Цілі та об'єкти радіотерапії
Метою радіотерапії є використання іонізуючого випромінювання для лікування захворювань або для того, щоб зробити симптоми менш важкими (тобто пом'якшення впливу хвороби). Це можуть бути хвороби в легкій формі, такі як шкірні проблеми або важкі форми захворювань, але в основному радіотерапія зазвичай призначена для злоякісних новоутворень. В цьому випадку приблизно половина пацієнтів піддається впливу з цілющим наміром (тобто з метою повного позбавлення від раку) і половина пацієнтів лікується з пом'якшувальною метою, щоб зробити хворобливі або становлять загрозу для життя симптоми менш важкими.
У будь-якому випадку, дози радіації, отримані органами пацієнта, є величинами, на кілька порядків більшими, ніж під час діагностичних процедур. Ця доза зазвичай дається в кілька частин (порцій) протягом багатьох днів або тижнів, щоб поліпшити реакцію здорових органів пацієнта. Звичайний радіотерапевтичний графік становить 30 частин по 2 Гр, одержуваних пухлиною за період 6 тижнів (для цілющих ефектів), або 6 частин на 5 Гр, одержуваних за 2 тижні (для пом'якшувальних ефектів). Метою радіотерапії є отримання цієї дози пухлиною (і іншими частинами тіла, які схильні до ризику розвитку раку) без отримання занадто великої дози оточуючими нормальними або здоровими тканинами. Це може бути досягнуто кількома шляхами:
- Пучок зовнішнього іонізуючого випромінювання направляється через шкіру пацієнта до пухлини. Це називається радіотерапією зовнішнім пучком (телерентгенотерапія або дистанційна променева терапія). У цьому випадку найбільш часто застосовується захист здорових тканин від випромінювання шляхом обмеженням пучка в межах обсягу мішені. Це називається коллімірованіе або формуванням пучка. Приблизно 90% всіх пацієнтів в радіотерапії піддаються дистанційної променевої терапії.
2. Джерело радіації може бути приведений в близький контакт з пухлиною. Цей метод називається брахітерапією. Радіоактивними джерелами, найбільш часто використовуваними в брахітерапії, є закриті джерела, радіопрепарати укладені в капсулу. Це дозволяє працювати з ними вручну і вони не є джерелами забруднення навколишнього середовища.
3. Відкриті радіоактивні джерела можуть бути прописані пацієнту внутрішньовенно або для прийому з їжею. Завдяки хімічним складом активність переважно накопичується в тканині (органі) мішеней і призводить до локального опромінення пухлини. Ця процедура дуже схожа на діагностичні процедури в ядерній медицині (дивіться Модуль 4.6 Радіаційний захист в ядерній медицині), але застосовується активність зазвичай в тисячу (або більше) разів більше.
1.2 Структура радіотерапевтичного відділення
Структура радіотерапевтичного відділення залежить від запланованих процедур і методів лікування. Це повинно бути добре документовано і буде визначати звернення окремими пацієнтами. Щоб зрозуміти цілі радіаційної безпеки, корисно розглянути типовий шлях пацієнта, що піддається радіотерапії. Це проілюстровано на рисунку 1.
На відміну від радіотерапії зовнішнім пучком, при якій пацієнти, лікуються амбулаторно (тобто тільки приходять в лікарню для лікування), пацієнти брахітерапії зазвичай поміщаються в лікарню. Більшість з них піддатися хірургічній процедурі, при якій будуть введені радіоактивні джерела. Потім пацієнти міститися в лікарні для продовження лікування.
Пацієнти, яким проводиться курс лікування відкритими джерелами, можуть бути або стаціонарними або амбулаторними хворими в залежності від прописаної активності і використовуваного радіонукліда.
1.3 Роль відповідального за радіаційну безпеку
Роль і становище людини, що відповідає за радіаційну безпеку, повинні бути чітко визначені в межах структури радіотерапевтичного відділення. Людина, відповідальний за радіаційну безпеку, призначається офіційно і формально повинен бути визначений як відповідальний за радіаційну безпеку. На додаток до відповідної кваліфікації і досвіду, відповідального за радіаційну безпеку потрібні відмінні навички спілкування (комунікаційні навички). Це важливо для навчання інших і підготовки процедурних документів. Відповідальні за радіаційну безпеку можуть бути також відповідальними за непопулярні рішення, яких слід дотримуватися. Також важливо, щоб відповідальний за радіаційну безпеку був одним з керівників, який має доступ до засобів (ресурсів), необхідним для оперативного реагування в разі крайньої необхідності і / або серйозної небезпеки.
