پروتون‌درمانی
شرح

پرتون درمانی یک روش درمان با استفاده از پرتو خارجی است که از یک تابش یونیزه‌کننده استفاده می‌کند. در پرتو درمانی، پرسنل درمان از یک شتاب‌دهنده ذرات برای هدف قراردادن تومور با استفاده از پروتون‌ها استفاده می‌کنند. این ذرات باردار به دی ان ای (DNA) سلول‌های هدف آسیب می‌زنند که بلافاصله آن‌ها را از بین می‌برد یا تکثیر شدن آن‌ها را متوقف می‌کند. سلول‌های سرطانی به‌طور ویژه نسبت به حمله به DNA به خاطر تکثیر زیاد آن‌ها و کم شدن توانایی آن‌ها برای ترمیم کردن آسیب‌های DNA، آسیب‌پذیر هستند.
به خاطر جرم زیاد پروتون‌ها، پرتون‌ها پراکندگی جانبی کمتری در بافت دارند؛ پرتو زیاد منتشر نمی‌شود، و روی شکل تومور متمرکز باقی می‌ماند و اثرات جانبی کمتری روی بافت‌های مجاور می‌گذارد. همه پرتون‌ها با یک انرژی مشخص یک برد مشخص دارند؛ تعداد خیلی کمی از پرتون‌ها بیشتر از این مقدار نفوذ می‌کنند؛ بنابراین دوز منتقل شده به بافت در چند میلی‌متر آخر برد پروتون بیشینه می‌شود. این بیشینه قله براگ نام دارد، اغلب به نام SOBP شناخته می‌شود.
برای درمان تومور در عمق‌های بیشتر، شتاب‌دهنده باید پروتون‌های با انرژی بیشتر تولید کند، بر حسب الکترون ولت ev. پروتون درمانی تومورهای نزدیک تر به سطح بدن را با یک انرژِی کمتر درمان می‌کند. شتاب‌دهنده‌هایی که برای پروتون درمانی استفاده می‌شود معمولاً پروتون‌ها را با انرژی بین ۷۰ تا ۲۵۰ مگا الکترون ولت تولید می‌کنند. تعیین کردن مقدار انرژی پرتون در طول درمان باعث می‌شود که بیشترین آسیب به سلول‌های سرطانی وارد شود. بافت‌هایی که نزدیک تر به سطح بدن نسبت به تومور هستند مقدار تابش کمتری دریافت می‌کنند لذا آسیب کمتری هم می‌بینند. بافت‌هایی که در عمق بیشتری نسبت به تومور هستند تعداد بسیار کمی پروتون به آن‌ها می‌رسد و دوز دریافتی آن‌ها بسیار بسیار کم است.
در بیشتر موارد درمانی، پروتون‌های با انرژی‌های مختلف در عمق‌های مختلف برای از بین بردن همه تومور استفاده می‌شود.
تخمین زده می‌شود که تا پایان سال ۲۰۱۹، حدود ۲۰۰,۰۰۰ بیمار با استفاده از پروتون‌تراپی درمان شده‌اند. پزشکان از پروتون‌ها برای درمان شرایط در دو دسته کلی استفاده می‌کنند:
۱. مکان‌های بیماری که به دوزهای بالاتر تابش پاسخ خوبی می‌دهند، یعنی افزایش دوز. افزایش دوز گاهی اوقات نشان داده است که احتمال "درمان" (یعنی کنترل محلی) بیشتری نسبت به رادیوتراپی معمولی دارد. این موارد شامل ملانومای یووه‌آ (تومور چشمی)، تومورهای پایه جمجمه و پارااسپاینال (کندروسارکوما و کوردوما)، و سارکومای غیرقابل جراحی هستند. در همه این موارد، پروتون‌تراپی بهبود قابل توجهی در احتمال کنترل محلی نسبت به رادیوتراپی معمولی می‌دهد. برای تومورهای چشمی، پروتون‌تراپی همچنین نرخ‌های بالایی از حفظ چشم طبیعی دارد.
۲. درمان‌هایی که دقت بیشتر پروتون‌تراپی عوارض جانبی ناخواسته را با کاهش دوز به بافت‌های طبیعی کاهش می‌دهد. در این موارد، دوز تومور همانند درمان معمولی است، بنابراین انتظار افزایش احتمال درمان بیماری وجود ندارد. در عوض، تأکید بر کاهش دوز به بافت‌های طبیعی است، بنابراین عوارض ناخواسته کاهش می‌یابد.
عوارض جانبی طولانی مدت غیر-قابل برگشت پرتودرمانی مرسوم برای سرطان های کودکان به خوبی مستند شده است و شامل اختلالات رشد، سمیت عصبی شناختی، سمیت گوش با اثرات متعاقب آن بر یادگیری و رشد زبان، و اختلالات عملکرد کلیوی، غدد درون ریز و غدد جنسی است. بدخیمی ثانویه ناشی از پرتودرمانی یکی دیگر از عوارض جانبی بسیار جدی است که گزارش شده است. از آنجا که هنگام استفاده از  پروتون درمانی حداقل دوز خروجی وجود دارد ، دوز وارد شده به بافت های طبیعی اطراف می تواند به طور قابل توجهی محدود شود و سمیت حاد را کاهش دهد که بر خطر این عوارض جانبی طولانی مدت تأثیر مثبت می گذارد. به عنوان مثال، سرطان هایی که نیاز به پرتودرمانی جمجمه ای نخاعی دارند، از عدم وجود دوز خروجی با پروتون درمانی سود می برند: دوز به قلب، مدیاستینوم، روده، مثانه و سایر بافت های قدامی مهره ها حذف می شود، از این رو عوارض جانبی حاد قفسه سینه، گوارشی و مثانه کاهش می یابد.