Брахитерапия

Брахитерапия

Брахитерапия  – это лечение опухолей с использованием радиоактивных источников, располагаемых как можно ближе к объему мишени.  В общем, эти радиоактивные источники являются закрытыми (т.е.  они инкапсулированы и это делает невозможным радионуклидное загрязнение). Брахитерапия обычно требует  проведения операции в операционной и может быть разделена на три группы по способу применения:

1)     Поверхностные матрицы.  Радиоактивный источник инкорпорируется в матрицу, которая помещается на кожу пациента. В некоторых случаях матрицы могут обеспечивать лучшее распределение дозы, чем альтернативные методы лечения, использующие электроны или внешнее рентгеновское излучение.

2)     Внутриполостная брахитерапия.   Радиоактивный источник располагается в теле на поверхности таких органов как бронхи, пищевод или влагалище. Обычно требуется использование специального аппликатора, который помещает источник в четко определенное место.

3)     Внутритканевая брахитерапия.  При этом лечении радиоактивный источник располагается в самой ткани.  Это могут быть инкапсулированные источники в виде игл, гранул, семян или катетеров и т.п..

3.1         Используемые радиоактивные источники

Разнообразие различных радиоактивных источников используемых в брахитерапии показывает Таблица 1.

Таблица 2

Характеристики некоторых типичных радионуклидов, используемых для брахитерапии

 

МВК – мощность воздушной кермы (из Aird and Williams 1993)

Радионуклид

Типичная форма Типичное применение

Период полураспада Энергия гамма-излучения минимальная/максимальная (кэВ) гамма-постоянная МВК (мкГр/ч для 1ГБк на 1 м) TVL

Слой десятикратного ослабления в свинце (мм)

60-Co гранулы высокомощное облучение после введения 5.27 лет 1250 / 1330 309 45
125-I семена Имплантанты различного объема 60 дней 28 / 35 33 0.1
137-Cs иглы, гранулы пробирки Низкоэнергетическое облучение после введения введения 30 лет 662 / 662 78 22
192-Ir шпильки, проволоки, источники высокой мощности Промежуточные имплантанты, высоко и низкоэнергетическое облучение после введения 74 дней 370 / 610 113 15
198-Au семена Имплантанты постоянного объема 2.7 дней 420/680 56 11
226-Ra иглы Больше не используется 1600 лет 1000/2400 195 45

гранулы – шарики приблизительно 3 мм в диаметре

семена – маленькие цилиндры около 1 мм в диаметре и 4 мм длиной

иглы – активная длина между 15 и 45 мм

пробирки – около 14 мм длиной, используемые для гинекологических имплантантов

шпильки  – сформированные как «шпильки», активной длиной приблизительно 60 мм

проволоки – любой длины, могут быть добавлены неактивные концы

источники высокой мощности –  высоко активные маленькие цилиндрические источники  диаметром приблизительно 1мм,  длиной 10мм

 

За последние годы  было разработано большое разнообразие физических форм источников, чтобы соответствовать различным применениям в брахитерапии. Они различаются от источников, которые напрямую имплантируются в пациента (например, иглы радия, шпильки Ir-192, семена I-125 and Au-198)  до источников, которые  специально сконструированы для отдаленного последующего введения.   Как уже говорилось в Разделе 1, существуют различные методики брахитерапии. Они включают:

  • Введение  радиоактивного вещества в операционной (постоянные или временные имплантанты – капиллярная трубочка с радием, вводимая в живую ткань для лечения злокачественной опухоли).
  • Ручное введение аппликаторов, полых игл или катетеров, которые помещаются в пациента в операционной (ручное последующее введение).
  • Использование специального механизма, для  размещения радиоактивных источников в аппликаторы, полые иглы или катетеры (отдаленное последующее введение).

Во всех применениях желательно наличие маленького радиоактивного источника. В частности, если источник надо разместить в полой игле с диаметром менее 2 мм,  источник сам должен быть очень маленьким. Также идеальный источник для брахитерапии  имеет высокую удельную активность.  Он также должен быть химически инертным и  дочерние продукты должны быть стабильными.  Одной из специфических радиационных опасностей при использовании  радиевых имплантантов  является накопление радиоактивного радона, который трудно ограничить.  Поэтому,  все места, где храниться радий, должны регулярно обследоваться на концентрацию радиоактивного радона.

