Методы и принципы лучевой терапии злокачественных опухолей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методы и принципы лучевой терапии злокачественных опухолей

Лучевая терапия на сегодняшний день является одним из основных методов лечения онкологических больных. В настоящее время она применяется как компонент комплексного и комбинированного лечения злокачественных опухолей, а также в самостоятельном виде у 60% онкологических больных. Благодаря последним достижениям в области радиобиологии, физики и дозиметрии ионизирующих излучений, а также оборудования и систем совершенствуются методы лучевой терапии. Онкологические учреждения всего мира ежегодно оснащаются новыми гамма-терапевтическими установками, линейными ускорителями электронов, аппаратами для брахитерапии. Для предлучевой подготовки используются современные компьютерные томографы, симуляторы, различные фиксирующие устройства.

Принципы и методы лучевой терапии злокачественных опухолей

Ионизирующие излучения для лечения злокачественных опухолей начали использоваться сразу же после открытия в 1895 году рентгеновых лучей немецким физиком В. Рентгеном и явления радиоактивности в 1896 году французским физиком А. Бекерелем. За время своего существования лучевая терапия пережила много этапов развития - периоды застоя сменялись периодами расцвета. В суждениях различных авторов относительно ценности лучевой терапии не обошлось без крайностей. Одни считали ионизирующие излучения единственным средством, могущим разрешить проблему лечения больных со злокачественными новообразованиями; другие - отводили им ничтожную роль. Накопленный за более чем столетний период клинический опыт применения лучевой терапии для лечения злокачественных новообразований, является достаточным для того, чтобы дать ей объективную оценку.

В настоящее время лучевая терапия получила широкое распространение и заняла одно из ведущих мест при лечении онкологических заболеваний. Около 60-70% онкологических больных, подлежащих антибластному лечению, получают лучевую терапию в том или ином виде. Этому способствовали успехи, достигнутые в области физики, радиобиологии, дозиметрии и онкологии, а также оснащение онкологической сети современными гамма-терапевтическими установками, аппаратами для контактной лучевой терапии, ускорителями, генерирующими излучения высоких энергий.

Лучевая терапия, как и хирургический метод, используется главным образом для местного воздействия на первичный опухолевый очаг и зоны регионарного метастазирования. Исходя из стратегических задач оказания помощи больным со злокачественными новообразованиями, лучевая терапия может быть использована:

1. как самостоятельный или основной метод лечения;

2. в комбинации с хирургическим лечением;

3. в сочетании с химио- гормонотерапией ;

4. в составе мультимодальной терапии.

Лучевая терапия как самостоятельный или основной метод антибластомного лечения

Лучевая терапия как самостоятельный или основной метод антибластомного лечения применяется в случаях, когда она является предпочтительной либо в косметическом, либо в функциональном отношении, а результаты ее одинаковые по сравнению с таковыми при применении других методов лечения онкологических больных (рак кожи, рак губы, опухоли среднего отдела гортани, рак шейки матки). Лучевое лечение может быть единственно возможным средством помощи неоперабельным больным со злокачественными новообразованиями, для которых радикальным методом лечения является хирургический (рак пищевода, гортани, легкого, молочной железы, мочевого пузыря, прямой кишки и др.).

Лучевая терапия как самостоятельный метод лечения может быть проведена по радикальной программе, использована как паллиативное или симптоматическое средство. лучевая терапия злокачественная опухоль

Радикальная лучевая терапия направлена на полное излечение больного от опухоли и регионарных метастазов путем подведения канцерицидной дозы радиации. Уровни канцерицидных доз для различных опухолей неодинаковы и устанавливаются в зависимости от гистологического строения ее, митотической активности и степени дифференцировки клеточных элементов. К опухолевому очагу должна быть подведена доза излучения 60-80 Гр, к зонам субклинического распространения - 40-50 Гр.

Паллиативная лучевая терапия предпринимается с целью уменьшения размеров опухоли и ее метастазов, стабилизации опухолевого роста и используется в тех случаях, когда невозможна лучевая терапия по радикальной программе, при этом суммарная очаговая доза (СОД), как правило, составляет 40-50 Гр. Однако в процессе лучевого лечения эти дозы могут быть изменены. В случаях выраженной резорбции опухоли в ответ на лучевое воздействие и заметного улучшения общего состояния больного очаговая поглощенная доза может быть увеличена.

