Рис. 5. ТЕРАТРОН-780Е.

Период полураспада является одним из главных параметров, определяющих практическую ценность радионуклида для гамма-терапии. Преимущественное значение имеют радионуклиды, период полураспада которых не слишком мал. Поэтому радионуклиды с малым периодом полураспада получают в ядерных реакторах с большой начальной активностью, которая с течением времени быстро уменьшается.

Удельная активность, т.е. активность, приходящаяся на единицу массы (или объема) радиоактивного препарата. Удельная активность препарата зависит от количества активированных атомов элемента. Удельная активность определяет терапевтическую ценность радиофарм препарата, так как чем больше удельная активность, тем меньше размеры имеет препарат и тем больше универсальность его внутриполостного применения.

Увеличение активности, т.е. накопление радионуклида в препарате происходит при: 1) бомбардировке его быстрыми заряженными частицами в циклотроне; 2) при нейтронном облучении в ядерном реакторе; 3) в результате деления ядер тяжелых атомов (урана). Поэтому наибольшую радионуклидную терапевтическую (лучевую) ценность имеют те препараты, которые получаются при облучении нейтронами в ядерном реакторе изотопов, обладающих большими эффективными сечениями захвата нейтрона. Очень большое значение имеет так же распространенность того изотопа, который участвует в образовании нужного радионуклида. Например, радиоактивный изотоп железа-59 получается при облучении нейтронами изотопа железа-58, распространенность которого, т.е. содержание его в природном железе, составляет всего 0,35 %. Поэтому препарат радионуклида железа-59 практически получают очень малой активности. Скорость активации, т.е. скорость накопления радионуклидов при их изготовлении, определяет дефицитность и их стоимость и зависит от способа изготовления (деление урана в ядерном реакторе, облучение заряженными частицами или нейтронами) и выхода ядерной реакции. В терапевтических РФП используются радионуклиды, обладающие не гамма-, а бета-излучением, которое дает возможность сосредоточить его действие в зоне патологического очага при минимальном повреждении окружающих тканей. Для терапевтических РФП оптимальными являются такие химические свойства, которые могут обеспечить избирательное накопление препарата только в патологическом очаге. Действие РФП на патологический процесс обусловлено в отличие от обычных лекарственных средств биологическим действием излучения радионуклида.

Применение терапевтических РФП основано на разрушении тканей патологического очага путем их облучения. Главной проблемой при этом является концентрация РФП в зоне патологического очага, что достигается или его селективным поглощением, или, например, путем введения непосредственно в очаг. Радиоактивные препараты -- радиоактивные вещества, содержащие радиоактивные нуклиды, изготовленные в разнообразных формах и предназначены для различных целей. В медицине их используют для диагностики заболеваний, а также лечения главным образом злокачественных новообразований. Различают две группы радиоактивных препаратов -- закрытые и открытые. Закрытые -- заключены в оболочку из нетоксичного материала (платины, золота, нержавеющей стали), препятствующую непосредственному контакту радиоактивного вещества с окружающей средой. У гамма-излучающих радиоактивных препаратов оболочка выполняет функцию фильтра для бета-излучения и низкоэнергетического гамма-излучения. Эти препараты применяются для аппликационной, внутриполостной лучевой терапии. Наиболее часто применяются радиоактивные гамма-излучающие препараты, в которых в качестве радионуклидов используются искусственные радиоактивные изотопы кобальта-60, золота-198, тантала-182, цезия-137. Закрытые радиоактивные препараты отличаются большим разнообразием внешней формы. Наибольшее распространение получили линейные препараты в виде игл и трубочек (цилиндров). Иглы представляют собой полые цилиндры, один конец которых заострен, а на другом имеется ушко для продергивания нити. Внутри иглы помещается штифт диаметром 1 мм и шириной 5--50 мм из сплава никеля и радиоактивного кобальта-60; трубочки (цилиндры) длиной 10--60 мм не имеют заостренною конца. Радионуклид распределен равномерно по всей длине иглы (цилиндра) -- 0,0625 мкюр/мм. Применяют также препараты из радиоактивного изотопа золота-198 длиной 3 мм, диаметром 0,7 мм, покрытые слоем платины, которые вводят в нейлоновые полые нити (трубки). Для поверхностных аппликаций предварительно из легко формующегося материала (воска, пластмасс) изготовляют муляж, повторяющий форму поверхности тела больного, подвергающейся облучению. Такой муляж с внедренными в него радиоактивными закрытыми радиоактивными препаратами (иглами, гранулами) называется радиоактивной маской. При внутритканевой лучевой терапии закрытые радиоактивные препараты (иглы, штырьки, гранулы, нейлоновые нити) внедряют непосредственно в ткань опухоли с помощью специальных радиологических инструментов при радиохирургии. При радиохирургии злокачественных опухолей терапия используется в сочетании с оперативным вмешательством, которое обеспечивает доступ к пораженному опухолью органу с последующим облучением его непосредственно на операционном столе. Применяется также предоперационное или послеоперационное облучение с оперативным вмешательством. Радиохирургия применяется при глубоко расположенных новообразованиях в организме. При внутриполостной лучевой терапии закрытый радиоактивный препарат линейной формы вводят в эндостат (полую трубку), предварительно введенную, например, в прямую кишку, мочевой пузырь и т.д.

