ศูนย์โปรตอนสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดา ฯ สยามบรมราชกุมารี โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ สภากาชาดไทย
เนื้อหาโดย ผศ. นพ.ชลเกียรติ ขอประเสริฐ
ศูนย์โปรตอนสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ สภากาชาดไทย
คณะแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

    โรคมะเร็งเป็นปัญหาสาธารณสุขที่สำคัญของประเทศไทย การรักษาด้วยรังสีนั้น ถือเป็นหนึ่งในการรักษาหลักที่สำคัญ และมีการพัฒนาเทคนิคมาอย่างต่อเนื่อง จากรังสีเอกซ์พลังงานต่ำ รังสีแกมมาจากแร่โคบอลต์ จนมาถึงรังสีเอกซ์พลังงานสูงด้วยเทคนิคต่างๆ โดยมีจุดมุ่งหมายคือ ให้รังสีปริมาณสูงที่ก้อนมะเร็ง และลดปริมาณรังสีต่อเนื้อเยื่อปกติข้างเคียงให้น้อยที่สุด เพื่อเพิ่มอัตราการหายขาดจากโรค ในขณะเดียวกันลดผลข้างเคียงจากการรักษา ผู้ป่วยจึงมีคุณภาพชีวิตที่ดีในระยะยาว การใช้อนุภาคโปรตอน ถือเป็นความก้าวหน้าไปอีกขั้น และเป็นวิธีที่ได้รับการยอมรับว่ามีประสิทธิภาพดีที่สุด โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ สภากาชาดไทย โดยองค์อุปนายิกา สมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตน์ราชสุดา ฯ สยามบรมราชกุมารี มีพระราชประสงค์ให้การรักษาพยาบาลผู้ป่วยแก่ทุกชนชั้น ทุกเพศ ทุกวัย และทุกโรค โดยเฉพาะผู้ป่วยเด็กและผู้สูงอายุ ให้หายจากโรคภัย มีสุขภาพและคุณภาพชีวิตที่ดี ดังนั้นเนื่องในวโรกาสมหามงคล สมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดา ฯ สยามบรมราชกุมารี มีพระชนมายุครบ 65 พรรษา ในปี พ.ศ. 2563 ทางโรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ สภากาชาดไทยได้จัดทำโครงการศูนย์เพื่อรักษาผู้ป่วยโรคมะเร็งด้วยอนุภาคโปรตอน โดยมีเป้าหมายเพื่อการก้าวเข้าสู่การรักษาโรคมะเร็งด้วยอนุภาคโปรตอน ซึ่งยังไม่มีการรักษาชนิดนี้ในประเทศไทยและในภาคพื้นเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ทั้งนี้เพื่อพัฒนาการรักษาให้มีประสิทธิภาพที่ดี ผู้ป่วยมีโอกาสหายจากโรค ปราศจากภาวะแทรกซ้อน

   โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ สภากาชาดไทย เริ่มวางแผนที่จะนำอนุภาคโปรตอนมาใช้รักษาผู้ป่วยตั้งแต่ปี พ.ศ. 2557 ประกอบด้วยการศึกษาความเป็นไปได้ ทั้งทางเทคนิค ทางกายภาพ และความคุ้มค่า รวมทั้งการเตรียมบุคลากรให้มีผู้เชี่ยวชาญเฉพาะด้าน มีการศึกษาดูงาน ระยะสั้น ระยะยาว และศึกษาต่อในระดับปริญญาดุษฎีบัณฑิตในต่างประเทศ โดยได้รับงบประมาณ 1,200 ล้านบาท และเริ่มก่อสร้างอาคารเมื่อปี พ.ศ. 2560 อาคารนี้เป็นอาคารใต้ดิน ตั้งอยู่หน้าอาคารความก้าวหน้าทางวิชาการ ลึก 15 เมตร หรือเท่ากับ 3 ชั้น ตั้งอยู่บนพื้นที่ของตึกสวัสดิ์-ล้อมเดิม ซึ่งเป็นอาคารเก่าที่ใช้ดูแลผู้ป่วยและอยู่คู่กับโรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์มาอย่างยาวนาน โดยได้รับความกรุณาจากตระกูลโอสถานุเคราะห์ ผู้มีอุปการคุณในการสร้างตึกสวัสดิ์-ล้อม ให้สามารถรื้อถอนตึกเพื่อนำพื้นที่มาจัดสร้างเป็นศูนย์โปรตอนสมเด็จพระเทพรัตน์ราชสุดาฯ รองรับเครื่องโปรตอนที่ประกอบด้วยส่วนของเครื่องเร่งอนุภาค หรือ “ไซโคลตรอน” น้ำหนัก 90 ตัน และส่วนของหัวเครื่องฉาย ซึ่งสามารถหมุนได้รอบตัวผู้ป่วย น้ำหนัก 280 ตัน