1.4 Пацієнти, персонал і відвідувачі
Під час обговорення радіаційної безпеки в будь-якому контексті, звичайно корисно розглянути, хто потребує того, щоб бути захищеним заходами радіаційного захисту. У радіотерапії повинні розглядатися три групи людей:
- Пацієнти. Навіть якщо вони отримують високі дози радіації на ракову пухлину, здорові тканини пацієнта повинні захищатися. Це включає захист органів шляхом більш раціонального опромінення пухлини (наприклад, шляхом планування оптимального лікування), а також мінімізації дози радіації, яка використовується в діагностичних процедурах, таких як комп'ютерна томографія і при сеансах моделювання (симуляції), тим більше наскільки це можливо.
- Персонал. Персонал в радіотерапевтичному відділенні ділиться зазвичай на чотири професійні групи:
а) Доктора (часто спеціалізуються в онкології і / або в застосуванні радіотерапії);
б) Радіологи або лаборанти, які є професіоналами, відповідальними за роботу з пацієнтами при їх опроміненні (симуляція, відпустку доз);
в) Фізики, відповідальні за обслуговування і налаштування обладнання (систему якості обладнання), зберігання та безпечне використання джерел іонізуючого випромінювання; і
г) Медсестринський персонал (середній медичний персонал), який здійснює підтримку пацієнтів.
Як правило, допускається, щоб радіотерапевтичний персонал вважався працівниками, що піддаються професійному опроміненню. Хоча міжнародна комісія з радіологічного захисту (МКРЗ) рекомендує річний межа для професійно опромінюються працівників в 20 мЗв на рік (дивіться Модуль 2.1 «Принципи радіаційного захисту»), на практиці радіотерапевтичний персонал зазвичай отримує дози набагато менші, ніж ця.
3. Відвідувачі та громадськість. Більшість лікарень відкриті для відвідувачів і громадськості, і ці групи людей також повинні бути захищені від необгрунтованого опромінення радіацією.
1.5 радіотерапевтична технології (методи)
Номенклатура устаткування, використовуваного в радіотерапевтичному відділенні, залежить виключно від процедур, які проводяться. Однак, часто саме наявне обладнання, визначає те, які процедури можуть бути проведені. Як правило, нове обладнання повинно мати сертифікат безпеки і керівництво по експлуатації, в якому наводиться його опис. При закупівлі нового обладнання, потрібно переконатися, що є всі важливі документи (і можна запросити їх переклад на місцеву мову).
1.5.1 Радіотерапія зовнішнім пучком Відзначимо, що рекомендації виробника по використанню обладнання ПОВИННІ дотримуватися, а його можливості з безпеки НЕ повинні бути анульовані.
Види випромінювання, найбільш часто використовувані для радіотерапії зовнішнім пучком, це рентгенівське, гамма-випромінювання і електрони. Інші види випромінювання (такі як бета-випромінювання, протони і нейтрони) також можуть бути використані, але порівняно рідко. Тому цей модуль фокусує увагу головним чином на звичайному використанні радіації, де можуть бути зроблені наступні розмежування:
- Якщо пухлина локалізована неглибоко, то може бути використано рентгенівське випромінювання низької або середньої енергії (60-300 кВ). Це називається поверхневої терапією (60-120 кВ) і терапією фотонами середньої енергії (120-300 кВ) терапією. При цьому виді лікування максимальна доза формується у вхідній точці пучка (тобто на шкірі пацієнта). Глибина лікування визначається видом випромінювання, поверхневе випромінювання найбільш часто використовується для лікування раків шкіри, в той час як терапія фотонами середньої енергії може застосовуватися для лікування мішеней на глибині до декількох сантиметрів.