Открытые радиоактивные препараты -- радионуклиды, находятся в различных агрегатных состояниях (истинные и коллоидные растворы, газы, суспензии, рассасывающиеся нити и пленки), вступающие при их использовании в непосредственный контакт с органами и тканями, т.е. участвующие в обмене веществ и деятельности отдельных органов и систем.

С лечебной целью открытые радиоактивные препараты чаще всего используют в виде коллоидных растворов. Радиоактивные коллоиды -- группа радиофармацевтических препаратов (РФП), являющихся растворами, содержащими меченные радионуклидами коллоидные частицы. Применяют радиоактивные коллоиды неорганического ряда, изготовленные на основе радиоактивного золота-198 или индия-113. Различают мелкодисперсные радиоактивные коллоиды с размером частиц 10 нм.

При лечебном применении радиоактивных коллоидов создают максимальную лучевую нагрузку на опухолевую ткань, введением радиоактивного золота-198, фосфора-32 или цинка-177, которые эффективно воздействуют на опухолевые микроме-тостазы.

Выбор радиоактивного препарата определяется небольшим (желательно не более нескольких дней) периодом полураспада, небольшим эффективным периодом полувыведения препарата, необходимыми физическими свойствами используемого излучения и отсутствием токсического действия на организм. Наиболее полно этим требованиям отвечают радиоактивные изотопы иттрия-90, фосфора-32 и золота-198. В ткань опухоли открытые препараты вводят путем инъекции с помощью защищенных шприцов. Радиоактивные препараты изготавливаются промышленным способом и поставляются в лечебные учреждения, в которых они содержатся в специальных хранилищах, откуда в транспортных свинцовых контейнерах доставляются в радиоманипуляционные радиологических отделений, клиник и радиологических лабораторий.

В современной онкологии широко применяются методы лучевой терапии. Наиболее часто используется комбинированное лечение, которое охватывает радикальную операцию, а также предоперационную и послеоперационную лучевую терапию. . Наиболее распространённой аппаратурой для проведения лучевой терапии являются гамма-аппараты, а в иных случаях - ускорители электронов и рентгенотерапевтические аппараты. Однако применение гамма-излучения (также как и рентгеновского) при лечении больных со злокачественными опухолями имеет серьезные ограничения: максимум дозы приходится на кожу и прилегающие к ней здоровые ткани, тогда как сама опухоль в множестве случаев локализована глубже. Чтоб уменьшить влияние излучения на здоровые ткани, применяется облучение опухоли с различных направлений и полями сложной формы. К сожалению, и это не всегда дает «подвести» к опухоли требуемую терапевтическую дозу, не повредив окружающие ткани. В 1946 году американец Р.Вильсон предложил использовать для облучения злокачественных опухолей пучки протонов. В 1954 году его мысль была реализована на ускорителе протонов в Беркли (США). Факты такого лечения превзошли все ожидания. Протонная терапия имеет существенные преимущества по сравнению с лучевой терапией электронами и фотонами. Связано это со свойством протонов выделять огромную часть энергии в конечной остановке пробега. К тому же протоны имеют строго прямолинейную траекторию движения в тканях человеческого организма и почти не отклоняются от первоначального назначения.