   ทั้งนี้โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ สภากาชาดไทย ได้รับพระ มหากรุณาธิคุณพระราชทานนามศูนย์โปรตอนนี้ ว่า ศูนย์โปรตอนสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ พร้อมทั้งพระราชทานพระราชวโรกาส ให้นำคณะผู้บริหารและอาจารย์ของโรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ เดินทางไปศึกษาดูงานที่ สถาบันศูนย์วิจัยไอออนหนักจีเอสไอเฮล์มฮอลทซ์ (GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research) สหพันธสาธารณรัฐเยอรมนี ศูนย์โปรตอนสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ นี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อความร่วมมือในการรักษาผู้ป่วยโรคมะเร็งระหว่างสถาบันที่เป็นศูนย์รังสีรักษาทั้งในและต่างประเทศ เพื่อให้บริการรังสีรักษาที่มีศักยภาพสูง อีกทั้งเป็นแหล่งศึกษาของแพทย์รังสีรักษา นักฟิสิกส์การแพทย์ นักรังสีการแพทย์ และนักวิทยาศาสตร์ในสาขาที่เกี่ยวข้องจากทั่วประเทศ โดยมุ่งสู่ความเป็นเลิศทางด้านบริการ วิชาการ และงานวิจัย ในระดับประเทศและเป็นที่ยอมรับในระดับนานาชาติ รวมทั้งสร้างเครือข่ายกับสถาบันและองค์ชั้นนำต่างๆ ทั่วโลก

เครื่องเร่งอนุภาคไซโคลตรอนที่มีน้ำหนักถึง 90 ตันในศูนย์โปรตอนสมเด็จพระเทพรัตน์ราชสุดาฯ ขนส่งมาจากสหพันธ์สาธารณรัฐเยอรมนีโดยทางเรือ ใช้เวลาประมาณ 2 เดือนถึงท่าเรือแหลมฉบัง จังหวัดชลบุรี จากนั้นจึงขนส่งต่อมาทางถนนด้วยรถขนาดใหญ่ 100 ล้อ เนื่องจากเครื่องเร่งอนุภาคโปรตอนมีขนาดน้ำหนักใหญ่มาก

ในวันที่ 20 มิถุนายน พ. ศ. 2562 สมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตน์ราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี ได้เสด็จพระราชดำเนินทอดพระเนตรการติดตั้ง และทรงกดปุ่มไฟฟ้านำเครื่องไซโคลตรอนเข้าศูนย์โปรตอนสมเด็จพระเทพรัตน์ราชสุดาฯ

อนุภาคโปรตอนได้จากเครื่องเร่งอนุภาคไซโคลตรอน ซึ่งเร่งอนุภาคโปรตอนพลังงานประมาณ 250 ล้านอิเล็คตรอนโวลต์ จุดเด่นของอนุภาคโปรตอนคือเนื้อเยื่อที่อยู่หน้าต่อก้อนมะเร็งจะได้รับปริมาณรังสีน้อยและเนื้อเยื่อที่อยู่หลังต่อก้อนมะเร็งแทบไม่ได้รับรังสีเลย สามารถลดผลข้างเคียงที่อาจเกิดขึ้นจากปริมาณรังสีที่อวัยวะสำคัญข้างเคียงได้ ซึ่งเป็นข้อดีเหนือการรักษาด้วยรังสีเอกซเรย์ (บริเวณที่อนุภาคโปรตอนปล่อยสูงสุดเรียกว่า จุดสูงสุดแบร็กก์ (Bragg peak) ซึ่งแพทย์สามารถกำหนดจุดสูงสุดแบร็กก์ ให้ตรงกับบริเวณก้อนมะเร็งได้) ดังรูปที่ 1

