंग, रीस्कैनिंग, गेटेड रीस्कैनिंग और ट्यूमर ट्रैकिंग)।^[14]

संदर्भ

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बाहरी संबंध

[1] Matsumoto, Y.; Fukumitsu, N.; Ishikawa, H.; Nakai, K.; Sakurai, H. (2021). "A Critical Review of Radiation Therapy: From Particle Beam Therapy (Proton, Carbon, and BNCT) to Beyond". Journal of Personalized Medicine. 11 (8): 825. doi:10.3390/jpm11080825. PMC 8399040. PMID 34442469.

[2] Liu, Dong; Woo, Jong-Kwan (2020). "म्यूऑन थेरेपी की जांच". New Physics: SAE Mulli. 70 (2): 148–152. doi:10.3938/NPSM.70.148. S2CID 214039747.

[3] Yang, Guangliang; Clarkson, Tony; Gardner, Simon; Ireland, David; Kaiser, Ralf; Mahon, David; Jebali, Ramsey Al; Shearer, Craig; Ryan, Matthew (2019). "उपन्यास म्यूऑन इमेजिंग तकनीक". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 377 (2137). Bibcode:2019RSPTA.37780062Y. doi:10.1098/rsta.2018.0062. PMC 6335303. PMID 30530538.

[Amaldi-4] Amaldi U, Kraft G (2005). "कार्बन आयनों के बीम के साथ रेडियोथेरेपी". Reports on Progress in Physics. 68 (8): 1861–1882. Bibcode:2005RPPh...68.1861A. doi:10.1088/0034-4885/68/8/R04.

[J.C3.A4kel-5] {{cite journal | vauthors = Jäkel O | title = हैड्रॉन थेरेपी में कला की स्थिति| journal = AIP Conference Proceedings | volume = 958 | issue = 1 | date = 2007 | pages = 70–77 | doi = 10.1063/1.2825836 | bibcode = 2007AIPC..958...70J }

[6] "TRIUMF: Cancer Therapy with Pions". Archived from the original on 2008-12-05.

[PTCOG-7] PTCOG: Particle Therapy Co-Operative Group

[8] Jermann M (May 2014). "Particle Therapy Statistics in 2013". International Journal of Particle Therapy. 1 (1): 40–43. doi:10.14338/IJPT.14-editorial-2.1.

[9] Tsujii H (2017). "कार्बन-आयन रेडियोथेरेपी का अवलोकन". Journal of Physics: Conference Series. 777 (1): 012032. Bibcode:2017JPhCS.777a2032T. doi:10.1088/1742-6596/777/1/012032.

[10] Tsujii H, Kamada T, Shirai T, Noda K, Tsuji H, Karasawa K, eds. (2014). Carbon-Ion Radiotherapy : Principles, Practices, and Treatment Planning. Springer. ISBN 978-4-431-54456-2.

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[pmid27376030-12] Ebner DK, Kamada T (2016). "कार्बन-आयन रेडियोथेरेपी की उभरती भूमिका". Frontiers in Oncology. 6: 140. doi:10.3389/fonc.2016.00140. PMC 4894867. PMID 27376030.

[13] "विकिरण चिकित्सा के दुष्प्रभाव". 17 May 2019. Saturday, 3 August 2019

[14] Kubiak T (October 2016). "मूविंग टार्गेट्स की पार्टिकल थेरेपी - ट्यूमर मोशन मॉनिटरिंग और मूविंग टार्गेट्स रेडिएशन के लिए रणनीतियाँ". The British Journal of Radiology. 89 (1066): 20150275. doi:10.1259/bjr.20150275. PMC 5124789. PMID 27376637.

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