Физические основы лучевой терапии

Физические основы лучевой терапии.
Смирнова В.Д.
Лучевая терапия - это вид лечения, при котором происходит передача энергии ионизирующего излучения в ткани человека, длящаяся доли
секунды и приводящая к целой цепи биофизических, функциональных и морфологических изменений в клетках и тканях организма.

Физические основы лучевой терапии.
Смирнова В.Д.
Ионизирующее излучение
Повреждение хромосомного аппарата ядра
в результате одни клетки погибают, а в других влияние лучевой терапии ограничивается торможением митотической активности.
⇒
⇒

Физические основы лучевой терапии.
Смирнова В.Д.
Методы облучения
Дистанционное
Источник находится на расстоянии от больного, и пучок лучей проходит через поверхность тела.
Контактное
Источник ионизирующего облучения непосредственно соприкасается с опухолью, т.е. препарат накладывают на пораженный участок, либо вводят в опухоль в виде радиационных игл.
Статическое
Источник излучения и облучаемый объект на протяжении сеанса лучевой терапии неподвижны.
Ротационное
Источник ионизирующего излучения перемещается по окружности вокруг очага поражения.

Физические основы лучевой терапии.
Смирнова В.Д.
Для дистанционного облучения используют гамма- и рентгеновские лучи, быстрые электроны, протоны и другие радиоактивные частицы, контактное осуществляется с помощью гамма излучения.
Источники излучения
Источниками ионизирующего излучения служат гамма- и рентгенотерапевтические установки, бетатроны, медицинские ускорители электронов, ядерные реакторы.

Физические основы лучевой терапии.
Смирнова В.Д.
Наибольшее распространение для лечения злокачественных новообразований получило
гамма-излучение радиоактивным кобальтом (Со). Оно дает равномерное облучение костной, жировой, мышечной и других тканей различной плотности.
Рентгеновские лучи характеризуются меньшей проникающей способностью и большим повреждающим действием на кожу. Поэтому рентгенотерапия для лечения глубоко расположенных опухолей не применяется.
Ее используют в виде близкофокусной рентгенотерапии для лечении новообразований поверхности тела.

Физические основы лучевой терапии.
Смирнова В.Д.
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.
Методы дистанционной ЛТ

Физические основы лучевой терапии.
Смирнова В.Д.
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.)
Линейный ускоритель
ЛУЭР – 20 М

Физические основы лучевой терапии.
Смирнова В.Д.
Облучение быстрыми электронами - β-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.

Физические основы лучевой терапии.
Смирнова В.Д.
Дистанционная γ-терапия. В качестве источника излучения используется радионуклид (цезий 137, а в настоящее время преимущественно кобальт 60).
В нашей стране выпускаются следующие аппараты для
γ-терапии: "ЛУЧ-1", "Рокус-М" (ротационно-конвергентная установка), "АГАТ-С" (статический), "АГАТ-Р" (ротационный), "АГАТ-В" (внутриполостной). Более современными являются "АГАТ-Р1" и "АГАТ-Р2".

Физические основы лучевой терапии.
Смирнова В.Д.
Облучение протонами. Это тяжелые заряженные частицы, которые ускоряются с помощью цикло- и синхроциклотрона. Энергия излучения - от 160 до 1000 МэВ. В отличие от фотонных ИИ при облучении протонами максимум ионизации (максимум поглощенной дозы) находится в конце пробега частиц (пик Брегга). Облучение протонами применяется для ЛТ внутричерепных образований небольшого размера, а также для лечения радиорезистентных опухолей с малым диаметром. С помощью протонных пучков удается одномоментно облучать строго ограниченные объемы тканей дозами 100-200 Гр.
Облучение нейтронами. Проводится в 31 центре в мире, где есть генераторы нейтронов. Применяется для ЛТ радиорезистентных опухолей, саркомы костей, мягких тканей. Терапевтический эффект достигается только ценой лучевых повреждений.

Физические основы лучевой терапии.
Смирнова В.Д.
Аппликационная ЛТ. Источники излучения 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 β-аппликаторы, содержащие Sr90 и Y90 ,γ-аппликаторы содержат препараты Co60.Аппликационная ЛТ выполняется в течение 5-10 дней, причем ежедневные процедуры проводятся в течение нескольких часов.
Методы контактной ЛТ

Физические основы лучевой терапии.
Смирнова В.Д.
Методы контактной ЛТ
Внутриполостной метод облучения предназначен для подведения высокой поглощенной дозы к опухоли, расположенной в стенке полого органа, при максимальном щажении окружающих тканей.

Физические основы лучевой терапии.
Смирнова В.Д.
Методы контактной ЛТ
Внутритканевое облучение. В этом случае радиоактивный препарат вводят непосредственно в ткань опухоли. Облучение ее происходит непрерывно, вследствие чего его воздействию подвергаются опухолевые клетки во все фазы клеточного цикла. Для постоянной имплантации используют радионуклиды с коротким периодом полураспада – 198Au, 90Y, 125I, обладающие сравнительно низкой энергией излучения.