Симптоматическая лучевая терапия применяется для снятия или уменьшения клинических симптомов злокачественного поражения, могущих привести к быстрой гибели больного или существенно ухудшающих качество его жизни. Облучение с симптоматической целью проводится по жизненным показаниям при поражении средостения с синдромом верхней полой вены, компрессионном синдроме, обусловленным быстрорастущей опухолью головного мозга, при острой асфиксии, связанной с быстрорастущей опухолью трахеи, при первичных и метастатических опухолях, вызывающих сдавление спинного мозга, что влечет за собой нарушение функции жизненно важных органов; она может применяться так же для снятия болевого синдрома, остановки кровотечения. Суммарная очаговая доза излучения устанавливается индивидуально в зависимости от достигнутого эффекта и составляет 20-30 Гр.

Противовоспалительная и функциональная лучевая терапия применяется для лечения неопухолевых заболеваний с целью ликвидации послеоперационных и раневых осложнений, воспалительных и дегенеративных заболеваний костно-суставного аппарата, сопровождающихся болевым синдромом при неэффективности традиционных методов лечения (антибиотикотерапии, гормонального лечения, физиотерапии и др.). Разовая доза излучения при острых воспалительных процессах составляет 0,1 - 0,2 Гр, суммарная - 0,3 - 0,6 Гр; при хроническом воспалении - 0,3 - 0,5 Гр и 2,5 - 3 Гр; при дегенеративных изменениях в суставах - 0,5-0,8 Гр и 3-4 Гр соответственно.

Лучевая терапия как компонент комбинированного лечения

Лучевая терапия как компонент комбинированного лечения позволяет повысить эффективность хирургического вмешательства за счет снижения частоты развития местных рецидивов, регионарных и отдаленных метастазов. Кроме того, при местно-распространенных опухолях она позволяет расширить показания к радикальному оперативному вмешательству, повысить резектабельность опухоли. При ранних раках дополнительно проведенное облучение делает возможным шире выполнять органосохранные операции при достижении высоких результатов лечения.

Лучевая терапия в комбинации с хирургическим вмешательством может быть использована в предоперационном периоде, после операции и интраоперационно.

Предоперационное облучение позволяет:

- снизить митотическую активность и жизнеспособность опухолевых клеток, уменьшая их имплантационную способность, что, в свою очередь, сводит к минимуму риск развития рецидивов и метастазов;

- вызвать частичную регрессию первичной опухоли за счет гибели наиболее чувствительных клеток ее, находящихся на периферии, и перевести опухоль в операбельное состояние;

- разрушить метастазы, находящиеся в регионарных зонах, и вызвать уменьшение метастатических узлов;

- снять параканкрозное воспаление.

С радиобиологических позиций лучевая терапия до операции более эффективна, поскольку нет послеоперационных рубцовых изменений, способствующих появлению плохооксигенированных (гипоксичных и аноксичных) клеток, являющихся радиорезистентными.

Лучевая терапия, осуществляемая в послеоперационном периоде, направлена на:

- снижение биологической потенции опухолевых клеток, возможно оставшихся в зоне операционного поля;

- обеспечение гибели остатков опухоли в случаях выполнения нерадикальных оперативных вмешательств;

- ликвидацию опухолевых клеток в регионарных лимфатических узлах.

В объем послеоперационного облучения включается ложе бывшей опухоли и регионарный лимфатический аппарат.

Интраоперационная лучевая терапия предусматривает однократное облучение опухоли перед ее удалением (предоперационный вариант), или для воздействия на злокачественные элементы, оставшиеся после нерадикальной операции (послеоперационный вариант), а также в случаях, когда опухоль является нерезектабельной. Для интраоперационного облучения используется дистанционная лучевая терапия быстрыми электронами с энергией 10-15 МэВ или брахитерапия в дозе 14-20 Гр.

Сочетанное использование лучевой и химиотерапии преследует двоякую цель: взаимное усиление воздействия ионизирующей радиации и химиотерапии на первичную опухоль (достижение аддитивного, потенциирующего и синхронизирующего эффектов), а также создание условий для профилактики метастазов и лечения субклинических или же выявленных метастазов. Теоретической основой повышения эффективности облучения с помощью химиопрепаратов являются данные о возможности синхронизирующего действия цитостатиков на митотический цикл опухолевых клеток, а также о различных «точках приложения» этих антибластомных агентов.

