Radioterapia protonowa. Cz. 1, Podstawy fizyczne

Bezpieczne stosowanie promieniowania jonizującego w radioterapii wymaga głębokiej znajomości procesów oddziaływania promieniowania z materią. Odnosi się to w szczególności do wiązek protonów, gdzie możliwe jest uzyskanie lepszej niż w przypadku wiązek fotonowych konformalizacji rozkładu zaleconej dawki w obszarze leczonym. Radioterapia protonowa wykazuje wiele korzystnych własności, m.in. dobrze zdefiniowany zasięg, korzystny rozkład dawki z głębokością oraz mniejsze rozpraszanie poprzeczne wiązki. Dokładne poznanie zjawisk i oddziaływań towarzyszących przechodzeniu wiązki protonowej przez materię jest kluczowe w celu prawidłowego rozumienia zależności fizycznych i prawidłowego przeprowadzenia radioterapii. W niniejszym opracowaniu przedstawiono główne zagadnienia oddziaływania cząstek naładowanych z materiałem ośrodka, których zrozumienie jest niezbędne do prawidłowej charakterystyki wiązki protonowej.

---

Acomprehensive knowledge of processes of radiation interaction with matter is essential, in order to ensure the safe use of ionizing radiation in radiotherapy. This applies particularly to therapeutic proton beams, where providing more conformal dose distribution, compared to photon beams, is well feasible. Radiotherapy techniques, using beams of energetic protons provide a series of advantages, like well-defined radiation dose range, Bragg peak dependence of the depth-dose distribution or reduced transverse scattering of the beam. A thorough understanding of the phenomena of interactions of charged particles with matter, is crucial to properly investigate the physical relationships and safely conduct the radiotherapy. This review presents the main issues of the interaction of charged particles with matter, as its full comprehension is necessary for proper characterization of a proton beam.