http://www.lib.vsu.ru/resurses/rj/rj1997/04a4_07.htm

Автор: Маргулис У.Я., BaseGroup Labs

ПРИНЦИПЫ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ

1. Чем различаются рентгеновские и гамма-лучи? Рентгеновские и гамма-лучи имеют одинаковую природу и свойства, но разное происхождение. Рентгеновские лучи возникают внеядерно, например, когда пучок электронов высоких энергий, полученный в линейном ускорителе, направляется на мишень с высоким атомным числом (вольфрам). Гамма-лучи имеют внутриядерное происхождение, в результате взаимодействия частиц с ядром частица получает достаточно энергии для излучения.

2. Какие элементарные частицы используются в лучевой терапии? В клинике наиболее часто используются электроны, частицы с отрицательным зарядом, которые получают в линейном ускорителе, при этом они излучаются непосредственно (без промежуточной мишени). Пучок электронов применяется для лечения поверхностных опухолей, тогда как рентгеновские и гамма-лучи - для терапии глубоко расположенных. Другие частицы - протоны с положительным зарядом, альфа-частицы (ядра атома гелия), ионы с высоким зарядом (углерод, неон, аргон, кремний), пи-мезоны и нейтроны - используются значительно реже и по особым показаниям.

3. Какие стадии клеточного цикла наиболее чувствительны к ионизирующей радиации, а какие - наименее?

Быстро размножающиеся клетки млекопитающих проходят четыре стадии цикла: митоз, 1 промежуточный период (GI), синтез ДНК и II промежуточный период (G2). Наиболее чувствительны к облучению клетки в фазах митоза и G2 (которая непосредственно предшествует митозу). Максимальная резистентность к радиации наблюдается в период синтеза ДНК.

4. Как в линейном ускорителе создается рентгеновское излучение? Электроны впрыскиваются в трубку ускорителя и разгоняются там с помощью электромагнитного поля высокой частоты. Пучок электронов направляется на мишень. В результате взаимодействия электрона с ядром атома мишени образуется фотон,а электрон отражается с меньшей энергией. Пучок фотонов (рентгеновское излучение) проходит через выравнивающий фильтр, лучу придается нужная форма с помощью коллиматора до попадания на больного.

5. В каких единицах выражается доза поглощенной ионизирующей радиации?

Мерой биологического и клинического эффекта облучения является поглощенная доза, то есть средняя энергия, отданная радиацией в единице массы поглощающего материала. Доза выражается в греях (Гр); 1 грей равняется 1 джоулю энергии на 1 килограмм массы. Ранее применялась единица поглощенной дозы 1 рад; 1 рад равняется 1 сантигрей (сГр), или сотой доле грея.

6. Каким образом фотоны (рентгеновское и гамма-излучение) воздействуют на биологический материал, приводя к повреждению клетки? Ионизирующее воздействие фотонов опосредованно; сами по себе они не могут химически или биологически повредить клетку. Учитывая энергетические характеристики ускорителей, считается, что фотоны взаимодействуют с атомами или молекулами, например, с молекулами воды, что приводит к образованию высокоактивных короткоживущих свободных радикалов, которые проникают в критические структуры клетки, такие как ДНК и, возможно, мембраны, и разрушают химические связи.

7. Каковы два основных подхода в технике лучевой терапии? Два основных технических подхода - это телетерапия и брахитерапия. Термин "телетерапия" (tele = дальний) подразумевает, что лечение проводится на расстоянии, с помощью того или иного аппарата. Брахитерапия (brachy = короткий) проводится, когда источник радиации помещается рядом или внутрь облучаемого объекта. При этом источник может оставаться в ткани (как, например, золото-198 или йод-125) или должен быть удален (цезий-137, иридий-192, кобальт-60).

8. Каковы этапы планирования лучевой терапии?

1. Объект облучения должен быть точно обрисован в ходе физикального и инструментального обследования. Должна быть учтена чувствительность нормальной ткани к предстоящему облучению.

2. Радиолог, лечащий врач И дозиметрист должны разработать несколько конкретных технических вариантов облучения данного больного, возможно применение компьютерных программ планирования.