Каждая опухоль состоит из различных клеточных фракций. Активно пролифилирующая фракция клеток обеспечивает рост опухоли и чем больше в опухоли активно делящихся клеток, тем выше темп роста ее. В быстро растущих опухолях доля клеток, участвующих в клеточном цикле больше, чем в медленно растущих. Две фракции представлены постепенно умирающими живыми клеткам и полностью некротизированными. Эти клетки не оказывают влияния на рост и метастазирование опухоли. Кроме того, 10-15% опухолевых клеток могут находиться в состоянии покоя и не принимают участия в делении (фаза G-0). В этой фазе они не реагируют на антибластомную терапию. Установлено, что назначение химиопрепаратов способствует переходу опухолевых клеток из состояния покоя в фазы клеточного цикла и тем самым они становятся уязвимыми для последующего лучевого и/или химиолучевого воздействия. Наибольшей чувствительностью к действию радиации обладают клетки в фазе митоза (М) и премитоза (G-2), меньшей - находящиеся в фазе синтеза (S) и пресинтетической фазе (G-1). Большинство алкилирующих препаратов оптимально действуют на клетки в фазе S и G-2, антиболиты - в фазе S и G-1, цитостатики растительного происхождения (митотические ингибиторы) в фазе М, ингибиторы синтеза белка - в фазе G-1и G-2.

Мультимодальная терапия онкологических больных предусматривает использование современных методов хирургического, лучевого, лекарственного лечения, а также сочетание их с радиомодифицирующими воздействиями (гипертермия, гипербарическая оксигенация, электрон-акценторные соединения, гипоксическая гипоксия и др.).

Распределение дозы излучения в облучаемом объеме

Основным принципом лучевой терапии является излечение опухоли при максимальном щажении нормальных органов и тканей. Для реализации его в клинике большое внимание уделяется разработке способов повышения эффективности лучевого воздействия на основе пространственного и временного распределения дозы ионизирующего излучения и применения средств, изменяющих (моделирующих) лучевые реакции опухоли и организма.

При лучевой терапии весьма важным является точное установление локализации, размеров опухоли и степени ее распространенности. Для этого используются различные диагностические процедуры, включающие ультразвуковые, рентгенологические, радиоизотопные исследования, компьютерную томографию (КТ), ядерно-магнитно-резонансную томографию (ЯМРТ), позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ). На основании полученной информации устанавливается макроскопический объем опухоли (gross tumor Volume - GTV) в котором сосредоточена основная часть опухолевых клеток. Однако известно, что в нормальных тканях, окружающих опухоль, могут находиться отдельные опухолевые клетки и их комплексы, которые также должны быть включены в сферу лучевого воздействия. Поэтому в процессе предлучевой подготовки выделяют клинический объем облучения (clinical tumor volume - CTV), включающий макроскопический объем опухоли (GTV) и ткани, в которых имеет место микроскопическое распространение опухоли. Планируемый объем облучения (planning tumor Volume - PTV) учитывает смещение пациента и его органов во время одного сеанса облучения, а также от сеанса к сеансу. Объем, который получает дозу достаточную для радикального или палиативного лечения с учетом толерантности нормальных тканей, обозначается как «объем лечения». Наиболее оптимальное распространение дозы излучения достигается при объемном (трехмерном) планировании. Объемное планирование лежит в основе конформного облучения, задачей которого является «придание объему высокой дозы формы опухоли, ограничивая при этом до минимума дозу на окружающие здоровые ткани»

GTV - макроскопический объем опухоли (gross tumor Volume)

СTV - клинический объем облучения (clinical tumor volume)

PTV - планируемый объем облучения (planning tumor Volume)

TV - объем лечения

Распределение дозы излучения во времени

Результаты лучевой терапии злокачественных новообразований во многом зависят от режима распределения дозы излучения во времени. Наибольшее распространение получил режим обычного или конвенциального фракционирования, при котором к опухоли подводится разовая очаговая доза (РОД) 1,8 - 2 Гр. Облучение проводится один раз в день 5 дней в неделю, суммарная очаговая доза (СОД) за неделю составляет 9-10 Гр. Курс лечения продолжается 1,5 месяца до подведения к опухоли канцерицидной дозы.

Разработаны и продолжают изучаться нетрадиционные варианты фракционирования: среднего (РОД 3-4 Гр), крупного (РОД 5 Гр и более), используемые преимущественно для предоперационного облучения опухолей, отличающихся высокой злокачественностью, а также с целью паллиативного и симптоматического лечения. Большой интерес представляют курсы лучевой терапии, предусматривающие дополнительное дробление дневной дозы на две (и более) фракции с интервалами между фракциями менее одних суток (мультифракционирование). Различают следующие разновидности мультифракционирования:

- ускоренное (акселерированное) фракционирование - отличается меньшей длительностью курса лучевой терапии по сравнению с таковой при обычном фракционировании, при этом РОД остается стандартной или несколько ниже. Изоэффективная СОД снижается, общее число фракций или равно таковому при обычном фракционировании, или уменьшается за счет того, что применяется 2-3 фракции ежедневно. Ускоренное фракционирование применяют для облучения быстро пролиферирующих опухолей;

- гиперфракционирование - увеличение количества фракций с одновременным значительным снижением РОД (1,1 - 1,2 Гр). Подводят 2-3 фракции в день с интервалом 3-6 часов при общем времени курса, равном таковому при обычном фракционировании. Изоэффективная СОД, как правило, повышается. Гиперфракционирование применяется для облучения медленно растущих опухолей.

