News

Gdy w 1924 roku szwedzki fizyk Gustaw Ising zaproponował metodę przyspieszania naładowanych cząstek w zmiennym polu elektrycznym, zapewne nie spodziewał się, że po 30 latach rezultaty jego czysto teoretycznej pracy zostaną wykorzystane w medycynie. Stało się to w 1953 r. , gdy w oparciu o pomysł Isinga zbudowano w Londynie pierwszy medyczny akcelerator liniowy. Mniej więcej w tym samym czasie profesor Andrzej Sołtan rozpoczął tworzenie w Świerku pod Warszawą Instytutu Badań Jądrowych. Już po kilku latach fizycy instytutu zbudowali pierwszy akcelerator badawczy, a w połowie lat siedemdziesiątych podjęli produkcję akceleratorów Neptun 10 dla potrzeb medycyny, korzystając – jak wiele gałęzi polskiej gospodarki w tym okresie – z licencji francuskiej firmy CGR. Dziś Zakład Aparatury Jądrowej (ZdAJ) Instytutu Problemów Jądrowych im. Andrzeja Sołtana jest jednym z pięciu na świecie producentów akceleratorów medycznych i przemysłowych.. W Świerku opracowano linię akceleratorów medycznych COLINE, które posiadają europejski certyfikat CE i są w stanie sprostać najwyższym wymaganiom stawianym nowoczesnemu sprzętowi terapeutycznemu.

Sprzęt do radioterapii jest niewątpliwie drogi. Akcelerator to bardzo skomplikowane urządzenie, w którym elektrony lub inne naładowane cząstki przyspieszane są do prędkości bliskiej prędkości światła. Cząstki przyspieszane są dzięki oddziaływaniu z polem elektrycznym. W akceleratorze medycznym, w rurze próżniowej o długości ok. 1 metra, pole elektryczne zmienia się kilka miliardów razy w ciągu sekundy. Rozpędzana cząstka doznaje takiego przyspieszenia, jakie wywołałoby napięcie przyspieszające o wartości kilku milionów wolt. Tor mknącej cząstki zakrzywiany jest dalej przez pole magnetyczne i kierowana jest ona w stronę pacjenta. W aparatach do naświetlań w terapii podstawowej, naładowane cząstki trafiają w tarczę wolframową i wyhamowując, emitują fotony promieniowania rentgenowskiego. Fotony te tworzą wiązkę, której kształt jest „rzeźbiony” przez kolimator w zależności od potrzeb dyktowanych przez rozkład zmian chorobowych u naświetlanego pacjenta. Wiązka kierowana precyzyjnie na guz, niszczy jego komórki. Przy wyższych energiach cząstek, używa się także bezpośrednio wiązek elektronowych. Przyszłość to terapia hadronowa, w której do naświetlań wykorzystywać się będzie wiązki rozpędzonych jąder atomowych.

Proces naświetlań planuje się dokładnie co do kątów i dawek skierowanych na pacjenta, tak aby zmaksymalizować skutki wywołane w tkance rakowej i zminimalizować skutki wywołane w zdrowej tkance. Leczenie odbywa się w ramach linii terapeutycznej, w której bada się układ organów wewnętrznych pacjenta, symuluje się proces naświetlania i zebrane dane przetwarza komputerowo. Na ich podstawie przygotowuje się indywidualnie dopasowaną serię zabiegów.

Standardy Światowej Organizacji Zdrowia przewidują, że jeden akcelerator terapeutyczny powinien przypadać na 300 tys. mieszkańców. W Polsce mamy w tej chwili zaledwie połowę potrzebnych urządzeń. Mimo kolejnych programów naprawczych, mimo obecności tej tematyki w programach polityki zdrowotnej kolejnych rządów, stan ulegał poprawie znacznie wolniej w stosunku do oczekiwań chorych. W czerwcu 2005 roku Sejm przyjął ustawę o Narodowym Programie Zwalczania Chorób Nowotworowych (NPZChN). Zagwarantowano dziesięcioletni budżet w wysokości 3 mld. zł. Ponad połowa tej kwoty przeznaczona będzie na doposażenie sprzętowe szpitali onkologicznych.

Uchwalenie programu wniosło uzasadnioną nadzieję w serca pacjentów. Lekarzom powinno dać poczucie swobody wyboru i możliwości stawiania najwyższych wymagań wobec dostawców sprzętu, bo zakup akceleratora to inwestycja na długie lata. Producenci zapewniają, że ich urządzenia będą pracować przynajmniej przez kilkanaście lat i że będą w tym okresie serwisowane. ZdAJ do dziś serwisuje swoje dwudziesto- i trzydziestoletnie akceleratory z powodzeniem pracujące w Berlinie i Budapeszcie. Sprawny technicznie sprzęt oczywiście starzeje się moralnie. Zmieniają się układy sterowania i planowania. Zmieniają się standardy zabezpieczeń – przede wszystkim przed błędami człowieka, bo w całej linii terapeutycznej to człowiek potrafi być najbardziej zawodnym ogniwem. Ale modernizacja w tym zakresie to operacja stosunkowo tania i w pełni efektywna .

Na polskim rynku, poza instytutem ze Świerka, funkcjonują jeszcze trzy koncerny międzynarodowe. Największym z nich – jest amerykański Varian. Jego korzenie sięgają lat trzydziestych ubiegłego wieku, kiedy to bracia Varian skonstruowali klistron – źródło szybkozmiennego pola elektrycznego przyspieszającego cząstki w sercu akceleratora. Pierwszej połowy XX wieku sięgają też tradycje produkcji sprzętu medycznego w Europie firmy Siemens. Trzeci producent, szwedzka Electa, to marka obecna od niedawna, ale korzystająca z doświadczeń Philipsa.

Czy polski producent – w dodatku instytut naukowy – jest w stanie skutecznie konkurować z gigantami na wolnym rynku? Pozornie oczywista odpowiedź na to pozornie retoryczne pytanie wcale nie jest oczywista. Akceleratorów nie produkuje się taśmowo w milionach sztuk. Na świecie zainstalowanych jest obecnie zaledwie 7 tysiący akceleratorów medycznych, a rocznie potrzeba co najwyżej kilkuset nowych. Ogranicza to możliwości produkcji wielkoseryjnej i ciężar konkurencyjności przenosi z działów organizacji produkcji, promocji i dystrybucji do laboratoriów badawczych i biur konstrukcyjnych. W tej dziedzinie polscy producenci korzystający z zaplecza badawczego IPJ nie mają się czego wstydzić.

Instytut Problemów Jądrowych jest dużym organizmem badawczym zatrudniającym 450 osób z czego ponad 130 pracowników w pionie nauki. W tej ostatniej liczbie jest ok. 50 profesorów i doktorów habilitowanych – specjalistów w dziedzinie fizyki oddziaływań cząstek materii i budowy wielkich międzynarodowych urządzeń eksperymentalnych. W dziesięciu zakładach naukowych instytutu mieszczących się w Świerku, Warszawie i Łodzi współtworzy się koncepcje i buduje podukłady aparatury, która dziś pozwala nam zgłębiać najbardziej ukryte zagadki praw przyrody. Za kilkadziesiąt lat – podobnie jak prace Isinga – międzynarodowy wysiłek, w którym uczestniczy IPJ z całą pewnością zaowocuje nieprzewidywalnymi dziś zastosowaniami praktycznymi. Ale już dziś część rozwiązań przygotowywanych dla wielkich akceleratorów CERN-u, DESY lub projektu opracowywanego we Frascati może być przenoszone do produkcji „malutkich” akceleratorów medycznych i przemysłowych – COLINE-ów i LILLYPUT-ów. To nie dające się przecenić „know-how” polskich fizyków jest największym atutem ZdAJ. Nawet określenie „transfer nowych technologii” nie wydaje się tu być do końca adekwatne. Wiedza fizyków ze Świerka nie jest bowiem ukryta za patentami opisującymi konstrukcje i technologie. Wiedza ta jest szeroko pokazywana światu w trzystu publikacjach zamieszczanych rocznie w najbardziej renomowanych czasopismach naukowych. Profesorowie pytani o to czemu publikują, a nie patentują nie mają żadnych wątpliwości, że wiedzy ocierającej się o zagadnienia podstawowe nie wolno reglamentować. Sto lat temu podobną postawę lansowała Maria Curie-Skłodowska.

Akceleratory ze Świerka pracują w Polsce i w kilku innych krajach. Ostatnie lata wymusiły konieczność dostosowania się ZdAJ IPJ do nowych wymogów formalnych. Natychmiast po wstąpieniu Polski do Unii Europejskiej wystąpiono o niezbędne certyfikaty i mimo wymaganych tomów dokumentacji uczyniono to szybciej niż zdążyły się zorganizować właściwe służby certyfikacyjne. W tej chwili cała linia produktów COLINE posiada znak CE gwarantujący prawo sprzedaży na najbardziej wymagających rynkach.

ZdAJ IPJ usilnie zabiega o polski rynek. Warunkiem będzie przekonanie lekarzy, że oferowana aparatura jest niezawodna i nie ustępuje ofertom konkurencyjnym oraz jest dostosowana do naszych specyficznych potrzeb. Polskie akceleratory skompaktyfikowano tak, by mieściły się w bunkrach pozostałych po wycofywanych bombach kobaltowych. Opracowano nowe akceleratory o wyższej energii 15 MeV. Użytkownikom proponuje się nowoczesny kolimator listkowy, cyfrowy system obrazowania, zapewnia pełną kompatybilność systemową ze sprzętem innych producentów, oferuje niemal kompletną linie terapeutyczną (symulatory, stoły, osprzęt i wyposażenie bunkra), zapewnia się szybki, tani i przyjazny serwis. Osobny segment oferty to bardzo atrakcyjna ekonomicznie modernizacja akceleratorów już pracujących, tak by mogły jeszcze przez kilka lat służyć oczekującym pacjentom, zachowując odpowiedni standard i bezpieczeństwo.

IPJ od początku roku prowadzi kampanię wymiany informacji ze środowiskiem medycznym. Przedstawicielom instytutu zależy, by z jednej strony przekazać lekarzom możliwie najpełniejszą wiedzę o oferowanym sprzęcie, z drugiej strony -uzyskać jak najwięcej informacji o oczekiwaniach i potrzebach użytkowników. Oferta IPJ została m.in. przedstawiona w kwietniu na posiedzeniu Rady d.s. Zwalczania Chorób Nowotworowych, gdzie spotkała się z bardzo ciepłym przyjęciem. Inżynierowie i fizycy ZdAJ IPJ docierają także do poszczególnych szpitali. W październiku zostanie zorganizowana w Świerku Szkoła akceleratorowa. Naukowcy i inżynierowie ze Świerka są przekonani, że dopracowana we wszystkich szczegółach oferta, współpraca ze środowiskiem użytkowników oraz strategia nastawiona na budowę zaufania w oparciu o stawianie ponad wszystko dobra pacjenta zaowocują wkrótce instalowaniem w polskich szpitalach dobrego i taniego sprzętu polskiej produkcji.

Marek Pawłowski