Xạ trị Proton: hy vọng mới cho bệnh nhân ung thư

Tại triển lãm "Sản phẩm Công nghệ Chiến lược quốc gia tại TP.HCM" do Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM tổ chức chào mừng Đại hội đại biểu Đảng bộ TP.HCM lần thứ I, nhiệm kỳ 2025-2030, mô hình phòng máy xạ trị proton thu hút sự quan tâm của các đại biểu.

Phóng viên Tạp chí Khoa học phổ thông - Thời sự Y học đã có cuộc trò chuyện với TS.BS Lâm Đức Hoàng - Trưởng khoa Xạ trị Đầu cổ - Tai mũi họng - Hàm mặt, Bệnh viện Ung bướu TP.HCM, người trực tiếp giới thiệu mô hình này.

"Khắc tinh" của khối u sâu, khó tiếp cận hay khối u ở vùng nhạy cảm

Phóng viên: Thưa bác sĩ, xạ trị proton có những ưu điểm gì so với xạ trị truyền thống?

TS.BS Lâm Đức Hoàng: Proton là hạt mang điện dương trong nguyên tử hydro (H+). Khi được gia tốc lên đến vận tốc khoảng 200.000 km/giây, tương đương 2/3 vận tốc ánh sáng, hạt proton có khả năng xuyên thấu rất mạnh và mang năng lượng lớn.

Điểm khác biệt của proton so với chùm tia photon hay electron (được dùng trong xạ trị truyền thống) nằm ở cách giải phóng năng lượng. Trong khi photon hoặc electron giải phóng năng lượng dàn trải trên suốt quãng đường đi qua mô cơ thể, thì proton lại gần như không gây tổn thương ở mô lành phía trước, chỉ giải phóng năng lượng tập trung cao độ ở cuối quãng đường đi - tạo thành một “đỉnh năng lượng” gọi là đỉnh Bragg. Sau điểm này, năng lượng giảm đột ngột và hạt dừng lại, không xuyên qua mô phía sau.

Nhờ đặc tính này, khi chiếu chùm tia proton vào vị trí khối bướu thì mô lành trước và sau vị trí khối bướu ít bị ảnh hưởng. Điều này giúp tập trung tối đa vào vị trí bướu và bảo vệ mô lành rất nhiều.

Xạ trị proton có thể được sử dụng để điều trị những trường hợp nào, thưa bác sĩ?

Trên nguyên tắc, xạ trị proton có thể được áp dụng cho hầu hết các vị trí khối u. Tuy nhiên, theo khuyến cáo của các tài liệu quốc tế, phương pháp này được ưu tiên cho một số nhóm bệnh đặc biệt, trong đó có: Ung bướu nhi; các khối u hệ thần kinh trung ương; U vùng đầu cổ, nền sọ; u ở các vị trí sâu và trọng yếu như tuyến tiền liệt. Bên cạnh đó còn có những khối u tái phát hoặc kháng với các phương pháp điều trị thông thường.

Lý do xạ trị proton được ưu tiên cho trẻ em là vì cơ thể các em đang trong giai đoạn phát triển. Nếu dùng kỹ thuật xạ trị thông thường, tia bức xạ có thể ảnh hưởng đến các mô lành, gây tổn thương xương, biến dạng hoặc rối loạn phát triển sau này. Trong khi đó, proton giúp tập trung liều xạ vào khối u, hạn chế tối đa ảnh hưởng lên mô lành xung quanh, nhờ đó giảm biến chứng và bảo toàn sự phát triển bình thường của cơ thể trẻ.

Ngoài ra, trẻ em thường có tuổi thọ kỳ vọng dài hơn, nên nếu bị phơi nhiễm bức xạ lan tỏa (từ xạ trị truyền thống), nguy cơ hình thành ung thư nguyên phát thứ hai, tức ung thư mới phát sinh sau nhiều năm, sẽ cao hơn. Xạ trị proton giúp giảm đáng kể nguy cơ này, vì năng lượng của tia proton dừng lại chính xác tại vị trí khối u mà không xuyên qua mô lành phía sau.

Đối với các khối u ở sọ não, đầu cổ hoặc tuyến tiền liệt, việc tập trung liều xạ chính xác là vô cùng quan trọng. Ví dụ, khi điều trị tuyến tiền liệt bằng xạ trị thông thường, tia có thể lan sang các vùng lân cận như túi tinh hoặc cơ quan sinh dục, ảnh hưởng đến chức năng sinh lý của bệnh nhân. Còn với proton, chùm tia được điều khiển "khu trú" vào đúng khối u, giúp giảm tác dụng phụ và nâng cao chất lượng sống sau điều trị.

Tóm lại, xạ trị proton mang lại lợi ích lớn nhất cho những trường hợp khối u ở vùng nhạy cảm, mô lành cần được bảo tồn, đặc biệt là trẻ em và các khối u sâu, khó tiếp cận.