- комбинированное фракционирование представляет собой варианты мультифракционирования, имеющие признаки как гиперфракционирования, так и ускоренного фракционирования, а иногда сочетающееся с обычным фракционированием дозы.

В зависимости от наличия перерывов в облучении различают: непрерывный курс лучевой терапии, при котором заданная доза в мишени накапливается непрерывно; расщепленный курс облучения («сплит» - курс), состоящий из двух (или нескольких) укороченных курсов, разделенных продолжительными (2-4 недели) запланированными интервалами. За время перерыва в облучении здоровые ткани восстанавливают лучевые повреждения. Опухоль уменьшается в размерах, улучшается ее кровоснабжение, ведущее к улучшению оксигенации опухолевых клеток и повышению их радиочувствительности.

Динамическое фракционирование - облучение с планируемым изменением схемы фракционирования и/или плана облучения больного, при этом подведение крупных фракций с мультифракционированием суточной дозы может сочетаться с классическим фракционированием.

Одномоментное облучение - планируемая суммарная очаговая доза облучения подводится к опухоли за один сеанс. Такое распределение дозы излучения используется в настоящее время при интраоперационном облучении.

Радиочувствительность опухолевых и нормальных клеток

Эффективность лучевой терапии в большинстве случаев определяется степенью различия в радиочувствительности опухолевых и нормальных клеток, получившей название терапевтического интервала чувствительности. Еще в начале развития радиобиологии было выявлено, что для того чтобы получить одинаковые изменения в различных клетках, тканях и целых организмах, наступающих под влиянием ионизирующего излучения, требуется подведение различных доз радиации, что свидетельствует о различной их радиочувствительности. Под радиочувствительностью надо понимать способность клеток, тканей или организмов реагировать на действие излучения (П.Д. Горизонтов). Радиопоражаемость - это устойчивость к ионизирующему излучению. Степень радиочувствительности сильно варьирует у различных видов растительных и животных организмов. Минимальная доза радиации, вызывающая при общем облучении смерть организма, для простейших будет выражаться сотнями и тысячами грей, а для человека она не превышает 5-6 грей. Вместе с тем, среди животных одного и того же вида встречается экземпляры более чувствительные к действию ионизирующей радиации и менее чувствительные. Но даже при облучении одного и того же организма с соблюдением равномерности воздействия на все органы и ткани можно наблюдать почти полное отсутствие морфологических изменений в одних тканях и резчайшие изменения в других, заканчивающиеся полной дегенерацией их клеточных элементов. Так, у человека к тканям, обладающим высокой радиочувствительностью, относятся мужские и женские половые железы, костный мозг, а также эпителий тонкого кишечника, лимфатические узлы, зобная железа, селезенка, фолликулы кишечного тракта. Менее чувствительны к действию радиации клетки волосяного фолликула и хрусталика. Повреждение хрусталика наблюдается при дозе 3,5 Гр, а волосяного фолликула при однократном облучении в дозе 4,5 Гр. Более радиорезистентными являются печень, легкие, сердце, мозг, соединительная ткань, кожа, мышцы. Однако радиорезистентность любой ткани невелика. Доза порядка 50-60 Гр даже при фракционировании ее вызывает чаще всего необратимые изменения любой из тканей организма.

Различная радиопоражаемость тканей становится в обратную зависимость от степени дифференцировки клеток ее. В 1906 г. Бергонье и Трибондо высказали предположение о том, что радиочувствительность (радиопоражаемость) связана с митотической активностью и степенью дифференцировки тканей. Закон они сформулировали следующим образом: «Рентгеновы лучи действуют на клетки с тем большей интенсивностью, чем больше воспроизводящая активность этих клеток, чем дольше она будет делиться в течении своей жизни и, чем менее определена их морфология и функция». Таким образом, чем активнее пролиферация ткани и чем она менее дифференцирована, тем она чувствительнее к излучению.

