Физик плюс медик

Где научиться быть медицинским физиком, чтобы работать с МРТ, ПЭТ и КТ

Виала с радиофармпрепаратом. Фото «ПЭТ Технолоджи»

«Чердак» и «Мастерские инноваций» ФИОП «Роснано» продолжают рассказывать о профессиях будущего. В России разворачивается Федеральная сеть центров ядерной медицины, но специалистов для их обслуживания не хватает. Для современной диагностики и лечения онкологических и других заболеваний стране будут нужны медицинские физики.

Медицинская рутина или скрининг вовремя

Для начала немного страшных цифр: в России зарегистрировано более 3,5 миллиона онкологических больных, каждый год заболевает еще полмиллиона человек, сто тысяч из них не доживает до конца года. Современные методы: хирургия, химиотерапия, традиционная лучевая терапия — недостаточно эффективны и к тому же дороги. Медики пока стоят на своем: выявление заболевания на ранних стадиях — залог спасения пациентов (недавно «Чердак» подробно писал о последних достижениях в этой области).

Для того чтобы сделать раннюю диагностику обычным делом, а не исключением, необходима специальная скрининговая программа для различных слоев населения и так называемых групп риска. Она предписывает обязательную проверку разных органов в разное время: кому — грудь и женские органы, кому — желудок, кому — толстую кишку, а кому и голову. Обнаружить доклинические формы злокачественных опухолей, когда еще не появились опасные симптомы, помогут ПЭТ- и КТ-исследования, а провести лечение — протонная терапия, которая показана половине больных, и другие высокотехнологичные методы. Да, это дорого: необходима перестройка в здравоохранении, разработка новых центров и развитие своего производства оборудования и сырья для ядерной медицины, а также подготовка и переподготовка специалистов, но на кону человеческие жизни. Так что без этих вложений никак не обойтись.

Что происходит уже сейчас? В стране открываются новые центры ядерной медицины, в октябре Правительство России утвердило «дорожную карту» их развития (Распоряжение от 23 октября 2015 года №2144-р), в вузах готовят новых высокотехнологичных специалистов. Попробуем разобраться, с чем придется столкнуться медицинским физикам, которые так необходимы медицине будущего.

«Прозрачный как хрусталь» или ПЭТ для диагностики

Выиграть время и победить болезнь, когда речь идет о самых грозных из них — кардиологии и онкологии, сделать «прозрачным» тело человека, чтобы отличить доброкачественные образования от злокачественных, помогают ядерные технологии в медицине. Если такие методы лучевой диагностики как УЗИ (ультразвуковое исследование), МРТ (магнитно-резонансная томография) и КТ (компьютерная томография) врачи используют, чтобы получить общее представление об опухоли, то с помощью ПЭТ (позитронно-эмиссионная томография) можно «видеть» опухоль на уровне обменных процессов и обнаружить крошечные метастазы вплоть до атомов.

Сегодня ПЭТ-исследование в развитых странах — это обязательный пункт протоколов диагностики и лечения онкологических заболеваний, самый информативный и объективный метод, который применяется уже не один десяток лет и у которого нет альтернатив. Как это работает?

Перед исследованием пациенту вводят радиофармпрепарат (РФП). Способность таких радионуклидных препаратов накапливаться в опухолевых тканях позволяет визуализировать в деталях картину происходящего внутри организма под прицелом ПЭТ/КТ-сканера (для диагностики кардиологических и неврологических заболеваний используют разные РФП). Обычно для проведения исследований в онкологии в качестве РФП используют аналог глюкозы — фтордезоксиглюкозу (ФДГ), молекула которой содержит радиоактивный нуклид фтор-18. Клетки опухоли потребляют больше глюкозы, чем здоровые клетки, и ПЭТ-сканер это регистрирует. Но чтобы получить такую информативную картину, в медицинском центре должны работать мощные сканеры и компьютерное оборудование для диагностики, кроме того, в нужный момент для пациента надо изготовить или доставить РФП. А это уже отдельная сложная задача.

Автоматизированный модуль для производства радиофармпрепаратов. Фото: «ПЭТ Технолоджи»


Для производства радиофармпрепаратов нужен циклотрон, чтобы получить изотопы, оборудование для синтеза РФП и специальная лаборатория для контроля их качества. Поэтому внедрение методов ядерной медицины требует строительства крупных центров и подготовки высококвалифицированных специалистов.

