Сәулелік хирургия: қазіргі заманғы емдеу әдісі

Кіріспе

Хирургиялық мамандық – медициналық процедура.

Радиохирургия – сәулеленуді қолдана отырып жасалатын хирургия, яғни, иондаушы сәулелену арқылы тіндің дәл таңдалған аймақтарын жою, кескішпен емес. Радиациялық терапияның басқа түрлері сияқты (радиотерапия деп те аталады), ол көбінесе қатерлі ісіктерді емдеу үшін қолданылады. Радиохирургияны швед нейрохирургы Ларс Лекселл бастапқыда «тереотактикалық бағыттағы мидың қызығушылық тудыратын аймағына жоғары дозадағы сәулеленудің бір реттік сәулеленуі» деп анықтаған. Стереотаксикалық радиохирургияда (СРХ) «стереотаксикалық» термині үш өлшемді координаттар жүйесін білдіреді, ол пациенттің диагностикалық суреттерінде көрінетін виртуалды нысананы пациенттегі нақты нысананың орнымен дәл байланыстыруға мүмкіндік береді. Орталық нерв жүйесінен (ОЖЖ) тыс жерлерде қолданылғанда стереотаксикалық радиохирургия стереотаксикалық денелік сәулелену терапиясы (СДСТ) немесе стереотаксикалық абляциялық сәулелену терапиясы (САСТ) деп те аталуы мүмкін. Электродтарды сәулеленумен алмастыруға алғашқы әрекеттер 1950-жылдардың басында рентген сәулелерін пайдалану арқылы жасалды. Бұл құралдың принципі – бірнеше бағыттан ми ішіндегі нысанаға тар сәулелер шоғырын бағыттау. Сәулелердің жолдары нысаналық көлемде жинақталып, онда өлімге әкелетін сәулелену дозасын жеткізеді, ал жақын жердегі сау тіндерге түсетін дозаны шектейді. Он жылдан кейін физиктер Курт Лиден мен Бьерье Ларссонның еңбегінің арқасында маңызды прогресс жасалды. Осы кезде рентген сәулелерінің орнына стереотаксикалық протондық сәулелер қолданыла бастады. Ауыр бөлшектер сәулесі хирургиялық пышаққа тамаша балама болды, бірақ синхроциклотрон тым ауыр болды. Лекселл хирургтың өзі қолдана алатын, практикалық, ықшам, дәл және қарапайым құралды жасауға кірісті. 1968 жылы Каролинска институтында Гамма пышағы орнатылды, ол гамма сәулелерін сәулелендіруге арналған орталық каналдары бар қалқан сияқты құрылымда орналасқан бірнеше кобальт-60 радиоактивті көздерінен тұрды. Бұл прототип функционалдық нейрохирургиялық процедуралар үшін жарық сияқты сәулелену зақымдануларын жасауға арналған, олар ауруды, қозғалыс бұзылыстарын немесе дәстүрлі емге жауап бермейтін мінез-құлық бұзылыстарын емдеуге бағытталған. Осы бірінші құрылғының табысы кобальт-60-тың 179 көзін қамтитын екінші құрылғыны жасауға әкелді. Бұл екінші Гамма пышағы ми ісіктері мен маңдайшадағы артериовеноздық аномалияларды (АВА) емдеу үшін шар тәрізді зақымданулар жасауға арналған. 1980-жылдары қосымша құрылғылар орнатылды, барлығы 201 кобальт-60 көзімен. Осы дамулармен қатар, сызықтық бөлшектер үдеткішіне немесе Линакқа ұқсас тәсіл әзірленді. Бірінші 4 МэВ клиникалық сызықтық үдеткіш 1952 жылдың маусым айында Лондонның Хаммерсмит ауруханасындағы Медициналық зерттеулер кеңесінің (МЗК) радиотерапиялық зерттеу бөлімінде орнатылды. 1953 жылдың ақпан айында физикалық және басқа да сынақтар үшін тапсырылған жүйе сол жылдың 7 қыркүйегінде науқастарды емдеуді бастады. Сонымен қатар, Стэнфорд микротолқынды зертханасындағы жұмыс 1956 жылы Калифорния штатындағы Стэнфорд университетінің ауруханасына орнатылған 6 МэВ үдеткішіне әкелді. Линак құрылғылары тез арада дәстүрлі фракцияланған сәулелену терапиясы үшін танымал құрылғыға айналды, бірақ Линак радиохирургиясы 1980-жылдарға дейін нақтылыққа ие болған жоқ. 1982 жылы испан нейрохирургы Ж. Барсия Салорио АВА мен эпилепсияны емдеу үшін кобальттан және кейін Линактан жасалған фотондық радиохирургияның рөлін бағалауды бастады. 1984 жылы Бетти мен Деречинский Линак негізіндегі радиохирургиялық жүйені сипаттады. Уинстон мен Латц Линак негізіндегі радиохирургиялық прототиптік технологияларды жетілдірілген стереотаксикалық орналасу құрылғысын және әртүрлі компоненттердің дәлдігін өлшеу әдісін енгізу арқылы одан әрі жетілдірді. Модификацияланған Линақты пайдалану арқылы АҚШ-тағы алғашқы науқас 1986 жылдың ақпан айында Бостондағы Бригхем және әйелдер ауруханасында емделді.