Mô hình tích hợp, vận hành linh hoạt

Được biết, hệ thống mà bác sĩ đang giới thiệu là mô hình xạ trị proton "compact", tức là mô hình tích hợp, nhỏ gọn và tối ưu hóa toàn bộ cấu trúc vận hành. Bác sĩ có thể chia sẻ chi tiết?

Ở các hệ thống proton truyền thống, cần có thiết bị gia tốc hạt proton (gọi là cyclotron) thường rất lớn, có thể nặng tới 150 tấn, các phòng máy (gọi là gantry) và hệ thống gia tốc, dẫn truyền chùm tia rất cồng kềnh, chiếm diện tích xây dựng lớn từ 1.000 - 3.200 m2. Trong khi đó, hệ thống compact đã tích hợp các thành phần trên trong máy xạ và chỉ cần diện tích khoảng 250 - 300 m2 cho toàn bộ khu vực xạ trị, tiết kiệm không gian đáng kể.

Đầu máy (gantry) của hệ thống này tích hợp cyclotron và synchrotron bên trong, giúp giảm trọng lượng của toàn bộ hệ thống xuống chỉ còn khoảng 13 tấn, nhờ ứng dụng công nghệ siêu dẫn được phát triển tại Đại học Harvard (Mỹ), từng đạt giải Nobel Vật lý.

Với thiết kế này, bệnh viện có thể triển khai linh hoạt từng buồng xạ riêng biệt, đầu tư theo từng giai đoạn: có thể xây một buồng trước, khi có thêm nguồn lực thì mở rộng thêm buồng thứ hai, buồng thứ ba. Cách làm này khác hoàn toàn với hệ thống cũ, vốn phải xây cả khối lớn cùng một lúc (3.000 m2, ba phòng, nhưng chỉ vận hành được một phòng tại một thời điểm).

“

"Việc triển khai hệ thống xạ trị proton trong nước còn mở ra cơ hội phát triển du lịch y tế, thu hút người bệnh từ khu vực ASEAN đến điều trị tại Việt Nam - vừa hiệu quả, vừa tiết kiệm chi phí".

TS.BS Lâm Đức Hoàng - Trưởng khoa Xạ trị Đầu cổ - Tai mũi họng - Hàm mặt, Bệnh viện Ung bướu TP.HCM.

Ngoài ưu điểm về diện tích và chi phí, mô hình compact còn có nhiều lợi thế về vận hành: Thời gian xây dựng ngắn hơn, chỉ khoảng 2 năm (so với 3-5 năm ở hệ thống cũ); Tiêu thụ năng lượng thấp hơn rất nhiều - 360.000 kWh/năm thay vì trên 10 triệu kWh/năm; Ít phát sinh chất thải phóng xạ rắn, thân thiện hơn với môi trường; Công tác bảo trì đơn giản hơn: bảo hành định kỳ hàng quý, thay vì phải kiểm tra mỗi ngày như hệ thống truyền thống; Đặc biệt, hệ thống mới chỉ cần 2-3 kỹ sư vận hành, trong khi máy cũ cần đến 20 người.

Toàn bộ các thiết bị được điều khiển tự động và đồng bộ hóa bằng phần mềm chuyên dụng, đảm bảo độ chính xác tuyệt đối trong quá trình phát chùm tia proton.

Như vậy, để thực hiện xạ trị proton cần có yêu cầu như thế nào về công nghệ, vận hành, trình độ?

Đây là công nghệ rất mới, đòi hỏi trình độ kỹ thuật và vận hành cao. Trước hết là yêu cầu về công nghệ: hệ thống phải tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) trong quá trình lập kế hoạch xạ trị. Trên thế giới, tất cả các trung tâm xạ trị proton hiện nay đều ứng dụng AI để rút ngắn thời gian và nâng cao độ chính xác.

Nếu lập kế hoạch điều trị thủ công, bác sĩ phải mất trung bình 2-4 ngày, riêng khâu vẽ phác đồ điều trị (contour) đã tốn 2-4 giờ. Với AI, toàn bộ quá trình này có thể rút ngắn chỉ còn khoảng 20-30 phút, đồng thời cho phép thực hiện xạ trị thích ứng (adaptive radiotherapy), tức là mỗi lần bệnh nhân vào xạ trị, hệ thống sẽ chụp lại hình ảnh CT và tự động điều chỉnh kế hoạch phù hợp với thay đổi của cơ thể.

Về nhân lực, đội ngũ vận hành phải được đào tạo bài bản, có kinh nghiệm trong xạ trị thường quy và được huấn luyện chuyên sâu về xạ trị. Thông thường, trước khi đưa hệ thống vào vận hành, các bác sĩ và kỹ sư phải được đào tạo trong và ngoài nước từ 2-3 năm, có sự hướng dẫn và chia sẻ kinh nghiệm từ các trung tâm xạ trị quốc tế.