รูปที่ 1 เปรียบเทียบปริมาณรังสีโปรตอนและรังสีเอกซเรย์ที่ร่างกายได้รับ [จะมีการแก้ไขตัวอักษรให้เป็นภาษาไทยดังนี้ : Dose = โดส, Bragg Peak = จุดสูงสุดแบร็กก์, X-rays (Photons) = เอกซ์เรย์ (โฟตอน), Protons = โปรตอน, Tumor = เนื้องอก, Damage occurring to surrounding tissue = เนื้อเยื่อโดยรอบที่เกิดความเสียหาย, Depth (cm) = ความลึก (ซม.)]

   เมื่อรังสีผ่านเข้าไปในร่างกายที่ความลึกต่างๆ อาจขยายจุดสูงสุดแบร็กก์ที่แคบให้กว้างขึ้นจนครอบคลุมเนื้อเยื่อเป้ารักษาได้ นอกจากนี้ยังอาจรักษาแบบปรับความเข้ม ทำให้ได้ปริมาณรังสีที่ครอบคลุมเป้ารักษาที่มีรูปร่างผิดปกติ หรือรูปร่างตัวยู หรือตัวเอช ที่อยู่ใกล้อวัยวะอ่อนไหวต่อรังสี ทำให้อวัยวะใกล้เคียงได้รับรังสีน้อยมากหรือไม่ได้รับรังสีเลย ดังตัวอย่างแสดงตามรูปที่ 2

รูปที่ 2 การเปรียบเทียบปริมาณรังสีด้วยโฟตอน (เอกซเรย์) และอนุภาคโปรตอน

   ดังนั้นการใช้อนุภาคโปรตอนจึงเป็นการรักษาด้วยรังสีสมบูรณ์แบบที่ดีกว่าการรักษาโดยใช้โฟตอน (เอกซเรย์) เพราะปริมาณรังสีที่สม่ำเสมอครอบคลุมเป้ารักษา บริเวณนอกลำรังสีได้รับรังสีน้อยที่สุดหรือไม่ได้รับเลย แพทย์จึงสามารถเพิ่มปริมาณรังสีสูงสุดที่สามารถทำลายเซลล์มะเร็งได้หมด ผลข้างเคียงจากการรักษาจะน้อยลง ปัจจุบันจำนวนผู้ป่วยที่รอดชีวิตจากการรักษาด้วยโฟตอน (เอกซเรย์) มีปัญหาจากผลข้างเคียงที่ได้รับปริมาณรังสีมากเกินไป อาจทำให้สูญเสียคุณภาพชีวิต ซึ่งอนุภาคโปรตอนสามารถขจัดปัญหานี้ได้ จึงเหมาะกับผู้ป่วยมะเร็งในเด็กและผู้ป่วยสูงอายุ รวมทั้งผู้ป่วยทั่วไป จากรายงานของศูนย์มะเร็งสถาบันเอ็มดีแอนเดอร์สัน มหาวิทยาลัยเท็กซัส (The University of Texas MD Anderson Cancer Center ) ในประเทศสหรัฐอเมริกา ซึ่งเริ่มใช้อนุภาคโปรตอนตั้งแต่ปี พ.ศ. 2549 โดยใช้รักษาในมะเร็งต่อมลูกหมาก มะเร็งปอด มะเร็งตับ มะเร็งหลอดอาหาร มะเร็งสมอง และมะเร็งต่อมน้ำเหลือง (lymphoma) สำหรับมะเร็งในเด็ก เช่น มะเร็งเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน มะเร็งประสาทส่วนกลาง (CNS) และเนื้องอกสมอง (brain tumor) และมะเร็งที่พบยากอื่นๆ ได้ผลการรักษาที่ดี ขณะนี้แนวโน้มของการรักษาทั่วโลก จึงมุ่งตรงไปที่อนุภาคโปรตอน ปัจจุบันมีโรงพยาบาลที่ใช้เครื่องเร่งอนุภาคโปรตอนอยู่ 51 เครื่อง อยู่ระหว่างติดตั้ง 33 เครื่อง คาดว่าภายใน 5-10 ปีข้างหน้า การใช้อนุภาคโปรตอนจะกลายเป็นมาตรฐานในการรักษาโรคมะเร็ง