- При лікуванні більш глибоких пухлин потрібні більш високі енергії фотонів. Одним з джерел таких більш високоенергетичних фотонів є певні радіонукліди, які можуть випускати гамма-випромінювання достатньої енергії. Історично, основними використовуваними радіонуклідами були цезій-137 і кобальт-60, при використанні яких пацієнт може бути підданий опроміненню джерелом дуже високої активності (кілька ТБк) на відстані між 50 і 100 см. В даний час більш часто використовується кобальт-60 (в силу нижчою проникаючої здатності пучка). Ці тип установок часто називають установками для дистанційної кюрітерапіі.
- Останнім часом, все більш широко доступними стають медичні лінійні прискорювачі (або коротко лінійні прискорювачі). Ці апарати використовують мікрохвилі для прискорення електронів уздовж довгої трубки, щоб змусити їх рухатися дуже швидко. В кінці трубки високо швидкісні електрони бомбардують мішень металу з високим атомним номером. Коли електрони стикаються з ядрами атомів мішені, вони сповільнюються, втрачаючи частину своєї енергії. Енергія, яка втрачається, випускається у вигляді гальмівного рентгенівського випромінювання. Це рентгенівське випромінювання має енергії, які коливаються від енергії електронів, які його утворили, до приблизно 1 МеВ. Наприклад, лінійний прискорювач, який прискорює електрони до 10 МеВ, виробляє рентгенівське випромінювання від 1 МеВ до 10 МеВ. У медичній термінології, ці енергії рентгенівського випромінювання більш часто вимірюють у вигляді пікового напруження в МегаВольт (МВ).
Загалом, медичні лінійні прискорювачі виробляють рентгенівське випромінювання з енергіями в діапазоні 4 і 25 МеВ (тобто між 4 і 25 МВ). При використанні рентгенівського випромінювання цих енергій глибина, на якій максимальна доза передається пацієнту, становить кілька міліметрів або сантиметрів в біологічної тканини.
Це відбувається за рахунок великого діапазону енергій вперед спрямованих вторинних електронів, вироблених первинним рентгенівським випромінюванням. Цей ефект накопичення дози є не тільки клінічно важливим (так як він означає, що вхідна доза на шкіру набагато нижче, ніж максимальна доза в глибині біологічної тканини), але також важливий, коли проводяться вимірювання в мегавольтної пучку рентгенівського випромінювання. Тому, щоб гарантувати, що Ви вимірюєте максимальну дозу, важливо забезпечити подібне біологічної тканини накопичення дози на детекторі іонізуючого випромінювання. Це особливо важливо і для вимірювань дози пацієнта, і для вимірювань при (забезпеченні) радіаційної безпеки.
Деякі лінійні прискорювачі використовують пучки прискорених електронів безпосередньо замість того, щоб пускати їх на мішень. На відміну від мегавольного рентгенівського випромінювання ці мегавольтної електрони не проникають глибоко в тканину, а звільняють свою дозу в діапазоні від шкіри вглиб до деякої глибини (рідко більше 5 см) і потім дуже швидко падає інтенсивність пучка (дивіться Малюнок 2). Такі пучки забезпечують відповідне розподіл дози, коли орган-мішень лежить близько до шкіри, а чутлива структура нижче.
Відзначимо, що загальний термін мегавольтної лікуючий апарат (установка) часто використовується для опису і лінійних прискорювачів, і установок для дистанційної кюрітерапіі кобальтом-60, і ці терміни далі використовуються в цьому модулі.
1.5.2 Брахітерапія
Існує безліч розробок обладнання для брахітерапії з тих пір, як вперше радіоактивну речовину було використано для лікування раку. Спочатку радіоактивну речовину (зазвичай радій) наводився в контакт в пухлиною шляхом приміщення / введення джерела вручну в операційній. Радієві (і пізніше цезієві) джерела доступні у вигляді порожніх гранул, голок і в безлічі інших видів, що підходило для багатьох застосувань. В даний час радій більше не рекомендується до використання, але пряме введення інших радіоактивних речовин (наприклад, I-125 або Au-198 у вигляді джерел і в вигляді постійні імплантантів) все ще виробляються. Головна проблема цього методу з точки зору радіаційної безпеки це те, що не тільки радіотерапевт, а й технічний медичний персонал операційної отримують високі дози на шкіру і руки.
Поліпшенням точки зору радіаційної безпеки є розробка методики подальшого введення. Наступне введення передбачає спочатку введення в пацієнта в операційній полостного аплікатора а потім введення (завантаження) джерела в аплікатор після того, як пацієнт прийшов до тями і був поміщений в лікарняну палату. Таким чином, з джерелами не звертаються вручну в операційній і менше персоналу опромінюються від джерела. Однак, так як джерела знаходяться в аппликаторе протягом усього часу лікування, технічний персонал (такий як медсестри) все ж опромінюватимуться. Вищеописана процедура відома як подальше введення вручну і типово використовуються ізотопи це Cs-137 і Ir-198.
Далі були розроблені механізми, які можуть автоматично переміщати джерела з захисного боксу в позицію лікування. Це називається дистанційним подальшим введенням. так як введення проводитися дистанційно за допомогою трубки, до якої пацієнт прикріплюється для продовження лікування (дивіться Малюнок 3). Цей тип обладнання надзвичайно корисний з точки зору радіаційного захисту, так як воно допускає лікування пацієнта в лікарняній палаті, коли в кімнаті нікого немає. Якщо медсестрі потрібен доступ до пацієнта, пристрій може бути використано для того, щоб прибрати джерела від пацієнта назад в захисний бокс, таким чином, виключається опромінення медсестер.
Всі вищезгадані технології є придатними для використання для брахітерапії з низькою потужністю дози (LDR). Вона передбачає використання радіоактивних джерел активністю близько 1 ГБК, для яких потужність дози на пухлини становить приблизно 0.5 Гр на годину. При цьому типова тривалість лікування для досягнення дози приблизно в 60 Гр становить близько одного тижня.
Однак, технологія подальшого дистанційного введення дозволяє використовувати джерела з набагато більш високими активностями порядку декількох сот ГБК, оскільки ніхто, крім пацієнта, чи не знаходиться в контакті з джерелом. Це зменшує час лікування до декількох хвилин і цей тип лікування називається брахітерапією з високою потужністю дози (HDR). Через радиобиологических міркувань це лікування зазвичай проводиться Фракціоновані в кілька сеансів (наприклад, 6 разів по 6 Гр). Радіонуклідами, використовуваними для брахітерапії з високою потужністю дози, є Co-60 і зазвичай Ir-192.
Важливо відзначити, що вид обладнання застосовується для брахітерапії в великій мірі залежить від виду застосування та індивідуальних показників пацієнта. Крім гінекологічної брахітерапії, де як правило використовуються стандартні аплікатори.
1.6 Типова планування радіотерапевтичного відділення
При плануванні розміщення радіотерапевтичного обладнання, слід розташовувати його ізольовано від інших відділень лікарні наскільки це можливо, щоб мінімізувати занепокоєння з приводу забезпечення радіаційної безпеки. Оскільки устаткування для радіотерапії зовнішнім пучком дуже важке, цокольний поверх або навіть підвал зазвичай добре підходять для його розміщення. Це забезпечить хороший фундамент і дозволяє відмовитися від захисту статі. Винятком може бути брахітерапії з низькою потужністю дози, коли пацієнти лікуються постійно протягом багатьох днів, потребуючи догляді медсестри. По суті, ці установки слід розташовувати в спеціалізованій (екранованої) в лікарняній палаті. У цьому випадку бажано використовувати високий поверх, так як це забезпечить, щоб простір перед вікном не було чимось зайнято.
При проектуванні раціонально - використовувати єдину (загальну) захист для суміжних кімнат для лікування. Так як дві або більше кімнат захищаються одночасно, це може істотно знизити кількість захисного матеріалу і, отже, вартість. Однак при плануванні нового відділення найбільш важливим міркуванням є його простір (площа). Достатня відстань між радітерапевтіческімі установками, операторами та іншими працівниками - це найкращий захист. Велика кімната допускає гнучке використання обладнання, включаючи використання спеціальної багатоцільовий особливо захищеній камери при радіотерапії зовнішнім пучком або брахітерапії з високою потужністю дози.