Оборудование, ресурсы, организация - лучевая терапия в лечении рака
- ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ
В идеале необходимо иметь оборудование для лечения всех типов опухолей, от поверхностных поражений кожи до глубоко расположенных опухолей, как с радикальной, так и с паллиативной целью. Различные радиотерапевтические приспособления можно классифицировать по нескольким признакам: по локализации источника излучения (снаружи или внутри тела больного), по проникающей способности в ткани (к примеру, в виде функции от энергии генерирования или энергии излучения), по типу излучения (например, фотоны, электроны, нейтроны, протоны, тяжелые ядра) и по методу производства излучения (к примеру, с помощью электрической машины или вследствие распада радионуклидов).
- Лечение внешним пучком
В табл. 1.1 представлены различные источники излучения, используемые для лечения внешним пучком и классифицируемые в зависимости от энергии излучения и сферы их применения в терапии рака.
Рентгеновские аппараты (ортовольтные) с энергией генерирования 100—300 кВ, которые ранее применялись для лечения глубоко расположенных опухолей, более не рекомендуются для этих целей, поскольку заменены &ldquo-мегавольтными&rdquo- установками, генерирующими излучения с энергией, равной или превосходящей энергию телекобальтовых установок (1,25 MB). Общепризнанными преимуществами излучения с высокой энергией являются:
Таблица 1.1 Источники внешнего облучения, классифицированные по мощности, виду энергии и применению для лечения рака
Тип оборудования | Мощность | Тип | Использование, |
Аппараты для контактнойтерапии | 10-60 кВ | Рентге | Лечение кожных поражений.Используются редко |
Низковольтные | Менее 100 кВ | Рентге | Лечение поверхностных иподкожных образований. Полезны и рекомендуются всем радиотерапевтическимцентрам |
Средневольтные | 100-300 | Рентге | Лечение поражений наглубине нескольких сантиметров от поверхности. Используются редко и не рекомендуются |
Аппликаторы с бета-частицами | 540 кэВ (Sr-90) | Бета- | Лечение поверхностныхпоражений и опухолей глаза. Используются редко |
Цезий-137 | 660 кэВ | Гамма- | Лечение поражений наглубине нескольких сантиметров. Не рекомендуются |
Кобальт-60 | 1,25 МэВ (в среднем) | Гамма- | Лечение поражений насредней глубине и глубоких. Очень полезны и настоятельно рекомендуются к применению |
Ускорители с низкойэнергией (<8 MB) | |||
Только пучки фотонов, безэлектронных пучков | 4-6 MB(обычноиспользуемые) | Рентге | Не рекомендуются вразвивающихся странах. Нет существенного отличия от кобальта-60 и болеесложных ускорителей |
Таблица 1.1 (продолжение)
Тип оборудования | Мощность | Тип | Использование, |
Ускорители со среднейэнергией (>8 MB и более) | |||
Пучки фотонов | 8-20 MB(обычноиспользуемые) | Рентге | Лечение глубоко расположенныхопухолей. Полезны в соответствующих ситуациях |
Пучки электронов | 6-20 | Элект | Лечение поражений внескольких сантиметрах (до 6 см) от поверхности. Полезны в соответствующихситуациях |
Ускорители с высокойэнергией (> 20 MB) | |||
Пучки фотонов | 5-50 MB(доступны) | Рентге | Лечение глубоко расположенныхопухолей. Полезны в соответствующих ситуациях |
Пучки электронов | 5-50 МэВ (доступны) | Элект | Лечение поражений,расположенных примерно на глубине 1 — 13 см от поверхности кожи |
- эффект щажения кожи за счет накопления электронов ниже ее поверхности;
- более высокая проникающая способность и увеличение процентной глубинной дозы;
- меньшее рассеивание радиоактивных частиц, а следовательно, более точная нацеленность луча;
- меньшая разница в специфическом поглощении дозы костью и мягкими тканями.
На рис. 1.1 показаны типичные кривые распределения глубинной дозы по центральной оси пучка излучения для
(а) фотонов и (б) электронов различных энергий. Кривые распределения глубинной дозы отражают процентную поглощенную дозу на заданной глубине в веществе (обычно в воде или другом тканеэквивалентном веществе) относительно максимального значения (100 %) в другой точке данного вещества. Для излучения с высокой энергией точка, где поглощена максимальная доза, находится на расстоянии от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров ниже поверхности. За пределами точки максимальной дозы процентная поглощенная доза излучения постепенно снижается по мере увеличения глубины. Для электронного излучения кривые имеют другую форму, с небольшим увеличением между поверхностью и точкой максимального значения (100 %) и затем с резким падением процентной дозы почти до нуля на относительно небольшом расстоянии от точки максимума.