Брахитерапию также можно разделить по мощности дозы, получаемой мишенью. Они следующие:

  • Лечение низкой мощностью дозы, мощность дозы на объем мишени составляет порядка 0.5 Гр в час.  Поскольку типичная доза на опухоль составляет порядка 60 Гр или более, лечение при низкой мощности дозы обычно  длится до завершения приблизительно одну неделю. Однако, время может быть значительно короче, если брахитерапия используется только для того, чтобы отпустить определенную дозу на   опухоль.  При этом лечении типичная активность источника составляет приблизительно 30 – 60 МБк на см имплантанта (1мКи/см) или приблизительно 500 – 1000 МБк на имплантант. Реальная суммарная имплантированная активность будет различаться в зависимости от объема лечения и времени.  Лечение при низкой мощности дозы  обычно выполняются в условиях стационара.
  • Средняя мощность дозы, с мощностью дозы на опухоль 1–2 Гр/ч. Активность типичного имплантанта является, следовательно, немного выше, чем при низкой мощности дозы. Чтобы сохранить такой же биологический эффект, суммарная подведенная доза  обычно ниже.
  • Лечение высокой мощностью дозы, когда отдельный источник активностью до 370 ГБк (10Ки) вводится в объем мишени. Это достигается путем  присоединения к устройству, которое автоматически передвигает источник через объем мишени пациента. Лечение высокой мощностью дозы обычно должно быть разделено на несколько частей, чтобы достигнуть таких же радиобиологических преимуществ, как при лечении низкой мощностью дозы. Пациенты, лечащиеся высокой мощностью дозы, не обязательно  является стационарными больными.
  • Импульсная мощность дозы использует концепцию, подобную высокой мощности дозы.  Однако, активность источника является обычно  в несколько десятков раз меньше.  При лечении импульсной мощностью дозы источник вводится в объем мишени на некоторое время каждый час.

3.2         Общие соображения по обеспечению радиационной безопасности

3.2.1      «Горячая» лаборатория

Фактически во всех  аппликаторах размещение радиоактивного материала для брахитерапии  требует ручных работ. Это включает хранение источников, сравнение мощности источника и изготовление продукта под требования источников (например, сокращение активных проволок). Для проведения таких работ надо иметь доступ в «горячую» лабораторию.  Эта лаборатория   представляет собой пространство, специально спроектированное для работы с радиоактивным материалом.  Следующее оборудование должно быть доступным в радиотерапевтической «горячей» лаборатории:

  • Дозиметр для контроля уровней радиации.  Если обрабатывается открытый радиоактивный материал,  может также потребоваться радиометр загрязненности.
  • Средство проверки мощности источника.  Это может быть установка для прямого определения  воздушной кермы или  просто хороший счетчик GM для радиоактивных проволоки, семян или иголок.  Они требуют калибровочного коэффициента, который   может быть получен с использованием соответствующего национального стандарта. Также следует отметить, что  для различных источников могут потребоваться различные калибровочные коэффициенты.
  • Требуется экранированное автоматизированное рабочее место для работы с радиоактивными источниками.  Эта зона должна быть  чистой и легко  доступной. Работа, проводимая здесь, может  включать срезание проволок,  визуальный осмотр  источников или наполнение шприцов радиоактивными веществами. Хорошей практикой является обращение со всеми источниками с помощью длинного пинцета.
  • Сейф, где  должны храниться четко помеченные радиоактивные источники. Сейф должен быть с возможностью блокировки и обладать достаточной защитой.
  • Пространство, требуемое для хранения радиоактивных отходов, таких как использованные источники. Существенна четкая и краткая маркировка  отходов, чтобы дать возможность управления ими соответствующим образом. Следует отметить, что радиоактивные отходы  следует хранить  в специальных мешках.

Если необходимо работать с открытым радиоактивным материалом,  требуются следующие устройства и приспособления:

  • Радиометр загрязнения.
  • Противопроливной комплект инструментов. (Это может быть комплект подобный используемому в медицинской онкологии, где обрабатываются цитотоксические вещества).
  • Вытяжной шкаф, в особенности, если  обрабатываются летучие радиоактивные вещества, такие как йод.
  • Комната должна иметь непрерывный настил, который должен продолжаться на несколько сантиметров на стены. Это делает более легким удаление загрязнений за счет пролива или разбрызгивания.

«Горячая» лаборатория должна  быть оборудована спецвентилляцией и должным образом освещена. Доступ в неё должен быть ограничен, с использованием блокировок. Требуются соответствующие  предупреждающие знаки.  Если используются источники очень высокой активности необходимо  экранировать комнату, чтобы  избегать облучения людей в соседних помещениях.