Ниже в таблице приведены оборудования сушествующие в Республике Узбекистан.

Таблица 5. Оборудование лучевой терапии в РУз.

2.4 Радиационная онкология

Радиационная онкология - область медицины, в которой исследуется применение ионизирующего излучения для лечения онкологических заболеваний. В общих чертах метод можно описать следующим образом. Корпускулярное или волновое излучение направляется на пораженный опухолью участок тела с целью удалить злокачественные клетки с минимальным повреждением окружающих здоровых тканей.

Классификация методов радиационной онкологии

Во-первых, следует выделить различные типы излучения.

Корпускулярное:

· б-частицы,

· протонные пучки,

· в-частицы,

· электронные пучки,

· р-мезоны,

· нейтронное излучение.

Волновое (фотонное):

· г-излучение,

· тормозное рентгеновское излучение.

Во-вторых, существуют различные способы его подведения.

Брахитерапия:

· Контактная терапия. При этом способе излучатель подносится непосредственно к опухоли. В большинстве случаев для реализации требуется оперативное вмешательство, поэтому метод применяется редко.

· Интерстициальный метод. Радиоактивные частицы вводятся в ткань, содержащую опухоль. Как самостоятельное лечение, в основном применяется при онкогинекологических и онкоурологических заболеваниях. Как дополнительное - при внешнем (дистанционном) облучении.

В настоящее время область применения брахитерапии как самостоятельного или вспомогательного метода расширяется.

Внешнее (дистанционное) облучение:

При таком воздействии излучатель находится на удалении от области, содержащей злокачественное образование. Метод является наиболее универсальным, однако, и наиболее сложным в воплощении. Для его применения разработаны многие дорогостоящие установки. На сегодняшний день внешнее облучение широко применяется в ведущих зарубежных клиниках и считается самым перспективным направлением рациационной онкологии.

· Лучевая терапия. Проведение ЛТ проходит в несколько сеансов. Это самый распространенный способ лечения рака. Применяется для многих видов опухолей и стадий, часто, как вспомогательная терапия в дополнение к хирургии.

· Радиохирургия. Применяется узконаправленное облучение повышенной интенсивности. Процедура проходит за меньшее число сеансов. Способ предъявляет максимальные требования к точности оборудования, поэтому устройства крайне дорогие и есть далеко не во всех странах. Наиболее популярные установки: «Кибер-нож» и его предшественник «Гамма-нож». Пока область применимости радиохирургии ограничена и мала, по сравнению с лучевой терапией. Однако направление активно развивается и прогрессирует.

Воздействие облучения

Процессы, возникающие в клетках под облучением крайне сложны, происходят многочисленные морфологические и функциональные изменения тканей. Началом этих процессов служат ионизация и возбуждение атомов и молекул, составляющих клетки. Мы не ставим целью подробное описание этих процессов, поэтому приведем лишь несколько примеров.

Положительный эффект облучения состоит в нарушении процессов саморегуляции в злокачественных клетках, который с течением времени приводит к их смерти [6,7]. В результате разрушения структуры ДНК раковых клеток, они теряют способность к делению. Облучение разрушает сосуды опухоли, нарушается её питание.

Отрицательный эффект заключается в том, что изменения могут происходить и в здоровых клетках. Это приводит к лучевым осложнениям, которые подразделяются на две группы.

· Лучевые реакции. Нарушения временные и проходят после определенного времени (до нескольких недель).

· Лучевые повреждения. Необратимые последствия облучения.