Một trung tâm xạ trị proton thường cần ít nhất hai đến ba ê-kíp vận hành, mỗi ê-kíp gồm hai vận hành viên để luân phiên làm việc trong ngày. Ngoài ra còn có đội ngũ kỹ sư bảo trì tại chỗ, phối hợp với kỹ sư của hãng để đảm bảo hệ thống vận hành ổn định.

Về bác sĩ, mỗi nhóm điều trị theo chuyên khoa như đầu cổ, phụ khoa, tuyến vú hay thần kinh trung ương phải có ít nhất 2-3 bác sĩ được đào tạo chuyên sâu. Trung bình, một máy xạ trị proton cần khoảng 6 bác sĩ chuyên khoa xạ trị và 4 kỹ sư lập kế hoạch điều trị để vận hành hiệu quả.

Tất cả cho thấy, việc triển khai trung tâm xạ trị proton không chỉ là đầu tư máy móc mà còn là quá trình chuẩn bị nguồn nhân lực chất lượng cao, hợp tác quốc tế và ứng dụng công nghệ tiên tiến, đặc biệt là AI trong toàn bộ quy trình điều trị.

Giảm thiểu chi phí điều trị

Công suất phục vụ xạ trị tối đa một ngày là bao nhiêu? Người bệnh sẽ được hưởng lợi gì từ mô hình này?

Một buồng xạ trị proton compact có thể điều trị trung bình 30-40 bệnh nhân mỗi ngày, tối đa đến 50 ca/ngày, trong ca làm việc 8 giờ. So với hệ thống truyền thống chỉ đạt trung bình 20-30 ca/ngày, đây là một bước cải thiện đáng kể về năng suất. Về chi phí đầu tư, hệ thống compact chỉ khoảng 1.200 tỷ đồng cho một buồng điều trị (bao gồm xây dựng và lắp đặt), trong khi hệ thống cũ có thể lên đến 2.100 - 2.800 tỷ đồng cho hai hoặc ba buồng.

Đặc biệt, nếu triển khai tại Việt Nam, người bệnh trong nước được hưởng lợi rất lớn.

Thay vì phải sang Nhật, Mỹ hay Singapore để xạ trị proton với chi phí trung bình 50.000 USD (khoảng 1,2 tỷ đồng), chưa kể đi lại và ăn ở, bệnh nhân có thể điều trị trong nước với mức khoảng 30.000 USD (tương đương 800 triệu đồng). Người bệnh không cần nằm viện dài ngày, có thể điều trị ngoại trú, xạ xong vẫn đi làm hoặc sinh hoạt bình thường.

Khi hệ thống bảo hiểm y tế ban hành cơ chế chi trả phù hợp, chi phí điều trị sẽ giảm thêm, giúp nhiều người tiếp cận được phương pháp hiện đại này.

Ngoài ra, việc triển khai hệ thống xạ trị proton trong nước còn mở ra cơ hội phát triển du lịch y tế, thu hút người bệnh từ khu vực ASEAN đến điều trị tại Việt Nam - vừa hiệu quả, vừa tiết kiệm chi phí.

Hiện tại mô hình này đã được triển khai như thế nào tại các quốc gia, thưa bác sĩ?

Tính đến nay, trên toàn cầu đã có khoảng 140 trung tâm xạ trị proton đang hoạt động, trong đó riêng Mỹ chiếm khoảng 50 trung tâm, cũng là quốc gia đi đầu về công nghệ và số lượng bệnh nhân được điều trị.

Tổng số bệnh nhân đã được điều trị bằng proton trên toàn thế giới đạt hơn 300.000 người, cho thấy phương pháp này đã trở nên phổ biến và chứng minh được hiệu quả lâm sàng vượt trội so với xạ trị truyền thống.

Tại châu Âu, hiện có 36 trung tâm proton và 4 trung tâm sử dụng ion carbon, một kỹ thuật cao hơn, được dùng cho các loại khối u đặc biệt kháng trị. Ở châu Á, công nghệ proton phát triển mạnh tại Nhật Bản và Trung Quốc.

Nhật Bản hiện có 19 trung tâm proton và 7 trung tâm carbon ion, con số này rất ấn tượng nếu so với quy mô đất nước không lớn nhưng đầu tư mạnh vào y học chính xác.

Trung Quốc cũng đang tăng tốc với 9 trung tâm proton và 4 trung tâm carbon ion đang hoạt động. Đặc biệt, Trung Quốc đã mua lại bản quyền công nghệ từ Mỹ để tự sản xuất thiết bị proton trong nước, dù vẫn bị giới hạn sử dụng nội địa.

Tại Đông Nam Á, hiện mới chỉ có 4 trung tâm xạ trị proton, gồm: Hai trung tâm tại Singapore, một trung tâm tại Thái Lan và một trung tâm tại Indonesia.

Xin cảm ơn bác sĩ đã chia sẻ!