Эллингером составлена шкала повреждаемости, клеточные элементы в которой расположены по степени чувствительности в следующем порядке:

1. лимфоциты;

2. гранулоциты;

3. эпителиальные клетки:

а) эпителий фолликулов яичников;

б) сперматогонии;

в) эпителий волосяных фолликулов;

г) эпителий слюнных желез;

д) камбиальный слой кожи;

е) эпителий легочных альвеол;

ж) клетки печеночных протоков и почек;

эндотелиальные клетки:

а) эндотелий кровеносных и лимфатических сосудов;

б) клетки плевры;

в) клетки брюшины;

соединительно-тканные клетки;

костные клетки;

мышечная ткань;

нервные клетки.

Патологическая ткань, в частности опухолевая, нередко оказывается более чувствительной к излучению, чем нормальная. Эти различия в радиочувствительности опухолевой и нормальной ткани позволяют успешно проводить лучевую терапию. Связаны они также и с неодинаковой способностью к восстановлению постлучевых повреждений, более выраженной в нормальных тканях.

В большинстве случаев опухоль повторяет свойства той ткани, из которой она развилась, поэтому злокачественные новообразования также отличается друг от друга по радиочувствительности. В зависимости от чувствительности опухолей к радиации их классифицируют на опухоли высокой, относительно высокой, средней, относительно низкой и низкой радиочувствительности (Rubin Ph., Simann D., 1993)

Опухоли высокой радиочувствительности развиваются из лимфоидной ткани, костного мозга, сперматогенного эпителия и эпителия фолликулов яичников. К ним относятся лимфома, лейкемии, семинома, дисгерминома. Относительно высокой радиочувствительностью обладают опухоли, исходящие из эпителия ротоглотки, сальных желез, мочевого пузыря, хрусталика, желез желудка, толстой кишки, молочной железы. В эту группу включаются: плоскоклеточный рак гортани, глотки, мочевого пузыря, кожи, шейки матки, а также аденокарцинома пищеварительного тракта. Средней радиочувствительностью отличаются сосудистые и соединительно-тканные элементы опухолей. Источником развития этих элементов являются интестинальная соединительная ткань, нейроглиальная ткань, богатая сосудами растущая хрящевая и костная ткань. Относительно низкая радиочувствительность характерна для новообразований, происходящих из взрослой хрящевой и костной ткани, эпителия слюнных желез, почек, печени, хондроцитов и остеоцитов. Эту группу составляют опухоли слюнных желез, гепатомы, рак почек, поджелудочной железы, хондросаркомы и остеосаркомы. Низкая радиочувствительность характерна для опухолей, растущих из мышечной и нервной ткани (рабдомиосаркома, лейомиосаркома, ганглионейрофибросаркома).

Одно гистологическое строение не определяет чувствительности нормальной и патологической ткани к излучению. Одна и та же ткань в зависимости от условий по-разному реагирует на воздействие излучения. На радиочувствительность оказывает влияние функциональное состояние органа и ткани, метаболические процессы, протекающие в них, состояние иннервации облученной ткани и состояние центральной нервной системы, степень кровоснабжения и содержание в клетках кислорода, характер роста опухоли и соотношения в ней клеточных и соединительно-тканных элементов, состояние окружающих опухоль нормальных тканей. Большое значение для радиочувствительности нормальных и опухолевых тканей имеет общее состояние организма, наличие сопутствующих заболеваний, возраст.

Радиомодификаторы

Радиочувствительность опухолей и нормальных тканей не является чем-то постоянным и меняется в зависимости от многих факторов. Благодаря успехам радиобиологии появилась возможность искусственно влиять на радиочувствительность опухолевых и нормальных клеток с помощью применения физических и химических факторов - радиомодифицирующих агентов.

Под радиомодифицирующими агентами понимают физические и химические факторы, способные изменить (усилить или ослабить) радиочувствительность клеток, тканей и организма в целом.

Для усиления лучевого повреждения опухолей применяется облучение на фоне гипербарической оксигенации (ГО) злокачественных клеток. Метод лучевой терапии, основанный на использовании ГО, получил название оксигенорадиотерапия или оксибарорадиотерапия - лучевая терапия опухолей, когда больной перед началом облучения и во время него находится в специальной барокамере, где создается повышенное давление кислорода (2-3 атмосферы). Вследствие значительного повышения РО2 в сыворотке крови (в 9-20 раз) увеличивается разница между РО2 в капиллярах опухоли и ее клетках (кислородный градиент), усиливается диффузия О2 к опухолевым клеткам и соответственно повышается их радиочувствительность.

В практике лучевой терапии нашли применение препараты определенных классов - электрон-акцепторные соединения (ЭАС) (метронидазол, мезонидазол и др.), способные повысить радиочувствительность гипоксичных клеток и не влияющие на степень радиационного повреждения нормальных оксигенированных клеток. ЭАС содержат в своей молекуле неспаренный электрон. При поступлении в кровоток они легко принимают на себя свободный электрон у облученных молекул, но при этом не метаболизируются оксигенированными клетками и поэтому свободно диффундируют в гипоксичные слои опухоли.

