Принципы и методы лучевой терапии злокачественных опухолей
Виды ионизирующих излучений. Для облучения злокачественных опухолей используются корпускулярное (бета-частицы — β,нейтроны — η, протоны — ρ, 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 — l37Cs, иридий — 1921г, тантал— 182Та, стронций — 90Sr, талий — 204Т1, прометрий — 147Рш, изотопы йода - 1251, 1311, 1321, фосфор — 32Р и др. В современных отечественных гамма-терапевтических установках источником излучения является 60Со, в аппаратах для контактной лучевой терапии — 60Со, I37Cs, 1921г. Источником рентгеновского излучения является рентгеновская трубка, устанавливаемая в рентгенотерапевтических аппаратах (установки для орто- вольтной и низковольтной рентгенотерапии).
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 определяют 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. Гамма-излучение радиоактивного кобальта имеет более высокую энергию (1,25 МэВ), что обусловливает достаточно 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, двупольное встречное (однозонное, многозонное), многопольное (одно- и многозонное) с использованием 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 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 непосредственно к коже или слизистой\ оболочке или находится на расстоянии 0,5 см. Для этих целей используются гибкие аппликаторы с радионуклидами 32Р,90Sr, 147Рг, 25 Юе, 144С1 и др. Благодаря небольшому пробегу β-частиц в тканях (от 0,12 до 4 мм) доза концентрируется на поверхности кожи и слизистых 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, l37Cs, |921г, 182Та и др. Этот метод применяется как в самостоятельном виде при раке кожи (I—II стадий), губы (I—II стадий), так и в 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, 1921г (АГАТ-В, АГАТ-ВЗ,АГАТ-ΒΙ, «Microselectron»). 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 1311 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 (радиоиммунотерапией). В частности, для лечения злокачественных лимфом получен препарат, представляющий собой меченные 13*1 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.