Каждый вид клеток имеет свои показатели радиочувствительности, то есть изменения в клетках начинаются при определенном соотношении частоты, типа, интенсивности и продолжительности излучения. Принципиально, любую опухоль можно уничтожить воздействием излучения, однако при этом будут повреждены и здоровые клетки. Основная задача рациационной онкологии - подобрать оптимальный баланс между полезным действием облучения и минимизацией риска осложнений.

· Более подробно наиболее характерные побочные эффекты и особенности проведения облучения рассмотрены для конкретных видов онкологических заболеваний, к которым применима лучевая терапия.

Минимизация осложнений

Рассмотрим основные приемы, которые используются специалистами для уменьшения риска повреждения здоровых тканей.

Рентгеновский диапазон

Высокоинтенсивное рентгеновское излучение позволяет воздействовать на глубокие ткани, при этом слабо повреждая поверхностные: луч проходит через кожу, почти не теряя на ней энергии. Подбором оптимальной интенсивности область основного воздействия переносится на необходимую глубину, в результате на здоровые клетки приходится небольшая доза радиации, исчезает вероятность получения ожога на коже.

Точное подведение

Первоочередная задача состоит в точном определении месторасположения опухоли. Часто приходится удалять не четко обособленное новообразование, а остатки опухоли после проведенной операции, возможные очаги метастазирования, которые могут быть множественными, труднозаметными и иметь беспорядочное расположение. Для определения их месторасположения используются все доступные средства: рентген, компьютерная томография, протокол проведенной операции. Также требуются достоверные знания о свойствах окружающих такней: необходимо определить, где могут образоваться новые опухолевые очаги и предотвратить этот процесс. Немалые усилия направлены и на точность проведения самого облучения. Нередко лучевая терапия длится 30-40 курсов, при этом необходимо соблюдать точность в пределах половины сантиметра. Для этих целей используются различные методы фиксации положения пациента.

Облучение под разными углами

За исключением редких случаев, когда смена угла, под которым направляется луч, невозможна, этот способ обязательно применяется. Такой прием позволяет равномерно распределить побочное воздействие по кругу, и снизить общую дозу, приходящуюся на единицу объема здоровой ткани.

Фракционирование

Необходимо как можно точнее определить свойства здоровых и раковых клеток, подпадающих под воздействие и выявить различия в радиочувствительности. Интенсивность и тип об-ния подбираются индивидуально для каждого случая, благодаря этому удается оптимизировать эффективность терапии. В заключение приведем рассуждение относительно целесообразности прохождения данного вида лечения за рубежом. Радиохирургическое направление только начинает развиваться в России и на Украине: аппараты типа «Кибер-нож» установлены лишь в Москве и в Киеве, появились они в этих странах в 2010г. Установки «Гамма-нож» также можно найти только в самым крупных медицинских центрах: современные технологии перенимаются с большим опазданием.

Единицы измерения

В качестве единицы гамма-излучения принят рентген (р), т.е. такая

доза излучения, при которой в 1 см³ сухого воздуха при нормальных условиях образуется приблизительно 2 млрд. пар ионов, несущих одну электростатическую единицу заряда каждого знака.

За единицу активности принято одно ядерное превращение в секунду. В целях сокращения обозначения пользуется термин "распад в секунду" (расп./с.). В системе СИ эта единица получила название беккерель (Бк). В практике радиационного контроля широко применялась внесистемная единица - кюри (Ки). Одни кюри - это 3,75х10¹⁰ ядерных превращений в

секунду.

Концентрация радиоактивных веществ обычно характеризуется концентрацией его активности. Она выражается в единицах активности на единицу массы: Ки/т, мКи/кг и т.п. (удельная активность), на единицу объема - Ки/м³, мКи/л, Бк/см³ и т.п. (объемная концентрация) или на единицу площади - Ки/км², мКи/см², пБк/м² и т.п.