Radiosurgery is surgery using radiation, that is, the destruction of precisely selected areas of tissue using ionizing radiation rather than excision with a blade. Like other forms of radiation therapy (also called radiotherapy), it is usually used to treat cancer. Radiosurgery was originally defined by the Swedish neurosurgeon Lars Leksell as "a single high dose fraction of radiation, stereotactically directed to an intracranial region of interest". In stereotactic radiosurgery (SRS), the word "stereotactic" refers to a three dimensional coordinate system that enables accurate correlation of a virtual target seen in the patient's diagnostic images with the actual target position in the patient. Stereotactic radiosurgery may also be called stereotactic body radiation therapy (SBRT) or stereotactic ablative radiotherapy (SABR) when used outside the central nervous system (CNS). The first attempt to supplant the electrodes with radiation was made in the early fifties, with x rays. The principle of this instrument was to hit the intra cranial target with narrow beams of radiation from multiple directions. The beam paths converge in the target volume, delivering a lethal cumulative dose of radiation there, while limiting the dose to the adjacent healthy tissue. Ten years later significant progress had been made, due in considerable measure to the contribution of the physicists Kurt Liden and Börje Larsson. At this time, stereotactic proton beams had replaced the x rays. The heavy particle beam presented as an excellent replacement for the surgical knife, but the synchrocyclotron was too clumsy. Leksell proceeded to develop a practical, compact, precise and simple tool which could be handled by the surgeon himself. In 1968 this resulted in the Gamma Knife, which was installed at the Karolinska Institute and consisted of several cobalt 60 radioactive sources placed in a kind of helmet with central channels for irradiation with gamma rays. This prototype was designed to produce slit like radiation lesions for functional neurosurgical procedures to treat pain, movement disorders, or behavioral disorders that did not respond to conventional treatment. The success of this first unit led to the construction of a second device, containing 179 cobalt 60 sources. This second Gamma Knife unit was designed to produce spherical lesions to treat brain tumors and intracranial arteriovenous malformations (AVMs). Additional units were installed in the 1980s all with 201 cobalt 60 sources. In parallel to these developments, a similar approach was designed for a linear particle accelerator or Linac. Installation of the first 4 MeV clinical linear accelerator began in June 1952 in the Medical Research Council (MRC) Radiotherapeutic Research Unit at the Hammersmith Hospital, London. The system was handed over for physics and other testing in February 1953 and began to treat patients on 7 September that year. Meanwhile, work at the Stanford Microwave Laboratory led to the development of a 6 MeV accelerator, which was installed at Stanford University Hospital, California, in 1956. Linac units quickly became favored devices for conventional fractionated radiotherapy but it lasted until the 1980s before dedicated Linac radiosurgery became a reality. In 1982, the Spanish neurosurgeon J. Barcia Salorio began to evaluate the role of cobalt generated and then Linac based photon radiosurgery for the treatment of AVMs and epilepsy. In 1984, Betti and Derechinsky described a Linac based radiosurgical system. Winston and Lutz further advanced Linac based radiosurgical prototype technologies by incorporating an improved stereotactic positioning device and a method to measure the accuracy of various components. Using a modified Linac, the first patient in the United States was treated in Boston Brigham and Women's Hospital in February 1986.