Предположим, больному удалось попасть в современный медицинский центр, пройти диагностику и получать заключение о необходимости дальнейшего лечения. В таком центре он может получить разные виды помощи, обычную лучевую терапию, так называемый «Кибернож» или современную протонную терапию.

Протонная терапия

Более ста лет совершенствовались методы лучевой терапии, и сегодня прогресс в этой области связывают с протонной терапией — использованием протонов для лечения онкологических заболеваний. В чем их преимущество? Разогнанные до огромных скоростей протоны (положительно заряженные аналоги электронов) в два-три раза снижают лучевую нагрузку на окружающую опухоль здоровые клетки по сравнению с гамма-лучами, что значительно уменьшает число побочных эффектов и осложнений.

Кроме того, протонный пучок можно «останавливать» в нужном месте: его интенсивность резко падает за границей опухоли, поэтому ее можно облучать бОльшими дозами при минимальном повреждении нормальных тканей и сокращать время облучения. Протонный луч способен добраться до глубоко расположенных опухолей, а в офтальмологии, например, это единственный способ щадящего лечения. К недостаткам метода следует отнести опять же дороговизну, так как для разгона протонов надо строить ускоритель.

Первые опыты лечения на таких протонных ускорителях были проведены больше пятидесяти лет назад в научных лабораториях Беркли (США), Уппсальском университете (Швеции), а затем и в СССР.

Атомный проект — медицине

Бурное развитие атомной и ядерной физики в 60-е годы, выделение стабильных изотопов открыли дорогу новым технологиям в медицине. Исследования, проведенные в ядерных физических центрах 60-х годов, вылились в строительство мощных медицинских центров. Такой первый клинический центр ПЛТ (протонной лучевой терапии) появился в 1990 году в Лома Линда (Калифорния, США).

К тому времени российские ученые уже имели богатый опыт фундаментальных и прикладных исследований в этой области, так как история отечественной протонной терапии началась в конце 60-х — начале 70-х в ИТЭФ (Москва), ОИЯИ (Дубна) и ПИЯФ (Гатчина), где начались первые облучения с лечебными целями.

В Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ исследования начались в 1967 году под руководством В.П. Джелепова. Сегодня в Дубне действует Медико-технический комплекс (МТК) на базе фазотрона на 660 МэВ, количество пациентов доходит до 100 человек в год. Богатый исследовательский и клинический опыт позволил сотрудникам ОИЯИ: физикам, радиобиологам, медикам — разработать не только собственные методики, но и оригинальные установки: рентгеновский, протонный и позитронный томографы.

В ИТЭФ с 1969 года на базе протонного синхротрона (энергия 7 МэВ) было пролечено больше трех тысяч человек и накоплен богатейший клинический опыт. В Гатчине (ПИЯФ) медицинский комплекс протонной терапии работает с 1975 года, а протоны разгоняет мощный синхроциклотрон СЦ-1000 с энергией 1000 МэВ.

Собственно, до 80-х годов протонную терапию для лечения больных использовали физики, которые занимались фундаментальными исследованиями на ускорителях частиц. Теперь в России появляются специализированные медицинские центры ядерной медицины.

Ядерная сеть для здоровья

В 2017 году Федеральная сеть центров ядерной медицины должна охватить 16 регионов России. Над проектом работает «ПЭТ-Технолоджи», портфельная компания «Роснано» и частные инвесторы. За последний год открыты пять центров, где пациентам доступна сверхточная и информативная диагностика с помощью ПЭТ/КТ. Это Липецк, Тамбов, Орел, Курск и Уфа, где также работает радиохирургическая установка «Кибернож».

В планах — ПЭТ-центр на острове Русский и отделение ПЭТ-диагностики в Брянске, в очереди — Новосибирск, Самара, Екатеринбург, Калуга, Оренбург, Пермь, Ижевск. В конце 2017 года примет первых пациентов самый крупный в Европе высокотехнологичный центр медицинской радиологии в городе Димитровград Ульяновской области. В 2016 году начнутся первые пуски его ускорителя.

Виала с радиофармпрепаратом. Фото: «ПЭТ Технолоджи»


Для проведения ПЭТ-диагностики необходимы радиофармпрепараты, поэтому медицинские центры сосредоточены вокруг их производства. Так, РФП, производимые в городе Елец Липецкой области, доставляют в Тамбов, Курск и Липецк.