3. Должно быть проведено моделирование облучения с учетом диагностических рентгенограмм зоны облучения, формы объекта. Область планируемого воздействия должна быть сфотографирована с обозначением номера, размера и ориентации полей облучения.

4. Должны быть подготовлены устройства для иммобилизации больного и формирования луча.

9. Как назначается лучевая терапия?

Врач-радиолог записывает в терапевтической карте больного направление на курс лучевой терапии, в котором отражены указания и разрешение на облучение для техника-радиолога, непосредственно проводящего процедуру. В нем также указывается область воздействия, доза на фракцию, количество доз в день (для режимов гиперфракционирования) или в неделю, энергия пучка, описание поля облучения и общая доза. Часто в направлении даются также указания по наблюдению за состоянием больного (взятие анализов крови, взвешивание).

10. Как применяются блоки в лучевой терапии? Блоками называются предметы, располагаемые между источником излучения и пациентом с целью отграничения поля лучевого воздействия и придания ему формы. Использование блоков помогает максимально избежать облучения нормальной ткани организма. Сначала локализуют область воздействия с помощью рентгенографии. Врач-радиолог помечает на снимке участки, которые нужно исключить из облучения. Снимок становится шаблоном для пенопластового щита, с выемками, которые будут заполнены Cerrobend, легкоплавким сплавом висмута, олова, свинца и кадмия. После охлаждения блоки Cerrobend вынимаются из пенопласта и закрепляются на прозрачном держателе с надписанным именем больного и правилами ориентировки. Блоки хранятся в процедурном кабинете.

11. Какая техника применяется для модификации радиационного луча с целью получения мономорфного распределения дозы? Функция модификаторов луча отличается от функции блоков и заключается в изменении формы поля облучения, исключении нормальной ткани и имеет результатом большую однородность дозы в зоне лечения. К таким устройствам относятся болюсы, клиновидные и компенсирующие фильтры. Болюс состоит из вещества, эквивалентного ткани организма, и помещается непосредственно на поверхность тела, результатом чего является увеличение дозы в коже и других поверхностных структурах непосредственно под ним. Техника болюса используется также для выравнивания неровностей поверхности тела, тогда доза распределяется более равномерно. Для изготовления болюса используют пластины из пластических полимеров, парафин и влажную марлю. С помощью клиновидного фильтра можно добиться изменения формы распределения дозы в ткани в зависимости от угла клина. Обычно используются фильтры с углами 15, 30, 45 и 60 градусов, но применимы и другие углы. Клиновидные фильтры часто используются при облучении сильно изогнутой поверхности, например, в верхних отделах грудной клетки. Клин ориентируется так, чтобы его наиболее толстая часть (пятка) располагалась над более тонким слоем ткани. Компенсирующие фильтры из алюминия, воска, меди располагают на пути луча для возмещения неровности контуров ткани.

12. Что такое проходной снимок?

Чтобы проверить, что лучевая терапия проводится в соответствии с планом и моделью, необходимо сделать рентгенограммы, подтверждающие правильность размера и положения поля облучения, а также позы больного. Такие рентгенограммы называются проходными, или контрольными, снимками, обычно их делают раз в неделю или в момент изменения характеристик поля облучения и блоков. Проходные снимки отличаются от диагностических рентгенограмм тем, что последние получаются при энергии излучения в киловольтном диапазоне, тогда как первые - на ускорителях с энергией в диапазоне мегавольт. На таких высоких энергиях кости и мягкие ткани поглощают излучение в одинаковой степени и проявляются одинаково.

13. Что такое фракционирование? Почему облучение больного фракционируют? Фракционированием называют разделение тотальной дозы облучения на несколько меньших долей. Эта техника основана на радиобиологических экспериментах этого столетия, которые показали, что желаемый эффект от облучения (например, стерилизация экспериментальных животных с помощью облучения мошонки) может быть получен при разделении общей дозы на ежедневные фракции с одновременным снижением токсичности. В терминах клинической медицины это означает, что фракционированная лучевая терапия позволяет достичь более высокого уровня контроля за опухолью и явного снижения токсичности для нормальной ткани по сравнению с одноразовым облучением высокой дозой.