21 ғасыр

Медициналық бейнелеу және есептеу техникасының технологиялық жетістіктері стереотаксикалық радиохирургияны клиникалық қолдануды арттырды және 21-ғасырда оның мүмкіндіктерін кеңейтті. "Стереотаксикалық" терминіндегі локализацияның дәлдігі мен нақтылығы радиохирургиялық араласулар үшін ең маңызды болып қалады және бастапқыда стереотаксикалық хирургия үшін жасалған N локализаторы және Sturm Pastyr локализаторы сияқты бейне бағытталған технологиялар арқылы айтарлықтай жақсарылады. 21-ғасырда радиохирургияның бастапқы түсінігі бес фракцияға дейін емдеуді қамтуға дейін кеңейді, ал стереотаксикалық радиохирургия – бұл хирургиялық тілік қажет емес, әдетте бас немесе омыртқадағы анықталған нысаналарды жою немесе белсенділігін тоқтату үшін сырттан туындаған иондаушы сәулелерді қолданатын жеке нейрохирургиялық сала ретінде қайта анықталды. Стереотаксикалық радиохирургия мен фракцияланған сәулелік терапия ұғымдарының ұқсастығына қарамастан, емдеуге қол жеткізу механизмі сәл өзгеше, бірақ екі емдеу тәсілінің де кейбір жағдайларда бірдей нәтижелерге қол жеткізе алатыны хабарланады. Стереотаксикалық радиохирургия мақсатты тінді жою үшін, жақын жердегі сау тінді сақтап қалу үшін шағын аймақтарға дәл, жоғары дозаны жеткізуге баса назар аударады. Осы принцип дәстүрлі сәулелік терапияда да қолданылады, бірақ үлкен аумақтарға таратылған төмен дозалар жиі қолданылады (мысалы, VMAT емдеуінде). Фракцияланған сәулелік терапия мақсатты және айналасындағы сау тіндердің жинақталған сәулелену дозасына қатысты әртүрлі радиосезімталдығына көбірек сенеді. Бүгінде екі емдеу әдісі де толықтырады, өйткені фракцияланған сәулелік терапияға төзімді ісіктер радиохирургияға жақсы жауап бере алады, ал радиохирургия үшін тым үлкен немесе маңызды органдарға тым жақын ісіктер фракцияланған сәулелік терапияға сәйкес болуы мүмкін. Негізгі өндірушілер Varian және Elekta арнайы радиохирургиялық линактарды, сондай-ақ радиохирургиялық мүмкіндіктері бар дәстүрлі емдеуге арналған машиналарды ұсынады. Сәуле пішіндіру технологиясымен, емдеу жоспарлаумен және бейне бағытталған құралдармен дәстүрлі линактарды толықтыруға арналған жүйелер бар. Арнайы радиохирургиялық линакқа мысал – CyberKnife, пациенттің айналасында қозғалатын және ісікті көптеген бекітілген позициялардан сәулелендіретін роботтық қолға орнатылған ықшам линак, осылайша Gamma Knife тұжырымын имитациялайды.