На рис. 1.2 показаны типичные изодозные кривые для фотонного и электронного излучения различных энергий. Изодозные кривые соединяют глубинные участки облученного вещества, поглотившие одинаковые дозы.
О практическом значении физической разницы в распределении дозы фотонного и электронного излучения можно судить по изображениям на рис. 1.1 и 1.2.
При лечении опухолей, распространяющихся от поверхности на глубину нескольких сантиметров, электронный пучок позволяет направить высокую дозу на опухоль, в то время как доза на здоровые ткани на большей глубине остается низкой (почти нулевой). В связи с этим при радикальном лечении использование высокоэнергетичного электронного пучка является важным способом облучения грудной стенки после мастэктомии, задних шейных лимфатических узлов над спинным мозгом, для уменьшения дозы на сердце при облучении загрудинных лимфатических узлов и прицельного дополнительного облучения опухолей полости рта и глотки.
Однако для глубоко расположенных опухолей, локализованных на глубине более 8—10 см от поверхности, высокоэнергетичные электроны не имеют преимуществ перед высокоэнергетичными фотонами. Для лечения таких опухолей электронами требуется энергия не менее 30 МэВ и использование двух противолежащих полей. Ускорителей с такими энергиями, используемых в радиотерапии, в настоящее время очень мало. Обычно при лечении глубоко расположенных опухолей используется
Рис. 1.1. Кривые глубинной дозы для (а) фотонов и (б) электронов.
Рис. 1.2. Типичные изодозные кривые для фотонов и электронов: (а) рентгеновские лучи 200 кВ, РИК 50 см- (б) гамма-лучи кобальта-60, РИК 80 см- (в) рентгеновские лучи 10 MB, РИК 100 см- (г) электроны 20 МэВ, РИК 100 см.
облучение фотонами с двух противолежащих полей. В публикуемой ниже таблице приведены данные о приемлемой максимальной толщине тканей между двумя противолежащими полями.
Тип фотонного излучения | Максимальное расстояниемежду полями (см) |
250 кВ | 16 |
Телекобальтовое | 23 |
4 MB | 27 |
8 MB | 34 |
При выборе оптимального оборудования для дистанционной лучевой терапии необходимо принимать во внимание следующие моменты.
(а) Ускорители
Преимущества
- Четкая отграниченность пучка (физическая полутень меньше, чем при телекобальтовом).
- Радиационный выход выше, чем при телекобальтовом.
- Более высокая по сравнению с телекобальтовым проникающая способность в тканях: фотоны с энергией 4—6 MB имеют умеренно большую проникающую способность по сравнению с телекобальтом, в то время как высокоэнергетические фотоны (более 6 MB) часто имеют определенные преимущества при глубоко расположенных опухолях.
- Более удобное использование при лечении крупных больных и больших опухолей, которые трудно лечить вследствие их размеров, формы или локализации (это может быть 10—15 % от всех больных, подвергающихся лучевой терапии).
- Имеются установки, позволяющие получить электронные пучки: если планируется их приобретение, надо иметь в виду, что энергия около 20 МэВ достаточна для большинства случаев.
Необходимые условия
- Большие затраты на первичную закупку и подготовку процедурного помещения.
- Стабильное электроснабжение без колебаний напряжения и отключений.
- Доступность сервисного обслуживания производителем или поставщиком, включая поставку запасных частей и наличие телефонной связи.
- Превосходная радиационная дозиметрия и возможность контроля качества в отделении.
- Хорошо подготовленный персонал, способный работать с высокоэнергетическим фотонным и электронным излучением: четкая ограниченность пучка может быть полностью реализована, только если лечебные процедуры выполняются очень аккуратно, в частности, необходимо точно определить объем опухоли и тщательно разместить больного.
(б) Установки для телекобальтовой терапии
Преимущества
- Продуцируют высокоэнергетическое фотонное излучение (в среднем 1,25 МэВ).
- Многолетний опыт применения показал их надежность.
- Для большинства клинических ситуаций можно получить адекватное распределение доз.
- Первичные капиталовложения и текущие эксплуатационные издержки невелики.
- Установка может быть выполнена в относительно короткие сроки силами работников средней квалификации.