С целью усиления действия радиации на опухолевые клетки используются также малые «сенсебилизирующие» дозы радиации (0,1 Гр), подводимые за 3-5 мин до облучения основной дозой. Малые дозы радиации препятствуют формированию неспецифических реакций опухоли путем стимулирования обменных процессов непосредственно перед или тотчас после облучения и ослабляют тем самым естественные защитные механизмы ее. (Г. С. Календо). Благодаря этому усиливается повреждающее действие радиации.

Гипертермия, применяемая в сочетании с лучевой терапией, хорошо зарекомендовала себя в ситуациях, достаточно сложных для традиционной лучевой терапии. Локальный нагрев опухоли до 43-44 0С с помощью СВЧ и УВЧ излучений позволяет повысить радиочувствительность опухолевых клеток.

В качестве химических и физических факторов, способных модифицировать радиорезистентность опухолей, используются химиотерапевтические препараты, ультразвуковое излучение, микроволны, лазерные излучения, магнитные и электрические поля.

Еще большие возможности таит в себе использование полирадиомодификации - одновременное или последовательное применение одно- или разнонаправленных радиомодифицирующих агентов с учетом морфологических и функциональных особенностей опухоли.

Виды ионизирующих излучений

Для облучения злокачественных опухолей используются корпускулярное (бета-частицы-в, нейтроны - n, протоны - р, пи-минус-мезоны) и фотонное (рентгеновское, гамма-) излучения. В качестве источников излучения могут быть использованы естественные и искусственные радиоактивные вещества, ускорители элементарных частиц. В настоящее время в клинической практике применяются преимущественно искусственные радиоактивные изотопы, получаемые в атомных реакторах, генераторах, на ускорителях и выгодно отличающиеся от естественных радиоактивных элементов монохроматичностью спектра испускаемого излучения, высокой удельной активностью и дешевизной. В лучевой терапии используются следующие радиоактивные изотопы: радиоактивный кобальт - 60Со, цезий - 137Cs, иридий - 192Ir, тантал - 182Та, стронций - 90Sr, талий - 204Tl, прометрий - 147Pm, изотопы иода - 131I, 125I, 132I, фосфор - 32Р и др. В современных отечественных гамма-терапевтических установках источником излучения является 60Со,

Источником рентгеновского излучения является рентгеновская трубка, устанавливаемая в рентгенотерапевтических аппаратах (установки для ортовольтной и низковольтной рентгенотерапии)

Излучения высоких энергий (фотонное и электронное) генерируется на ускорителях электронов

Различные виды ионизирующих излучений в зависимости от их физических свойств и особенностей взаимодействия с облучаемой средой создают в организме характерное дозное распределение. Геометрическое распределение дозы и плотность создаваемой в тканях ионизации в конечном счете определяет относительную биологическую эффективность излучений. Этими факторами руководствуются в клинике при выборе вида излучения для облучения конкретных опухолей. Так, в современных условиях для облучения поверхностно расположенных небольших опухолей широкое применение находит короткофокусная (близкодистанционная) рентгенотерапия. Генерируемое трубкой при напряжении 60-90 кв рентгеновское излучение полностью поглощается на поверхности тела. Вместе с тем дальнедистанционная (глубокая) рентгенотерапия в настоящее время в онкологической практике не применяется, что связано с неблагоприятным дозным распределением ортовольтного рентгеновского излучения - максимальная лучевая нагрузка на коже, неравномерное поглощение излучения в тканях различной плотности, выраженное боковое рассеивание, быстрый спад дозы по глубине, высокая интегральная доза.

Распределение дозы различных видов ионизирующего излучения

Гамма-излучение радиоактивного кобальта имеет более высокую энергию (1,25 МВ), что обусловливает более выгодное пространственное распределение дозы в тканях: максимум дозы смещается на глубину 5 мм, вследствие чего уменьшается лучевая нагрузка на кожу, менее резко выражены различия в поглощении излучения в различных тканях, более низкая интегральная доза по сравнению с ортовольтной рентгенотерапией. Большая проникающая способность данного вида излучения позволяет широко использовать дистанционную гамма-терапию для облучения глубоко расположенных новообразований.