14. Что такое стандартное фракционирование? Стандартное фракционирование подразумевает 5 облучений в неделю один раз в день по 200 сГр. Общая доза зависит от массы (скрытая, микроскопическая или макроскопическая) и гистологического строения опухоли и чаще определяется эмпирически.

15. Что может быть возможной альтернативой стандартному фракционированию?

Есть два метода выбора - гиперфракционирование и ускоренное фракционирование. При гиперфракционировании стандартная или чуть большая доза разделяется на меньшие, чем обычные фракции, назначаемые дважды в день; общая продолжительность лечения (в неделях) остается почти прежней. Смысл такого воздействия в том, что: 1) снижается токсичность поздно-реагирующих тканей, которые обычно более чувствительны к размеру фракции; 2) увеличивается общая доза,что повышает вероятность уничтожения опухоли. Общая доза при ускоренном фракционировании немного меньше или равна стандартной, но период лечения короче. Это позволяет подавить возможность восстановления опухоли за время лечения. При ускоренном фракционировании назначают два или больше облучений в день, фракции обычно меньше стандартных.

16. Что такое гипертермия?

Гипертермией называется клиническое применение нагревания опухолевой ткани до температуры выше 42.5 "С, которое убивает клетки, усиливая цитотоксические эффекты химио- и радиотерапии или независимо. Специфическими свойствами гипертермии являются: 1) эффективность против клеточных популяций с гипоксическим, закисленным окружением и истощенными пищевыми ресурсами, 2) активность против клеток в S-фазе пролиферативного цикла, устойчивых к лучевой терапии. Предполагается, что гипертермия воздействует на клеточную мембрану и внутриклеточные структуры, включая компоненты цитоплазмы и ядро. Подведение энергии в ткань достигается микроволновыми, ультразвуковыми и радиочастотными приборами. Применение гипертермии связано с трудностями однородного прогревания крупных или глубоко расположенных опухолей и точной оценки распределения нагрева.

17. Приведите примеры остро-реагирующих и поздно-реагарующих нормальных тканей.

Важными определяющими факторами острой или поздней реакции тканей являются кинетические характеристики дифференциации и пролиферации, некоторые ткани могут демонстрировать оба типа токсичности. Острая реакция развивается в ходе лечения или спустя несколько недель. К остро-реагирующим тканям относятся: кожа (десквамация), слизистая оболочка кишечника, тромбоциты и лейкоциты. Развитие поздней реакции наблюдается в период от нескольких месяцев до года, такая реакция свойственна костям, костному и спинному мозгу, таким внутренним органам, как легкие, печень, почки, молочная железа и половые железы. В коже возникает фиброз.

18. Что означают термины "радиочувствительность" и "радиокурабельность"? Связаны ли они между собой?

Радиочувствительность, или радиорезистентность, выражает скорость и степень реакции опухоли в ходе лечения. Радиокурабельность отражает степень реализации предположения об уничтожении опухоли, с учетом ограничений, таких как устойчивость нормальной ткани. Эти два свойства не обязательно коррелируют: опухоль может быть высоко чувствительной, но радиоинкурабельной (лейкемия и миелома) или относительно радиорезистентной и радиокурабельной (т.е. плоскоклеточные ороговевающие карциномы головы, шеи и шейки матки). Примером опухоли, одновременно проявляющей свойства радиочувствительности и радиокурабельности, может служить лимфогранулематоз (лимфома Ходжкина). Почечноклеточные карциномы и злокачественные меланомы являются радиорезистентными и радиоинкурабельными.

19. Чем отличается паллиативный курс лучевой терапии от радикального? Целью паллиативной терапии является облегчение симптомов, нарушающих функцию или комфортность или дающих риск развития таковых в обозримом будущем. Режимы паллиативной терапии отличаются увеличенными ежедневны-, ми фракциями (> 200 сГр, чаще 250-400 сГр), укороченным общим временем лечения (несколько недель) и сниженной общей дозой (2000-4000 сГр). Увеличение фракционной дозы сопровождается нарастанием риска токсичности для поздно реагирующих тканей, но это уравновешивается укорочением требуемого времени у больных с ограниченными шансами на выживание.