Technological improvements in medical imaging and computing have led to increased clinical adoption of stereotactic radiosurgery and have broadened its scope in the 21st century. The localization accuracy and precision that are implicit in the word "stereotactic" remain of utmost importance for radiosurgical interventions and are significantly improved via image guidance technologies such as the N localizer and Sturm Pastyr localizer that were originally developed for stereotactic surgery. In the 21st century the original concept of radiosurgery expanded to include treatments comprising up to five fractions, and stereotactic radiosurgery has been redefined as a distinct neurosurgical discipline that utilizes externally generated ionizing radiation to inactivate or eradicate defined targets, typically in the head or spine, without the need for a surgical incision. Irrespective of the similarities between the concepts of stereotactic radiosurgery and fractionated radiotherapy the mechanism to achieve treatment is subtly different, although both treatment modalities are reported to have identical outcomes for certain indications. Stereotactic radiosurgery has a greater emphasis on delivering precise, high doses to small areas, to destroy target tissue while preserving adjacent normal tissue. The same principle is followed in conventional radiotherapy although lower dose rates spread over larger areas are more likely to be used (for example as in VMAT treatments). Fractionated radiotherapy relies more heavily on the different radiosensitivity of the target and the surrounding normal tissue to the total accumulated radiation dose. Today, both treatment techniques are complementary, as tumors that may be resistant to fractionated radiotherapy may respond well to radiosurgery, and tumors that are too large or too close to critical organs for safe radiosurgery may be suitable candidates for fractionated radiotherapy. The major manufacturers, Varian and Elekta offer dedicated radiosurgery Linacs as well as machines designed for conventional treatment with radiosurgery capabilities. Systems designed to complement conventional Linacs with beam shaping technology, treatment planning, and image guidance tools to provide. An example of a dedicated radiosurgery Linac is the CyberKnife, a compact Linac mounted onto a robotic arm that moves around the patient and irradiates the tumor from a large set of fixed positions, thereby mimicking the Gamma Knife concept.

Әрекет ету механизмі

Радиохирургияның негізгі принципі – жоғары энергиялы сәулелер арқылы тіндердің таңдамалы иондануы болып табылады. Иондану – бұл жасушаларға зиян келтіретін иондар мен бос радикалдардың түзілуі. Бұл иондар мен радикалдар, жасушадағы судан немесе биологиялық материалдардан пайда болып, ДНК, ақуыздар және липидтерге түзетуге келмейтін зақымдар келтіріп, жасушаның өліміне әкеледі. Осылайша, биологиялық белсенділігін жою емделетін тіндердің көлемінде нақты жойғыш әсермен жүзеге асырылады. Сәулелену дозасы әдетте грейлермен өлшенеді (бір грей (Gy) – массаның килограмына бір джоуль энергияның жұтылуы). Сәулеленген әртүрлі органдар мен сәулелену түрін ескеретін бірлік – сиверт, ол энергия мөлшерін де, биологиялық тиімділігін де сипаттайды.

Клиникалық қолдану

Орталық жүйке жүйесінен тыс қолданғанда, бұл стереотаксикалық денеге бағытталған сәулелік терапия (СБТТ) немесе стереотаксикалық абляциялық сәулелік терапия (САБР) деп аталуы мүмкін.