Генерируемое ускорителями высокоэнергетическое тормозное излучение получается в результате торможения быстрых электронов в поле ядер мишени, изготовленной из золота или платины. Ввиду большой проникающей способности тормозного излучения максимум дозы смещается в глубину тканей, расположение его зависит от энергии излучения, при этом имеет место медленный спад глубинных доз. Лучевая нагрузка на кожу входного поля незначительна, но при увеличении энергии излучения может возрастать доза на кожу выходного поля. Облучение высокоэнергетичным тормозным излучением хорошо переносится больными из-за незначительного рассеивания его в теле и низкой интегральной дозы. Тормозное излучение высоких энергий (15-20 МэВ) целесообразно использовать для облучения глубоко расположенных патологических очагов (рак легкого, пищевода, матки, прямой кишки и др.).

Быстрые электроны, генерируемые ускорителями, создают в тканях дозное поле, отличающееся от дозных полей при воздействии другими видами ионизирующих излучений. Максимум дозы наблюдается непосредственно под поверхностью, глубина нахождения его в среднем составляет половину или треть величины эффективной энергии электронов и возрастает с увеличением энергии излучения. В конце траектории движения электронов величина дозы резко падает до нуля. Однако кривая падения величины дозы с возрастанием энергии электронов становится все более плоской за счет фонового излучения. Электроны с энергией до 5 МэВ используются для облучения поверхностных новообразований, с более высокой энергией (7-15 МэВ) - для воздействия на опухоли средней глубины расположения.

Для лучевой терапии злокачественных новообразований могут быть использованы пучки ядерных частиц (адронов), к которым относятся протоны, ионы углерода и нейтроны. Эти частицы слабо рассеиваются в тканях, имеют четко определенный пробег; линейная передача энергии их возрастает по мере проникновения и достигает максимума на определенной глубине, образуя пик Брегга. Такое распределение дозы в тканях позволяет добиться концентрации дозы в очаге поражения и уменьшения в 2-3 раза лучевой нагрузки на критические органы, что весьма актуально при облучении опухолей расположенных на значительной глубине вблизи или внутри жизненно важных органов.

Наибольшее распространение в клинической практике получили протоны. Медицинские протонные пучки генерируются на ускорителях и используются в офтальмологии, для облучения внутричерепных опухолей, а также у больных с опухолями основания черепа и примыкающих к шейному отделу спинного мозга областей (хардомы и хондросаркомы).

Для повышения эффективности лучевой терапии используются быстрые нейтроны. Нейтронная терапия проводится дистанционными пучками, получаемыми на циклотронах и нейтронных генераторах, а также в виде контактного облучения на шланговых аппаратах с зарядом радиоактивного калифорния 252Cf. Для нейтронов характерна высокая относительная биологическая эффективность (ОБЭ). Результаты использования нейтронов в меньшей степени зависят от кислородного эффекта, фазы клеточного цикла, режима фракционирования дозы, при этом менее выражена разница в радиочувствительности опухолей различного строения и отмечается более низкая вероятность репарации по сравнению с применением традиционных видов излучения, в связи с чем они могут использоваться для лечения радиорезистентных рецидивных опухолей головы и шеи, сарком мягких тканей, костей, неоперабельного рака прямой кишки, предстательной железы.

Ускорители элементарных частиц являются универсальными источниками излучения, позволяющими произвольно выбирать вид излучения (электронные пучки, фотоны, протоны, нейтроны), регулировать энергию излучения, а также размеры и формы полей облучения с помощью специальных многопластинчатых фильтров и тем самым индивидуализировать программу радикальной лучевой терапии опухолей различных локализаций.

Способы облучения

Все существующие способы облучения делятся на наружные и внутренние. Наружное облучение подразделяют на дистанционное и контактное.

Дистанционное облучение осуществляется в двух видах - статическом и подвижном. Статическое облучение может быть однопольное, двухпольное встречное (однозонное, многозонное), многопольное (одно- и многозонное) с применением формирующих устройств (защитных блоков, клиновидных фильтров, решетчатых диафрагм, болюсов, выравнивающих устройств). Все это применяется с целью создания наибольшей разницы доз, поглощенных опухолью и окружающими нормальными тканями. При подвижном облучении источник облучения и облучаемое тело находятся в состоянии относительного движения (движется источник или тело, или оба одновременно). Существуют следующие разновидности подвижного облучения: ротационное, секторное, эксцентрическое (чашеобразное, тангенциальное), конвергентное, с изменяющимися параметрами и с применением формирующих устройств. При ротационном облучении источник излучения совершает движение вокруг больного с постоянной скоростью. Лучшее дозное распределение получается при проведении подвижного облучения с изменяющимися параметрами.