- Необходим малочисленный персонал для обслуживания оборудования со средним уровнем квалификации для выполнения рутинных операций.
- Уход и ремонт требуются нечасто, и их стоимость невелика.
Необходимые условия
- Необходимы адекватное помещение и соответствующая защита.
- Необходимо обеспечить замену телекобальтового источника через регулярные промежутки.
- Нужен достаточно многочисленный и подготовленный персонал.
- Для радикального лечения определенных видов рака (к примеру, очень глубоко расположенных очагов или очагов, расположенных близко от жизненно важных органов) требуется более тщательное планирование (по сравнению с ускорителями) вследствие менее проникающего излучения и большей полутени.
В качестве примера потребности в более пристальном внимании к планированию облучения, задействования более сложных методик с использованием более двух противолежащих полей при применении телекобальтовых установок в приведенной ниже таблице показана максимальная глубина расположения очага при трехпольном облучении различными типами фотонного излучения.
Тип фотонного излучения | Максимальная глубина (см)при трехпольном облучении | Максимальная глубина (см)при четырехпольном облучении |
250 кВ | 6,5 | 9,5 |
Телекобальтовое | 11,5 | 15,5 |
4 MB | 13,5 | 18 |
8 MB | 17 | 22 |
- Лечение изотопами, вводимыми в организм
Лечение изотопами, вводимыми в организм, может быть классифицировано как лечение с помощью закрытых радиоактивных источников (брахитерапия) &rdquo- открытых радиоактивных источников (системная терапия). Брахитерапию применяют для внутриполостных пространств (главным образом для лечения рака шейки и тела матки, но она может быть полезной и для лечения рака пищевода), для внутритканевых имплантаций (к примеру, при раке молочной железы и языка) и для аппликационной терапии доступных опухолей. Радиотерапия открытыми источниками имеет более ограниченное применение, главным образом она используется при заболеваниях щитовидной железы, истинной полицитемии и раковых процессах в полости брюшины.
В развивающихся странах наиболее часто терапия изотопами, вводимыми в организм, используется при раке шейки матки. Закрытые радиоактивные источники, применяемые для лучевой терапии, перечислены в табл. 1.2, а открытые — в табл. 1.3.
Таблица 1.2 Радиоизотопы, применяющиеся в виде закрытых источников для введения в организм
Название изотопа | Период | Энергия (МсВ) | Принципы использования икомментарий | |
бета | гамма | |||
Цезий-137 | 30 лет | 0,51 | 0,66 | Удаляемые внутритканевые имплантаты и внутриполостные введения |
Кобальт-60 | 5,27 | 0,31 | 1,17- | Удаляемые внутритканевые имплантаты, внутриполостные введения иповерхностные аппликации |
Золото-198 | 2,7 дня | 0,96 | 0,41 | Перманентные внутритканевые имплантаты |
Иридий-192 | 74,4 | 0,57 | 0,30— | Удаляемые внутритканевые имплантаты |
Радий-226 | 1622 | 3,17 | 0,18- | Внутритканевые и внутриполостные введения. Не рекомендуетсявследствие потенциальной опасности |
Радон-222 | 3,0 дня | 3,17 | 0,18- | Перманентные внутритканевые имплантаты |
Стронций - 90 | 28 лет | 0,2 | Поверхностные аппликации | |
Тантал-182 | 11,5 | 0,07— | Внутритканевые имплантаты | |
Иттрий-90 | 64 ч | 0,93 | Внутритканевые имплантаты | |
Таблица 1.3 Радиоизотопы, используемые в качестве открытых источников лля введения в организм
Название изотопа | Период | Энергия (МсВ) | Принципы использования и комментарии | |
бета | гамма | |||
Золото-198 | 2,7 дня | 0,32 | 0,41 | Коллоидная суспензия длявнутриполостного и внутритканевого введения. Менее экономичен, чемфосфор-32 или иттрий-90, и не имеет лечебных преимуществ |
Иод-131 | 8 дней | 0,19 | 0,08— | Пероральный раствор длясистемного применения, к примеру, при раке щитовидной железы, тиреотоксикозе |
Фосфор-32 | 14,3 | 0,69 | Раствор для пероральноговведения и для инъекций, к примеру, при полицитемии | |
Иттрий-90 | 64 ч | 0,93 | Раствор для инъекций | |
Стронций- | 50,5 | 0,58 | Раствор для инъекций | |