Доза излучения (поглощенная доза) - это энергия радиоактивного излучения, поглощенная единицей массы облучаемого вещества или человеком. С увеличением времени облучения она растет. При одинаковых условиях облучения зависит от состава вещества. Поглощенная доза нарушает физиологически процессы и приводит к лучевой болезни различной степени тяжести. В системе СИ обозначается единицей - грей (Гр). 1 грей - величина, при которой 1 кг облучаемого вещества поглощает энергию в 1 Дж (джоуль), следовательно 1 Гр = 1 Дж/кг.

Поглощенная доза излучения является основной физической величиной, определяющей степень радиационного воздействия. Мощность дозы (мощность поглощенной дозы) - приращение дозы в единицу времени. Она характеризуется скоростью накопления дозы и может увеличиваться или уменьшаться во времени. Ее единица в системе СИ - грей в секунду, за одну секунду в веществе создается доза излучения 1 грей.

На практике для оценки поглощенной дозы излучения до сих пор широко используется внесистемная единица мощности поглощенной дозы - рад в час(рад/ч) или рад в секунду (рад/с).

Эквивалентная доза. Это понятие введено для количественного учета неблагоприятного биологического воздействия различных видов излучения. В системе СИ эквивалентная доза измеряется в зивертах (Зв).

Зиверт равен одному грею, деленному на коэффициент качества. При Q=1 получаем:

1 Гр = 1 Дж/кг=100 рад

1 бэр = 0,01 Дж/кг; 1 бэр = 0,01 Зв.

1 Зв = 1Гр/ Q = 100 рад/ Q = 100 бэр.

Бэр (биологический эквивалент рентгена) - это внесистемная единица зквивалентной дозы. Бэр - такая поглощенная доза любого излучения, которая вызывает то же биологический эффект, что и один рентген гамма-излучения. Поскольку коэффициент качества бета-, гамма-излучений равен 1, то на местности, загрязненной радиоактивными веществами при внешнем облучении

1 Зв = 1 Гр; 1 бэр = 1 рад; 1 рад = 1Р.

Что такое зиверт? Для регистрации количества излучения, провзаимодействовавшего с живой материей, используется зиверт (Зв) - единица измерения эквивалентной дозы излучения, характеризующая передачу определенного количества энергии каждому килограмму живой ткани, через которую это излучение проходит и с которой оно взаимодействует, с поправочным коэффициентом, обусловленным видом этого излучения. Наряду с зивертом до сих пор используется внесистемная единица измерения количества излучения рентген (Р) Для гамма-излучения, с некоторым допущением, 1 Зв соответствует дозе 100 Р.

Что же такое 1 Зв, много это или мало? Первые изменения в составе крови происходят при полученной дозе 0,25 Зв, при дозе 1 Зв начинается лучевая болезнь, при дозе 4 Зв 50% облученных умирает, а при дозе облучения 6-8 Зв вероятность летального исхода близка к 100%. Дозы менее 0,25 Зв человек не ощущает, но их нельзя назвать безвредными, так как, по безпороговой теории, любая малая доза увеличивает вероятность возникновения отдаленных последствий в виде онкологических заболеваний или негативной наследственной предрасположенности для будущих поколений.

Типичные дозовые нагрузки для этих видов процедур, колеблются в широких пределах - от 0,09 мЗв при рентгенографии желудка до 2,6 мЗв при рентгеноскопии кишечника. Флюорография легких - это 0,8 мЗв. В настоящее время, с введением в практику последних технических разработок, данные нагрузки могут быть значительно снижены.

Заключение

В течение выполнения квалификационной выпускной работы мною получены следующие результаты:

1. Выполнена работа по методике проведения подготовки онкологоческого больного (пациента) к облучению на аппарате ТЕРАТРОН-780Е.

2. Выполнена работа по лучевой терапии «Фракцированный метод облучения гамма-лучами».

3. Выполнена лечение двух больных в отделении лучевой терапии РНЦО.

Литература

7.Ярмоненко С.П. Радиобиология человека и животных. Высшая школа, Москва, 1988, 424 сс.

Размещено на Allbest.ru