ส่วนประกอบต่างๆของเครื่องโปรตอน

   1. ไซโคลตรอน (Cyclotron) เป็นเครื่องเร่งอนุภาคโปรตอนแบบวงกลม โดยใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าและไฟฟ้ากระแสสลับเร่งความเร็วกล่องโปรตอน จนได้พลังงานสูง 250 เมกะอิเล็กตรอนโวลต์ (MeV) สามารถเคลื่อนที่เข้าสู่ร่างกายได้ลึกถึง 30 เซนติเมตร

   2. ท่อลำเลียงอนุภาค (Beam line) ทำหน้าที่ลำเลียงโปรตอนไปสู่หัวเครื่อง ได้มีแม่เหล็กแรงสูงบังคับทิศทางของอนุภาคโปรตอน
   3. ระบบลดทอนพลังงาน (Beam degrader) ใช้ลดทอนพลังงานของอนุภาคโปรตอน ในกรณีที่มะเร็งอยู่ไม่ลึก เพื่อให้ตรงตามแผนรักษา
   4. โครงสร้างวงแหวนแบบหมุนรอบตัว (Gantry) ประกอบด้วยแม่เหล็กแรงสูงและโครงสร้างวงแหวนขนาดใหญ่ที่สามารถหมุนได้ 360 องศารอบตัวผู้ป่วย เพื่อสามารถนำอนุภาคโปรตอนเข้าสู่ผู้ป่วยในทิศทางได้รอบตัวตามความเหมาะสม
   5. ระบบบังคับลำอนุภาคโปรตอนแบบละเอียด (Scanning nozzle) เป็นระบบที่ปล่อยอนุภาคโปรตอนจากโครงสร้างวงแหวนแบบหมุนรอบตัว (ตามข้อ 4.) ไปยังก้อนมะเร็ง โดยมีแม่เหล็กทำหน้าที่บังคับควบคุมการเคลื่อนไหวของลำอนุภาคโปรตอนขนาด 3 มิลลิเมตร ทั้งในแนวตั้งและแนวนอน จะสามารถบังคับให้โปรตอนวิ่งจากซ้ายไปขวา จากบนลงล่าง ลึกขึ้นมาตื้น จนกระทั่งลำอนุภาคโปรตอนกวาดครอบคลุมเป้าหมายทั้งหมด

ประโยชน์ในการรักษามะเร็งด้วยอนุภาคโปรตอน

   การรักษาโรคมะเร็งด้วยอนุภาคโปรตอนทำให้แพทย์สามารถเพิ่มปริมาณรังสีที่จะทำลายเซลล์มะเร็งได้มากขึ้นกว่าการใช้รังสีเอกซเรย์ในปัจจุบัน ซึ่งจะทำให้เพิ่มโอกาสการหายขาดจากโรคมะเร็งในบางโรค และยังช่วยลดผลข้างเคียงที่อาจจะเกิดขึ้นทั้งในระยะสั้นและระยะยาวเช่น อาการเจ็บปากเจ็บคอ ปากแห้ง ภาวะลำไส้อักเสบ ภาวะไขกระดูกเสื่อม ความจำเสื่อม เป็นต้น โดยเฉพาะในกลุ่มโรคมะเร็งเด็ก จะช่วยลดความผิดปกติด้านการเจริญเติบโตและพัฒนาการ และลดการเกิดโอกาสของมะเร็งแบบทุติยภูมิ (secondary malignancy) ที่เกิดจากการได้รับรังสีมาก่อน เมื่อระยะเวลาผ่านไป 10 ถึง 20 ปี การใช้อนุภาคโปรตอนในการรักษาโรคมะเร็ง แม้ว่าจะมีประสิทธิภาพสูง แต่ก็มีค่าใช้จ่ายในการรักษาค่อนข้างสูงเช่นกัน และยังเป็นการรักษาวิธีใหม่ที่ยังไม่มีการศึกษาวิจัยรองรับในโรคมะเร็งทุกโรค โรคมะเร็งที่สามารถรักษาด้วยอนุภาคโปรตอนได้ดี และมีการศึกษาวิจัยรองรับ โดยอ้างอิงจากเอกสารแบบจำลองแนวนโยบาย 2019 (Model Policies 2019) ของสมาคมวิทยามะเร็งรังสีรักษาอเมริกัน (American Society of Radiation Oncology,ASTRO ) และของสมาคมวิทยามะเร็งรังสีรักษาญี่ปุ่น (Japanese Society of Radiation Oncology,JASTRO) คือ

โรคมะเร็งในเด็ก (Pediatric Tumors)
เนื้องอกและมะเร็งที่ฐานกะโหลกศีรษะ (Base of Skull Tumors)
เนื้องอกและมะเร็งในสมองและไขสันหลัง (Brain and Spinal Tumors)
โรคมะเร็งตา (Ocular Tumors)
โรคมะเร็งหูคอจมูก (Head and Neck Cancers)
โรคมะเร็งตับ (Hepatocellular Cancer)
โรคมะเร็งเนื้อเยื่ออ่อน (Soft Tissue Sarcomas)
โรคมะเร็งต่อมลูกหมาก (Prostate Cancer)
โรคมะเร็งที่ต้องได้รับการใช้รังสีซ้ำ (Re-irradiation)
โรคมะเร็งอื่นที่อยู่ในระหว่างการศึกษาวิจัยยืนยันว่า การใช้อนุภาคโปรตอนรักษามีประสิทธิภาพสูงหรือไม่คือ
โรคมะเร็งปอดและทรวงอก (Lung and Mediastinal Tumors)
โรคมะเร็งทางเดินอาหาร (Gastrointestinal Cancers)
โรคมะเร็งในลำไส้ตรงและทวารหนัก (Rectal and Anal Cancers)
โรคมะเร็งกระเพาะปัสสาวะ (Bladder Cancer)
โรคมะเร็งปากมดลูก (Cervical Cancer)
โรคมะเร็งเต้านม (Breast Cancer)

   เมื่อเริ่มเปิดให้บริการในปี พ.ศ. 2563 ศูนย์โปรตอนสมเด็จพระเทพรัตน์ราชสุดาฯ นี้ จะสามารถรองรับผู้ป่วยได้ประมาณปีละ 400-500 ราย โดยมีการดูแลผู้ป่วยอย่างครอบคลุม มีการเก็บข้อมูล และศึกษาวิจัยอย่างเป็นระบบ ทั้งนี้เพื่อให้ศูนย์โปรตอนสมเด็จพระเทพรัตน์ราชสุดาฯ เป็นหนึ่งในศูนย์รังสีรักษาต้นแบบ ทั้งในระดับภูมิภาคและระดับโลกต่อไป เนื่องด้วยผู้ป่วยโรคมะเร็งที่มีปริมาณเพิ่มสูงขึ้น และเทคโนโลยีที่สามารถตรวจพบโรคมะเร็งในระยะเริ่มแรกได้ดีขึ้น จึงต้องการการรักษาที่หายขาด มีผลข้างเคียงลดลง และเพิ่มคุณภาพชีวิตหลังรับการรักษา โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ สภากาชาดไทย มีภารกิจให้การรักษาพยาบาลตามแผนการป้องกันและควบคุมโรคมะเร็งแห่งชาติ พ.ศ. 2556-2560 เพื่อให้การรักษาที่มีคุณภาพ เพิ่มอัตราการอยู่รอด มีคุณภาพชีวิตที่ดี เป็นศูนย์ความเป็นเลิศด้านโรคมะเร็ง อีกทั้งทัดเทียมกับผู้ป่วยมะเร็งในประเทศที่พัฒนาแล้ว และเป็นการสร้างโอกาสทางเศรษฐกิจด้วยฐานความรู้ เทคโนโลยี นวัตกรรม กับประเทศในกลุ่มประชาคมอาเซียน

   การพัฒนาประเทศให้อยู่บนฐานความรู้และเทคโนโลยีที่ทันสมัย การวิจัยพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในด้านนี้จะเป็นแรงขับเคลื่อนที่สำคัญสำหรับการพัฒนาประเทศต่อไป