Осталось озвучить цену вопроса. На сайте «ПЭТ-Технолоджи» объявлена акция до начала зимы: стоимость ПЭТ/КТ-диагностики — 39 600 рублей.

Но сети ядерной медицины необходимы хорошо обученные специалисты. Кто они? Где и чему надо учиться?

Медицинские физики

Большинство медицинских физиков сегодня занимаются вопросами лучевой диагностики и терапии и работают на онкологию. Они должны хорошо разбираться в сплаве наук, на которых основана ядерная медицина, иметь навыки обращения с современным диагностическим оборудованием. Хотя еще в советское время физики-ядерщики и инженеры привлекались к работе в онкологических диспансерах, и с 1993 года существует Ассоциация медицинских физиков России, но официальный статус специальность «медицинский физик» получила только в 2000 году.

Сейчас разработаны программы обучения, озвучены высокие требования к профессии. Медицинский физик — это специалист с высшим образованием в области физики, математики, механики, электроники или электротехники, работающий в сотрудничестве с медиками. Поэтому он должен разбираться не только в ядерной физике, но и в медицинских приложениях своей профессии. Уровень современных технологий настолько высок, что врачу при проведении лучевой терапии не обойтись без помощи медицинского физика. Он должен не только уметь рассчитывать дозы облучения для диагностики и лечения, но и обеспечивать радиационную защиту пациента, всего персонала и окружающей среды.

Нельзя забывать и о психологической подготовке такого специалиста, которому придется работать и с тяжелобольными людьми.

Куда пойти учиться

1. МГУ имени М.В. Ломоносова. Физический факультет. Кафедра медицинской физики

Первые три года студенты кроме общих курсов по физике и математике получают дополнительное образование по биофизике и основам биологии и медицины. Студенты смогут работать на установках, осваивая физические методы медицинской практики. Участие кафедры предполагается в новом Медицинском центре МГУ. Налаживаются связи кафедры с ведущими медицинскими институтами и центрами, в частности с МНИОИ им П.А. Герцена, где студенты будут проходить преддипломную практику и выполнять дипломные работы.

Форма обучения: очная
Сайт кафедры

2. НИЯУ МИФИ. Факультет экспериментальной и теоретической физики. Кафедра №35 «Медицинская физика»

На кафедре студенты получат фундаментальную подготовку в области физики, теоретической физики, высшей математики, вычислительной техники, электроники и современных методов визуализации изображений. Совместно с ведущими медицинскими и научно-исследовательскими центрами страны сотрудники и студенты кафедры проводят исследования в области ЯМР-диагностики, лучевой терапии, разрабатывают аппаратуру и методики для лазерной медицинской диагностики, ведут работы по созданию отечественного позитронного томографа и современных локаторов раковых опухолей.

Форма обучения: очная. Степень: бакалавр + магистр
Сайт кафедры

3. Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт физики, нанотехнологий и телекоммуникаций

Программа бакалавров и магистров по направлению 010700 — «Физика» (магистерские программы подготовки: «Физика атомного ядра и элементарных частиц» и «Медицинская ядерная физика») — включает подготовку в области экспериментальной ядерной физики и физики элементарных частиц, а также в области применения ядерно-физических методов в науке, технике и медицине как в теории, так и на практике. В ПИЯФ и НИИЭФА кафедра имеет филиалы, где организовано индивидуальное обучение студентов старших курсов на уникальном научном оборудовании и под руководством ведущих научных сотрудников этих институтов.

Форма обучения: очная. Степень: бакалавр + магистр
Сайт института

4. Обнинский институт атомной энергетики (ИАТЭ), НИЯУ МИФИ. Факультет естественных наук. Кафедра радионуклидной медицины

Кафедра готовит специалистов для высокотехнологичных отраслей ядерной медицины — радиоизотопной диагностики и терапии различных заболеваний у человека.

Форма обучения: очная. Степень: бакалавр + магистр
Сайт кафедры

5. Химический факультет МГУ. Кафедра радиохимии совместно с «ПЭТ-Технолоджи» и GE Healthcare

Программа повышения квалификации в области позитронно-эмиссионной и компьютерной томографии. Предлагает обучение по дисциплинам «Радиохимия для сотрудников центров ПЭТ/КТ», «Радиология» и «Медицинская физика для сотрудников центров ПЭТ/КТ».
Сайт кафедры

Ольга Баклицкая
Теги:

Читать еще на Чердаке: