 |
Лучевая терапия - метод лечения больных с помощью ионизирующего излучения.
|
|
|
|
Целью облучения при лечении неопухолевых заболеваний является улучшение трофических процессов в патологическом очаге, что приводит к ликвидации воспаления, стимуляции вялотекущей эпителизации, улучшению нервно-мышечной проводимости и другим процессам
Цель облучения онкологических больных - уничтожение опухолевых клеток с помощью прямого и косвенного воздействия ионизирующего излучения, в том числе путем ухудшения трофических процессов в опухоли
Методы лучевой терапии делятся на наружные и внутренние в зависимости от способа подведения ионизирующего излучения к облучаемому очагу. Сочетание методов называют сочетанной лучевой терапией.
К наружным методам облучения относятся:
- дистанционная γ-терапия;
- дистанционная, или глубокая, рентгенотерапия;
- терапия тормозным излучением высокой энергии;
- терапия быстрыми электронами;
- протонная терапия, нейтронная и терапия другими ускоренными частицами;
- аппликационный метод облучения;
- близкофокусная рентгенотерапия (при лечении злокачественных опухолей кожи).
К внутренним методам облучения относятся:
- внутриполостное облучение;
- внутритканевое облучение;
- системная радионуклидная терапия.
2. Виды излучений в лучевой терапии
Ионизирующее излучение условно можно разделить на фотонное и корпускулярное. К фотонному излучению относят электромагнитные колебания, к корпускулярному - поток частиц. Понятия «электромагнитного», «квантового», «фотонного» излучения можно считать эквивалентными.
Электромагнитные излучения. В лучевой терапии используют рентгеновское излучение рентгенотерапевтических аппаратов, гамма-излучение радионуклидов и тормозное (рентгеновское) излучение высоких энергий.
|
|
|
Рентгеновское излучение - фотонное излучение, состоящее из тормозного и (или) характеристического излучения.
Тормозное излучение - коротковолновое электромагнитное излучение, возникающее при изменении скорости (торможении) заряженных частиц при взаимодействии с атомами тормозящего вещества (анод)
Характеристическое излучение возникает при изменении энергетического состояния атомов
Гамма-излучение - коротковолновое электромагнитное излучение, испускаемое возбужденными атомными ядрами при радиоактивных превращениях или ядерных реакциях, а также при аннигиляции частицы и античастицы (например, электрона и позитрона).
Корпускулярное излучение - потоки заряженных частиц: электронов, протонов, тяжелых ионов (например, ядер углерода) с энергиями в несколько сот МэВ, а также нейтральных частиц – нейтронов
α-Излучение - корпускулярное излучение, состоящее из ядер 4Не (два протона и два нейтрона)
β-Излучение - корпускулярное излучение с непрерывным энергетическим спектром, состоящее из отрицательно или положительно заряженных электронов или позитронов (β- или β+ частиц) и возникающее при радиоактивном β-распаде ядер или нестабильных частиц.
Смешанное γ+нейтронное излучение свойственно 252Cf с периодом полураспада 2,64 года. Применяют для контактного облучения, причем с учетом нейтронной составляющей, при лечении высокорезистентных опухолей.
3. Доза ионизирующего излучения: 1) мера излучения, получаемого облучаемым объектом, поглощенная доза ионизирующего излучения;2) количественная характеристика поля излучения - экспозиционная доза и керма
Поглощенная доза - это основная дозиметрическая величина, которая равна отношению средней энергии, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе вещества в этом объеме:
|
|
|
где D - поглощенная доза,
E - средняя энергия излучения,
m - масса вещества в единице объема.
В качестве единицы поглощенной дозы излучения в СИ принят Грей (Гр), 1 рад = 102Дж/кг = 100 эрг/г = 102 Гр или 1 Гр = 100 рад.
Поглощенная доза зависит от вида, интенсивности излучения, энергетического и качественного его состава, времени облучения, а также от состава вещества. Доза ионизирующего излучения тем больше, чем длительнее время излучения
Мощность дозы - приращение дозы в единицу време(например, Гр/ч, Гр/мин, Гр/с и др.).ни
Эквивалентная доза определяется как средняя величина поглощенной дозы в органе или ткани с учетом среднего взвешивающего радиационного коэффициента.
где Н - эквивалентная поглощенная доза,
WR - взвешивающий радиационный коэффициент, установленный на данный момент нормами радиационной безопасности.
Единицей эквивалентной дозы в СИ является Зиверт (Зв)
Эффективная эквивалентная доза - понятие, используемое для дозиметрической оценки облучения здоровых органов и тканей и вероятности появления отдаленных эффектов. Эта доза равна сумме произведений эквивалентной дозы в органе или ткани на соответственный весовой множитель (взвешивающий коэффициент) для наиболее важных органов человека:
где E - эффективная эквивалентная доза,
НТ - эквивалентная доза в органе или ткани Т,
WT - взвешивающий коэффициент для органа или ткани Т.
Единицей эффективной эквивалентной дозы в СИ является Зиверт (Зв).
Для дозиметрической характеристики поля фотонного ионизирующего излучения служит экспозиционная доза. Она является мерой ионизирующей способности фотонного излучения в воздухе. Единица экспозиционной дозы в СИ - Кулон на килограмм (Кл/кг). В практике часто применяют внесистемную единицу экспозиционной дозы Рентген (Р) - по имени немецкого физика Рентгена (W. К. Rontgen): 1 Р = 2,58 х 10-4 Кл/кг.
Дозное поле - это пространственное распределение поглощенной дозы (или ее мощности) в облучаемой части тела больного, тканеэквивалентной среде или дозиметрическом фантоме, моделирующем тело больного по физическим эффектам взаимодействия излучения с веществом, форме и размерам органов и тканей и их анатомическим взаимоотношениям.
|
|
|
Кроме того, выделяют следующие дозы:
Коллективная доза может накапливаться в течение длительного времени, даже не одного поколения, а охватывая последующие поколения.
пороговая -- доза, ниже которой не отмечены проявления данного эффекта облучения.
предельно допустимые дозы (ПДД) -- наибольшие значения индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, при которой равномерное облучение в течение 50 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами (НРБ-99)
предотвращаемая -- прогнозируемая доза вследствие радиационной аварии, которая может быть предотвращена защитными мероприятиями.
удваивающая -- доза, которая увеличивает в 2 раза (или на 100%) уровень спонтанных мутаций. Удваивающая доза обратно пропорциональна относительному мутационному риску. Согласно имеющимся в настоящее время данным, величина удваивающей дозы для острого облучения составляет в среднем 2 Зв), а для хронического облучения -- около 4 Зв.
4. В механизме биологического действия ионизирующих излучений на живые объекты выделяют ряд последовательных этапов, объединенных между собой причинно-следственными связями:
1.Физико-химический этап (ионизация и возбуждение атомов и молекул)
2.Химический этап (образование свободных радикалов)
3.Биомолекулярный этап (повреждения белков, нуклеиновых кислот и других биомолекул)
4.Ранние биологические эффекты (гибель клеток, гибель организма)
5.Отдаленные биологические эффекты (опухоли, генетические эффекты, гибель организма)
Биологический эффект облучения зависит от исходного состояния организма и от характеристики излучения. Основными физическими факторами являются доза облучения, мощность дозы, увеличение которых усиливает биологический эффект. Кроме того, имеет значение качество излучения, ЛПЭ и ЛПИ, то есть не только уровень поглощенной энергии, но и ее распределение в тканях.
Было установлено, что облучение разными видами излучения при одинаковой поглощенной дозе оказывает разные по величине эффекты. Чтобы
|
|
|
количественно оценить качество излучения по биологическому эффекту, ввели понятие относительной биологической эффективности - ОБЭ. В качестве стандартного излучения приняли рентгеновское излучение с энергией 180-250 кэВ. Значение (коэффициент) этого излучения приняли равным 1. ОБЭ оценивают сравнением дозы излучения, вызывающей определенный биологический эффект, с дозой стандартного излучения, приводящей к такому же эффекту. Значение ОБЭ вычисляют по формуле
где DR - доза рентгеновского (стандартного) излучения, DX - доза изучаемого излучения.
5. Дистанционные методы облучения – это такие методы лучевой терапии, при которых источник находится на расстоянии от облучаемой поверхности.
1.1 Дистанционная гамма-терапия— метод облучения с расстояния одним источником большой активности при помощи гамма-аппаратов. Метод показан при лечении глубоко расположенных опухолей. Различают статическую гамма-терапию, при которой источник и больной во время облучения фиксированы в выбранном положении, и гамма-терапия движущимся пучком, при которой облучение фиксированного в необходимой позиции больного проводится перемещающимся по кругу или дуге источником. Фиксация больного осуществляется специальными приспособлениями, муляжами или в крайнем случае мешочками с песком. Выбор локализации и размера полей облучения основан на данных клинико-рентгенологического обследования и так называемого поперечного, или сагиттального, «среза», соответствующего центру опухоли, по которому подсчитывают дневную и общую очаговую дозу как в опухоли, так и в нормальных тканях. Поля облучения очерчивают на коже больного. Угол падения центрального луча, выбранный по поперечному срезу, устанавливают по угломеру аппарата, диафрагмой выходного окна аппарата ограничивают поле облучения. Необходимое расстояние от поверхности тела до источника устанавливают специальной измерительной линейкой. Дозное поле при дистанционной гамма-терапии характеризуется медленным, на расстоянии 10 -15 см, падением мощности дозы
- Статическая: открытыми полями, через решетку, через свинцовый клиновидный фильтр, через свинцовые экранирующие блоки. - Подвижная: ротационная, маятниковая (секторная), тангенциальная или эксцентричная, ротационно-конвергентная, ротационная с управляемой скоростью.
1.2 Терапия тормозным излучением высокой энергии
Облучение тормозным рентгеновским излучением высокой энергии (25 МэВ). Источниками этого излучения являются линейные ускорители электронов (ЛУЭ), синхротрон, бетатрон. Максимум поглощенной дозы находится глубоко в тканях (на расстоянии 3-5 см от облучаемой поверхности в зависимости от энергии излучения). Используется для облучения глубоко расположенных опухолей (рак пищевода, центральной нервной системы, мочевого пузыря, легкого и др.)
|
|
|
- Статическая: открытыми полями, через решетку, через свинцовый клиновидный фильтр, через свинцовые экранирующие блоки.
- Подвижная: ротационная, маятниковая, тангенциальная, ротационная с управляемой скоростью.
1.3 Терапия быстрыми электронами
Облучение быстрыми электронами - -терапия
(20-30 МэВ). Источники электронов - ЛУЭ, бетатрон, микротрон. Максимум поглощенной дозы находится на глубине эффективного пробега электронов (эффективный пробег равен 1/3 максимальной энергии), т. е. 7-10 см от облучаемой поверхности тела. Величина дозы быстро падает с глубиной. В основном используется для повторной ЛТ или для лечения опухолей, расположенных рядом с критическими органами.
- Статическая: открытыми полями, через свинцовую решетку, клиновидный фильтр, экранирующие блоки.
- Подвижная: ротационная, маятниковая, тангенциальная.
1.4 Рентгенотерапия
Рентгенотерапия. Используется рентгеновское излучение низких и средних энергий (40-200 кВ). Источником излучения является рентгеновская (вакуумная) трубка, находящаяся в рентгеновском аппарате (РУМ-17, РУМ-7, РУМ-21). Рентгеновское излучение - это электромагнитные волны (т. е. излучение испускается отдельными порциями - фотонами). Чем меньше длина волны, тем больше энергия фотона. Спектр рентгеновского излучения сплошной, т. е. в пучке энергия фотонов варьирует от нулевой до максимальной.
Для того чтобы пучок рентгеновского излучения состоял из коротких волн (больших энергий), необходимо использовать фильтры, которые отфильтровывают длинноволновое излучение больших энергий. Фильтры - пластинки из металла, изготовленные из алюминия (Al), меди (Cu) или Al+Cu, Al+Cu+олово. Качество рентгеновского излучения определяется напряжением на трубке.
- Статическая: открытыми полями, через свинцовую решетку.
- Подвижная: ротационная, маятниковая, тангенциальная.
6. Контактные методы облучения
Контактные методы облучения - это такие методики ЛТ, при которых источник ИИ находится на расстоянии менее 30 см от облучаемого объекта. Различают следующие виды контактной ЛТ:
аппликационная ЛТ;
внутриполостное облучение;
внутритканевая ЛТ.
Основной особенностью дозного поля при всех контактных методах ЛТ является быстрое падение мощности дозы по мере отдаления от препарата на протяжении уже первого сантиметра, что позволяет создать высокую дозу излучения в патологическом очаге с крутым падением мощности дозы за его пределами. Эта особенность является преимуществом метода, так как при этом окружающие опухоль нормальные ткани подвергаются минимальному облучению.
При аппликационной ЛТ источники ИИ помещаются непосредственно на поверхности тела больного без нарушения целостности тканей. Источник излучения представляет собой излучающую поверхность, имеющую различные формы, размеры и кривизну. В настоящее время используются -аппликаторы, содержащие Sr90 и Y90 (лечение офтальмологических заболеваний). -аппликаторы содержат препараты Co60 и представляют собой специальные маски-муляжи, моделирующие форму облучаемой области (лечение поверхностно расположенных новообразований: рак кожи, губы, рецидивы рака молочной железы и др.). Аппликационная ЛТ выполняется в течение 5-10 дней, причем ежедневные процедуры проводятся в течение нескольких часов.
Внутриполостное облучение производят путем введения источника излучения в естественные (полость рта, матки; пищевод, прямая кишка) или искусственно образованные (послеоперационная рана и др.) полости. Первоначально на практике больному накладывали аппликатор, обычно уже заряженный радиоактивными источниками. Это приводило к облучению персонала во время выполнения этой процедуры; торопясь, источники располагали хуже, чем следовало. В настоящее время эту методику заменили способом последовательного введения (afterloading), по которому сначала в тело больного вводят пустой держатель или направляющий канал для источников, затем рентгенологически проверяют их положение. Лишь убедившись в том, что это положение правильное, больного переводят в изолированное или имеющее необходимую защиту помещение и вводят ему радиоактивные источники. Для осуществления внутриполостной ЛТ имеется серия шланговых аппаратов разной конструкции, позволяющих автоматизированным способом размещать источники вблизи опухоли и осуществлять ее прицельное облучение ("АГАТ-В", "АГАТ-ВУ" с источниками Со60, "Селектрон" с источником Cs137, "Микроселектрон" с источником Jr192, "Анет-В" с источником Cf252 и др.).
Внутритканевая ЛТ. Помимо введения закрытых радиоактивных источников в полости тела больного можно вводить непосредственно в опухоли или размещать на поверхностях опухолей иглы, гранулы, проволоки, содержащие радиоактивные источники. Их располагают по геометрическим схемам, рассчитанным так, чтобы объем мишени облучался сравнительно равномерно. Возможно прошивание опухоли радиоактивными нейлоновыми нитями с излучающими гранулами (Со60), танталовой проволокой, используют также инъекционную имплантацию коллоидных растворов радионуклидов (Au198). При внутритканевой ЛТ источник излучения находится в опухоли или в тканях организма больного в течение всего процесса лечения. При внутреннем облучении
перорально, внутримышечно или внутривенно вводятся органотропные радионуклиды или меченые соединения, которые избирательно поглощаются опухолью или другими патологически измененными тканями.
7. Основные принципы защиты от ионизирующего излучения
Облучение персонала при работе с ИИИ в медицине относится к техногенному облучению. Однако защита персонала важна для обеспечения радиационной безопасности при эксплуатации ИИИ в медицине.
Система радиационной защиты включает в себя комплекс разнообразных мероприятий:
- планировочно-конструктивные меры (выбор участка радиологического отделения, особенности внутренней планировки помещений, размещение специального оборудования, защитных устройств, защитных конструкций);
- индивидуальная защита персонала и пациентов, текущий санитарно-дозиметрический контроль работников, пациентов, обстановки, окружающей среды.
Радиационная защита регламентируется законодательными документами. Организационные мероприятия включают в себя строгий отбор кадров, повышение профессионального мастерства, точное соблюдение всех правил работы с радиоактивными веществами, высокую исполнительскую и трудовую дисциплину персонала.
Конкретная система защиты будет зависеть от типа источника и вида излучения.
При медицинском облучении используются: источники радио-нуклидные открытые; источники радионуклидные закрытые; устройства, генерирующие ионизирующие излучения.
Закрытый источник - ИИИ, устройство которого исключает попадание радиоактивных веществ в окружающую среду в условиях применения и износа, на которые он рассчитан. Закрытые источники опасны в отношении внешнего облучения.
Открытый источник - ИИИ, при использовании которого возможно попадание содержащихся в нем радиоактивных веществ в окружающую среду, а следовательно, поступление в организм человека. Открытые источники опасны как в отношении внешнего, так и внутреннего облучения в результате попадания радиоактивных веществ внутрь организма, чаще всего с вдыхаемым воздухом, в меньшей степени эти вещества заглатываются при загрязнении кожи рук и лица.
Устройства, генерирующие излучения, - это электрофизические устройства, в которых генерация ионизирующего излучения происходит в результате каких-либо физических процессов и только тогда, когда прибор включен. Эти установки представляют опасность только в отношении внешнего облучения.
При работе с закрытыми ИИИ и устройствами, генерирующими излучения, система радиационной защиты направлена на максимальное снижение внешнего излучения. Основные принципы защиты от внешних излучений: защита количеством, временем, расстоянием, экраном.
Основные принципы защиты при работе с открытыми радиоактивными веществами: при внешнем излучении используются все способы защиты, применяемые при работе с закрытыми ИИИ (защита количеством, временем, расстоянием, экранами).
Работа с открытыми радиоактивными веществами должна исключать их поступление в окружающую среду. Это достигается рациональной планировкой (строгое разделение помещений на ра-диационно "грязные" и "чистые", создание поточности помещений) и оборудованием помещений (соответствующие покрытия, неадсорбирующие радиоактивные вещества, в основном пластик; простая по конструкции, легко моющаяся мебель и т. д.), са-нитарно-техническими устройствами по удалению и дезактивации жидких, твердых и газообразных радиоактивных отходов, максимальной механизацией и автоматизацией рабочих операций. Для герметизации аппаратуры используют различные камеры-боксы и вытяжные шкафы. Образующиеся радиоактивные отходы должны дезактивироваться: газообразные путем очищения через соответствующие фильтры, жидкие выстаиванием и разбавлением. Твердые отходы собирают в специальные емкости для отправления на централизованный пункт захоронения радиоактивных отходов.
Необходимо исключить загрязнение кожи рук и лица персонала, а также рабочих поверхностей. Для этого используют индивидуальные средства защиты, санитарную обработку поверхностей, кожных покровов и индивидуальных средств защиты. К индивидуальным средствам защиты относятся спецодежда, спецобувь, средства защиты органов дыхания, глаз и рук. Персонал должен соблюдать правила личной гигиены и техники безопасности.
При работе с открытыми радиоактивными источниками обязательны дозиметрический контроль и медицинское наблюдение за здоровьем персонала. Контролируют мощность дозы всех видов излучения на рабочих местах, в смежных помещениях и на территории учреждения, индивидуальные дозы облучения персонала, загрязнения рабочих поверхностей, кожных покровов, одежды, содержание аэрозолей и радиоактивных газов в воздухе.
Для работников (персонала) средняя годовая эффективная доза равна 20 мЗв (0,02 Зв) или эффективная доза за период трудовой деятельности (50 лет) - 1000 мЗв (1 Зв); допустимо облучение в годовой эффективной дозе до 50 мЗв (0,05 Зв) при условии, что средняя годовая эффективная доза, исчисленная за пять последовательных лет, не превысит 20 мЗв (0,02 Зв). Для женщин в возрасте до 45 лет эквивалентная доза на поверхности нижней части живота не должна превышать 1 мЗв (0,001 Зв) в месяц.
|
|
|
