Centrum Onkologii w Warszawie

Generatory promieniowania jonizującego mają szerokie zastosowanie w medycynie, a szczególnie w onkologii. Chodzi tu o rentgenowskie aparaty diagnostyczne i monitorujące, ale przede wszystkim o aparaty stosowane w radioterapii nowotworów. W ponad stuletniej historii radioterapii do napromieniania nowotworów używano początkowo aparatów rentgenowskich o energii ok. 250 kV (do lat 1970-tych), a następnie aparatów ze źródłami izotopowymi, najczęściej kobaltu Co-60 (od ok. 1955 roku). Po II-giej wojnie rozpoczęto budowę przyspieszaczy elektronów, które pozwoliłyby generować wiązki promieniowania o wyższych energiach, bardziej korzystnych dla radioterapii. Początkowo były to akceleratory Van der Graffa, betatrony, a następnie liniowe akceleratory elektronów.
Obecnie na świecie, w krajach rozwiniętych, stosowane są medyczne akceleratory liniowe, generujące wiązki fotonów i elektronów o energiach w zakresie 4-25 MeV.
Radioterapia nowotworów polega na napromienianiu tkanek nowotworowych dawką promieniowania wystarczająco wysoką dla zniszczenia nowotworu, starając się oszczędzić w jak największym stopniu sąsiadujące z nowotworem tkanki zdrowe. Nie jest to zadanie proste, bo nowotwory mogą mieć najróżniejsze kształty, wielkość i umiejscowienie w organizmie. Obecnie istnieją metody zarejestrowania kształtu pacjenta, położenia struktur anatomicznych i nowotworu w jego wnętrzu za pomocą rentgenowskich skanerów komputerowych (CT). Obrazy CT dostarczają danych geometrycznych pozwalających odtworzyć przestrzenny obraz pacjenta w systemie komputerowym do planowania napromieniania, a także rozkład gęstości tkanek niezbędny dla prawidłowego obliczenia rozkładu dawek w obszarze napromienianym.
Nowoczesna radioterapia polega na napromienianiu zmiany nowotworowej wiązkami promieniowania skierowanymi na nią z różnych kierunków. Pozwala to na podanie wysokiej dawki na nowotwór, podczas gdy zdrowe tkanki ją otaczające dostają dawkę znacznie niższą, która jest przez nie tolerowana. Wiązki promieniowania mogą mieć różne energie oraz różne kształty przekroju, dostosowane do kształtu nowotworu widzianego z danego kierunku. Nowoczesne akceleratory są wyposażone w kolimatory wielolistkowe pozwalające na formowanie wiązek o nieregularnych kształtach w zakresie wielkości pola od 1 cm do 40 cm. Pozwalają one również na modulację intensywności wiązki w jej przekroju poprzecznym, a w rezultacie na otrzymanie rozkładu dawki optymalnie dostosowanego do kształtu i położenia nowotworu.
W Centrum Onkologii w Warszawie zainstalowanych jest 7 akceleratorów o energii wiązki 15 MeV oraz 4 akceleratory o energiach 4-6 MeV. Wszystkie one pozwalają na realizację najbardziej złożonych planów napromieniania, oraz na precyzyjną kontrolę dozymetryczną podawanych dawek. W Centrum w Warszawie napromienianych jest ok. 9000 nowych pacjentów rocznie. W całej Polsce, w 26 ośrodkach radioterapii, napromienianych jest ok. 50000 pacjentów na ok. 80 przyspieszaczach liniowych.
Można powiedzieć, że energie promieniowania wytwarzanego w tych akceleratorach są nieporównywalnie niższe niż energie osiągane w przyspieszaczu LHC. Jednakże moce dawki promieniowania wytwarzane przez nie, rzędu 2-6 Gy/min są bardzo wysokie.
Warto tu wspomnieć, że w około 30 ośrodkach na świecie prowadzi się radioterapię nowotworów za pomocą wiązek hadronowych, tzn. protonów lub jonów węgla. Liczba takich urządzeń na świecie wzrasta i rośnie też zainteresowanie taką radioterapią. Można tu przeprowadzić pewną analogię z akceleratorem w CERN. Początkowo służył on do przyspieszana elektronów (LEP), a teraz przebudowano go do przyspieszania hadronów (LHC). Niewykluczone, że w dalszej przyszłości akceleratory medyczne, które teraz przyspieszają elektrony, będą przyspieszać hadrony z korzyścią dla napromienianych chorych.