К наружным контактным способам лучевой терапии относится аппликационное облучение. Аппликационный метод применяется при необходимости воздействия на неглубоко расположенные и неинфильтрирующие окружающие ткани опухоли. При аппликационной бета-терапии радиоактивное вещество прикладывается или непосредственно к коже или слизистой оболочке, или находится на расстоянии 0,5 см. Для этих целей используются гибкие аппликаторы с радионуклидами 32Р, 90Sr, 147Pm, 251Ge, 144Tl и др. Благодаря небольшому пробегу в-частиц в тканях (от 0,12 до 4 мм) доза концентрируется на поверхности кожи и слизистой оболочках и щадятся более глубинные слои.

Аппликационная гамма-терапия применяется при опухолевых процессах, инфильтрирующих кожу и подлежащие ткани. Глубина инфильтрации не должна быть более 2-3 см. Дистанцирование при этом должно быть от 0,5 до 5 см. Для создания дистанцирования и фиксации радиоактивных источников изготавливается муляж. В качестве источников гамма-излучения используются 60Со, 137Cs, 192Ir, 182Ta и др. Этот метод применяется как в самостоятельном виде при раке кожи (I-II стадий), губы (I-II стадий), так и сочетании с дистанционной гамма-терапией (рак слизистой полости рта). В настоящее время аппликационная гамма-терапия осуществляется на шланговых аппаратах.

Внутреннее облучение предусматривает введение радиоактивных источников (РИ) в организм и классифицируется, как лечение с помощью закрытых РИ (брахитерапия) и открытых РИ (системная терапия). Внутриполостное облучение (источник излучения находится в естественной полости тела больного) и внутритканевое облучение (источник излучения находится в тканях тела больного) осуществляется по методике афтерлоадинг, при которой последовательно вводят эндо- или интростат в полость тела или в ткани, а затем источник излучения в эндо- или в интростат. Такое облучение проводится на шланговых аппаратах с зарядами 60Со, 137Cs, 192Ir (АГАТ-В, АГАТ-В3, АГАТ-ВI, микросиликтрон). Внутриполостная гамма-терапия широко применяется при раке шейки и тела матки, пищевода, влагалища, прямой кишки. Как правило, она проводится в сочетании с дистанционным облучением, что позволяет концентрировать дозу в опухоли и уменьшать лучевую нагрузку на окружающие здоровые ткани.

Внутритканевая гамма-терапия применяется при раке кожи, губы, языка, слизистой полости рта, опухолях женских и мужских наружных половых органов. При ранней стадии злокачественных опухолей она может быть использована как самостоятельный метод лечения, при более распространенных новообразованиях - в сочетании с дистанционным облучением.

Внутреннее облучение с использованием радиоактивного йода - 131I применяется для лечения больных с метастазами рака щитовидной железы, 89Sr (метастрон) используется при множественном метастатическом поражении костей. В настоящее время созданы возможности не только для избирательного воздействия на отдельные опухоли, но и ее клетки путем получения к ним антител, меченных РИ (радиоиммунотерапия). В частности, для лечения злокачественных лимфом получен препарат, представляющий собой меченые йодом-131 моноклональные антитела к поверхностному антигену СД20, выявленному в 95% случаев В-клеточной злокачественной неходжкинской лимфомы. Это позволяет использовать лучевую терапию не только как средство локального облучения опухолей, но и как способ общего воздействия при генерализованных формах злокачественных новообразований.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Н.И. Крутилина. Принципы и методы лучевой терапии злокачественных опухолей,Методические рекомендации, доктор медицинских наук, профессор Н.И. Крутилина, 2008год

2. Беккер, Шуберт. Лучевая терапия с помощью излучения высоких энергий. Медицина, 1964.

3. М. Тюбиана, Ж. Дютрекс, А. Дютрекс. Физические основы лучевой терапии и радиобиологии. Медицина, М.,1969.

4. Х. Джонс. Физика радиологии. Атомиздат, 1965.

5. Лиденбратен Л.Д., Лясс Ф.М. Медицинская радиология: Учеб. для студентов мед.ВУЗов - М.: Медицина, 1986. - 368 с.

6. А.В. Козлова. Лучевая терапия злокачественных опухолей. М.: Военное изд. Министерства обороны СССР.

7. Чиссов В.И. Комбинированное и комплексное лечение больных со злокачественными опухолями. Рук. для врачей. М.: Медицина, 1989.

8. Лучевая терапия злокачественных опухолей: Рук. для врачей / Е.С. Киселева, Г.В. Голдобенко, С.В. Канаев. Под ред. Проф. Е.С. Киселевой - М.: Медицина, 1996. - 464 с.

Источник: Методические рекомендации, доктор медицинских наук, профессор Н.И.Крутилина

Размещено на Allbest.ru