Anders Ahnesjö – Medicinsk strålfysik

Joniserande strålning används inom många medicinska tillämpningar för både diagnostik och behandling. Uppskattningsvis en sjättedel av den västerländska befolkningen kommer någon gång under sin livstid att strålbehandlas som del av en cancerbehandling. Vår forskning fokuserar på de fysikaliska och tekniska aspekterna av strålanvändning, där vi är särskilt intresserade av att förbättra strålbehandling mot cancer så att möjligheterna att bota ökar och biverkningarna minskar.

När joniserande strålning träffar levande celler kan arvsmassan skadas genom att någon av dess DNA-strängar skadas och kapas av. De flesta strålskadorna repareras automatiskt av inbyggda enzymsystem, men höga stråldoser ger kvarvarande skador som gör att cellerna slutar dela sig. Detta utnyttjas vid strålbehandling av cancer där målet är att stoppa tumörcellernas delning.

Olika strålningstekniker används för att koncentrera stråldosen till tumören så att närliggande friska vävnader får en så låg dos som möjligt för att undvika biverkan i form av strålskadade vävnader.

Extern och intern strålbehandling

Den vanligaste typen av strålbehandling är fotonstrålning av mycket hög energi som genereras i speciella strålkanoner (elektronacceleratorer) som kan riktas mot utvalda mål i patienten. Detta kallas ofta för extern strålbehandling eftersom strålningen kommer från en källa utanför patienten, till skillnad från så kallad brachyterapi där ett inkapslad radioaktivt preparat som avger lämplig strålning placeras i eller nära tumören. Extern strålbehandling kan också ges med strålar av lätta joner, som t.ex. protoner (vätekärnor) eller koljoner.

Strålning med lätta joner ger lägre dos i omkringliggande vävnad

Fotonstrålar går igenom patienten vilket gör att det krävs strålar från olika håll för att få en terapeutisk dos i tumören. Strålar av lätta joner å andra sidan bromsas av vävnaden och får en begränsad räckvidd som kan kontrolleras genom den ursprungliga energi man ger partiklarna innan de når patienten. Dosen ökar dessutom precis i slutet av räckvidden. Det gör att tumören kan ges en hög dos samtidigt som dosen i omkringliggande, frisk vävnad blir avsevärt lägre.

På grund av höga utrustningskostnader används strålning med lätta joner inte i någon större utsträckning. Den nya Skandionkliniken i Uppsala har etablerats som en nationell facilitet för att behandla patienter med protonstrålning. Behandling med koljoner bara finns på ett fåtal platser t.ex. i Japan och Tyskland.

Bättre bot och färre biverkningar

Framgångsrik strålbehandling är en kompromiss mellan att maximera möjligheten att stoppa tumörcellernas delning och samtidigt hålla risken för allvarliga biverkningar på en acceptabel nivå.

I vår forskning utvecklar vid metoder och försöker hitta strategier för att vidga skillnaden mellan bot och biverkningar. Våra projekt spänner över olika längdskalor där vi på nanonivå försöker hitta samband mellan olika strålsorters joniseringsmönster och deras biologiska effektivitet, till att på millimeternivå studera olika tekniker för att förbättra noggrannheten i patientens position under behandlingen så att strålen träffar rätt.

Vi arbetar också med att hitta metoder för att förbättra de datorsimuleringar som görs vid planering av strålbehandling, för att optimalt anpassa dosnivåerna per patient.

Bild optimisering strålterapi
                  En fysikers bild av strålbehandlingsoptimisering


 

Läs mer om våra projekt (endast på engelska)

Mer information om protonterapi