Ми мен омыртқа

Радиохирургияны көп салалы команда – нейрохирургтар, сәулелік онкологтар және медициналық физиктер жүргізеді. Олар медициналық сызықтық үдеткіштер, Гамма пышақ және Кибер пышақ бірлігі сияқты өте күрделі, жоғары дәл және күрделі құралдарды пайдалануға және күтіп ұстауға жауапты. Ми мен омыртқаның ішіндегі нысаналарды жоғары дәл сәулелендіруді жоспарлау үшін компьютерлік томография, магниттік-резонанстық томография және ангиографиядан алынған медициналық бейнелердегі ақпарат қолданылады. Радиохирургия көбінесе ісіктерді, қан тамырларының зақымдануын және функционалдық бұзылыстарды емдеу үшін қолданылады. Бұл әдіс қолданылғанда маңызды клиникалық шешімдер қабылдануы керек, сондай-ақ зақымның түрі, егер бар болса патологиясы, мөлшері, орналасуы, пациенттің жасы және жалпы денсаулығы ескерілуі тиіс. Радиохирургияға жалпы қарсы көрсетімдерге нысана зақымның тым үлкен болуы немесе емдеуге тым көп зақымның болуы жатады. Пациенттер амбулаториялық жағдайда бір-бес күн ішінде емделуі мүмкін. Қарсылық бойынша, бас сүйегін ашуды талап ететін дәстүрлі нейрохирургиялық операция – краниотомиядан кейін ауруханада жатудың орташа мерзімі шамамен 15 күнге жетеді. Радиохирургияның нәтижесі емнен кейін бірнеше ай өткен соң ғана байқалуы мүмкін. Радиохирургия ісікті алып тастамай, оның биологиялық белсенділігін жоғалтады, сондықтан зақымның өсуін тоқтату әдетте емнің сәттілігі деп есептеледі. Радиохирургияның жалпы көрсеткіштеріне мидың көптеген түрлері жатады, мысалы, акустикалық нейромалар, герминомалар, менингиомалар, метастаздар, тригеминалдық нейралгия, артериовенозды аномалиялар және бас сүйегінің ісіктері. Омыртқа метастаздарының стереотаксиялық радиохирургиясы 90% дейін жағдайларда ауырсынды бақылауда тиімді және бейнелеу бағалауларында 95% жағдайларда ісіктердің тұрақтылығын қамтамасыз етеді, әсіресе омыртқа метастаздары бір немесе екі сегментке тараған кезде тиімдірек. Ал көп сегментті омыртқа зақымдануларында дәстүрлі сыртқы сәулелік терапия артық тиімді.

Комбинациялық терапия

СРС жеке немесе басқа емдеулермен бірге қолданылуы мүмкін. Ми метастаздары үшін емдеу опцияларының қатарында мидың толық сәулелік терапиясы (WBRT), хирургиялық араласу және жүйелік емдеулер бар. Дегенмен, жақында жасалған жүйелі шолу ми метастаздарынан болатын жалпы өмір сүру көрсеткіштеріне немесе өлім-жітімге қатысты СРС-ті жеке және СРС пен WBRT-ді немесе WBRT-ді жеке салыстырғанда ешқандай айырмашылық таба алмады.

Басқа дене мүшелері

Стереотаксикалық сәулелік терапияны басқа зақымдарға қолдану артып келеді, оған бауыр қатерлі ісігі, өкпе қатерлі ісігі, бүйрек қатерлі ісігі және т.б. жатады.

Қауіптері

2010 жылдың желтоқсан айында The New York Times газетінде сызықтық үдеткіш әдісімен радиохирургия жасау кезінде сәулеленудің қалыптан тыс дозалары тіркелгені хабарланды, бұл көбінесе стереотаксикалық радиохирургияға бейімделген жабдықтардың жеткіліксіз қауіпсіздік шараларынан туындады. АҚШ-та осы құрылғыларды Азық-түлік және дәрі-дәрмек басқармасы (FDA) реттейді, ал «Гамма пышағын» Ядролық реттеу комиссиясы реттейді. Бұл стереотаксикалық сәулелік терапиядан кейін пайда болатын сәулелік некрозды емдеуде иммунотерапияның тиімді болуы мүмкін екенін көрсетеді.

Сәулелену көзінің түрлері

Радиацияның және құрылғының дұрыс түрін таңдау, зақымдану түрі, мөлшері және маңызды құрылымдармен салыстырғандағы орналасуы сияқты көптеген факторларға байланысты. Деректер, барлық түрлі техникалармен ұқсас клиникалық нәтижелерге қол жеткізу мүмкін екенін көрсетеді. Қолданылатын құрылғыдан гөрі, емдеу көрсеткіштері, берілген жалпы доза, фракциялау кестесі және емдеу жоспарының сәйкестігі мәселелері маңыздырақ.

Гамма пышағы

Гамма пышағы (сондай-ақ Лекселл гамма пышағы деп те аталады) ми ісіктерін емдеу үшін жоғары интенсивті гамма сәулелену терапиясын қолданады, бұл радиацияны шағын көлемде шоғырландыру арқылы жасалады. Бұл құрылғы 1967 жылы Швецияның Стокгольм қаласындағы Каролинска институтында румыниялық нейрохирург Ладзислау Штайнер, Ларс Лекселл және Швецияның Уппсала университетінің радиобиологы Бьёрн Ларссон жасаған. Гамма пышағы әдетте 201 кобальт-60 көзінен тұрады, олардың әрқайсысы шамамен 30 кюри (1.1 ТБк) және ауыр қорғаныспен жабдықталған жарты шар тәрізді массивке орналастырылған. Құрылғы гамма сәулесін пациенттің миындағы белгілі бір нүктеге бағыттайды. Пациент бас сүйегіне хирургиялық түрде бекітілген арнайы шлем киеді, соның арқасында ми ісігі гамма сәулелерінің бағытында қозғалмайды. Осылайша, бір емдеу сеансында ісікке радиацияның абляциялық дозасы жіберіледі, ал айналасындағы ми тіндері мүмкіндігінше сақталады. Гамма пышағы терапиясы, барлық радиохирургия сияқты, қатерлі жасушаларды өлтіру және ісіктерді кішірейту үшін радиация дозаларын пайдаланады, бұл мидың сау тініне зиян келтірмеу үшін дәл жасалады. Гамма пышағы радиохирургиясы гамма сәулелерінің көптеген шоқтарын бір немесе бірнеше ісікке дәл бағыттауға мүмкіндік береді. Әрбір жеке шоқ салыстырмалы түрде төмен интенсивтілікке ие, сондықтан радиацияның аралық ми тіндеріне тигізетін әсері аз және тек ісікке шоғырланады. Гамма пышағы радиохирургиясы иінді немесе қатерлі ми ісіктері, артериовеноздық аномалиялар (АВА) сияқты қан тамырларының бұзылулары, ауырсыну және басқа да функционалдық проблемалары бар пациенттер үшін тиімді деп дәлелденген. Тригеминальды невралгияны емдеу үшін процедура пациенттерге бірнеше рет қолданылуы мүмкін. Гамма пышағы радиохирургиясынан кейінгі жедел асқынулар сирек кездеседі және асқынулар емделіп жатқан жағдаймен байланысты.

Сызықтық жеделдеткiш негiзiндегi терапиялар

Сызықтық үдемелі құрылғы (линак) жоғары Z нысанасына, әдетте вольфрамға, үдемелі электрондардың соқтығысуынан рентген сәулелерін тудырады. Бұл процеске "рентгендік терапия" немесе "фотондық терапия" деп те аталады. Сәуле шығару басы немесе "гартри" пациенттің айналасында толық немесе жартылай шеңберде механикалық түрде айналады. Науқас жатқан үстел, яғни "диван", да кішкентай сызықтық немесе бұрыштық қадамдармен жылжытылуы мүмкін. Гартри мен диванның қозғалысының үйлесімі сәулеленетін тіндердің көлемін компьютерлік жоспарлауға мүмкіндік береді. Мақсаттың тереңдігіне байланысты, миды емдеу үшін көбінесе 6 МэВ энергиясы бар құрылғылар қолданылады. Сәуле шығару басынан шығатын энергия шоғының диаметрі коллиматорлар арқылы зақымданудың мөлшеріне сәйкес реттелуі мүмкін. Бұл әртүрлі диаметрлі, әдетте 5 мм-ден 40 мм-ге дейін 5 мм қадаммен ауыстырылатын тесіктер немесе көп жапырақты коллиматорлар болуы мүмкін. Көп жапырақты коллиматорлар металл жапырақшалардан тұрады, олар емдеу кезінде динамикалық түрде жылжытылып, сәуле шоғын абляцияланатын массаға сәйкес келтіруге мүмкіндік береді. 2017 жылға қарай линактар өте тар сәуле геометриясына қол жеткізе алды, мысалы 0,15-тен 0,3 мм-ге дейін. Сондықтан оларды бұрын ашық немесе эндоскопиялық хирургия арқылы жасалған операциялардың бірнеше түрі үшін қолдануға болады, мысалы тригеминальды невралгия үшін. Ұзақ мерзімді бақылау деректері радиожиілікті абляциямен салыстырылатын тиімділік көрсетті, бірақ ауырсынудың қайталануын болдырмау үшін хирургиядан кем. Мұндай алғашқы жүйелерді Стэнфорд университетінің нейрохирургия және сәулелік онкология профессоры Джон Р. Адлер, сондай-ақ Рассел мен Питер Шонбергтер Schonberg Research-те әзірледі және CyberKnife тауарлық белгісімен коммерцияландырды.

Протондық сәулемен емдеу

Протонды сәулелік хирургияда протондық сәулелік терапия (ПБТ) немесе протондық терапия деп аталатын процедура қолданылуы мүмкін. Протонды медициналық синхротрон немесе циклотрон протондық донор материалдарынан шығарып, олардың қозғалыс жолын қалыптастыру үшін қуатты магниттерді пайдалана отырып, дөңгелек, вакуумдалған құбыр немесе қуыс арқылы бірнеше рет өткізеді, осылайша протон адам денесін толығымен кесіп өтуге жеткілікті энергияға жетеді, әдетте шамамен 200 МэВ. Содан кейін олар пациенттің денесіндегі емдеуге арналған аймаққа, яғни сәулелену нысанасына жіберіледі. Белгілі бір энергиядағы протондарды жеткізетін кейбір машиналарда, сәуле энергиясын қажетті тереңдікке дейін реттеу үшін сәуле көзі мен пациенттің арасына пластиктен жасалған арнайы маска қойылады. Протонның шығарылғандағы Брэгг шыңының құбылысы протондық терапияға радиацияның басқа түрлерімен салыстырғанда артықшылық береді, себебі протон энергиясының көп бөлігі шектеулі қашықтықта шоғырланады, сондықтан осы шектен тыс жердегі (және белгілі бір деңгейде осы шектегі) тіндер радиацияның әсерінен қорғалады. Протонның бұл қасиеті, су астына қарсы соғыста қолданылатын жарылғыш қаруларға ұқсастығы үшін "тереңдік зарядтамасының әсері" деп аталды, бұл тіпті өте бейреттелген нысаналардың айналасында конформды дозаны бөлуге және оптикалық хиазма немесе ми сабасы сияқты радиацияға сезімтал құрылымдармен қоршалған немесе артқы жағынан қорғалған нысаналарға жоғары доза беруге мүмкіндік береді. "Интенсивтілік модуляцияланған" техникалардың дамуы сызықтық үдеткіштерді қолдана отырып радиохирургияда да осындай конформдылыққа қол жеткізуге мүмкіндік берді. 2013 жылғы мәліметтерге сәйкес, протондық сәулелік терапияның көптеген жағдайларда басқа емдеу түрлерінен артық екенін көрсететін ешқандай дәлел жоқ, тек "бірнеше сирек кездесетін балалардың қатерлі ісіктері" үшін ғана. Қымбат ПБТ орналымдарының саны артып келе жатқандықтан, сыншылар "медициналық қарулану жарысы" және "ақылға сыймас медицина мен тұрақсыз мемлекеттік саясат" туралы айтты.