ЛУЧЕВАЯ ТЕРАПИЯ

Введение и определение

Лучевой терапией обычно называют лечение раковых опухолей и некоторых доброкачественных заболеваний с использованном ионизирующей радиации. Злокачественные опухоли — второй по значимости источник смертности после заболеваний сердца в США и Канаде.

Хирургия, химиотерапия и лучевая терапия — методы борь­ бы с раковыми опухолями. Облучение, как правило, сочетают с химиотерапией в сложных случаях, когда опухоль неопера­ бельна. После хирургического удаления опухоли обычно назна­ чают химиотерапию или лучевую терапию или и то и другое. К сожалению, в некоторых случаях опухоль бывает слишком раз­ вита и сложна для любого вида терапии. В таких случаях лу­ чевая терапия является паллиативным методом, позволяющим уменьшить, размер опухоли и обеспечить относительный ком­ форт пациенту.

Брахитерапия и телетерапия

Существует два типа лучевой терапии: с помощью радиоактив­ ных источников, помещаемых внутрь тела, — брахитерапия и

с помощью внешних пучков ионизирующего излучения — те­ летерапия.

При внутреннем введении радиоактивных источников их по­ мещают вблизи от опухоли. Рак простаты — один из кандидатов на брахитерапию.

Телетерапия использует три вида ионизирующего излучения:

рентгеновское, гамма-излучение от кобальта-60 и излучение от линейных ускорителей.

Кобальт-60 излучает гамма-лучи с энергией около 1,25 МэВ, и кобальтовые пушки долгие годы являлись стандартом для те­ рапии глубоко расположенных опухолей. Рентгеновские тера­ певтические аппараты и кобальтовые пушки применяются коегде до сих пор, но в целом они вытеснены линейными ускори­ телями, которые способны генерировать излучение с энергией oт 4 до 30 МэВ.

Линейные ускорители

Линейные ускорители способны генерировать пучок рентгенов­ ских лучей высокой энергии или пучок электронов. Рентгенов­ ское излучение образуется при попадании пучка электронов на мишень. Энергию пучка электронов (и следовательно, энергию вторичного рентгеновского излучения) можно изменять так же, как это происходит в рентгеновских аппаратах.

Если убрать мишень, то ускоритель излучает пучок электро­ нов заданной энергии, который может быть использован для терапии заданной области.

Использование электронного пучка более эффективно для терапии по сравнению с использованием гаммаили рентге­ новского излучения, если опухоль залегает неглубоко. Электро­ ны поглощаются в верхнем слое ткани и не поражают глубокие слои, как это происходит при использовании гамма-излучения высоких энергий.

Глубоко залегающие раковые опухоли требуют использова­ ния рентгеновского излучения высокой энергии или гамма-из­ лучения от кобальта-60. Излучение высокой энергии поглоща­ ется раковой опухолью с минимальным поражением прилегаю­ щих тканей.

СИМУЛЯЦИЯ

Симуляция — первый важный шаг в определении расположения и объема области для терапии. Эту процедуру можно выпол­ нить на рентгеновском диагностическом аппарате с УРИ (с воз­ можностью флюороскопии) и/или на рентгеновском компьютер­

Рис. 24-5. Линейный ускоритель — источник высокоэнергетического рентгеновского или электронного пучка. Вставка - внутреннее уст­ ройство ускорителя (с разрешения Vanan Medical System, Oncology System, Пало Альто, Калифорния)

ном или магнитно-резонансном томографе. Для обработки по­ лученной информации используют специальные компьютерные программы, позволяющие разработать план лучевой терапии, определить углы направления ионизирующего излучения и дли­ тельность процедуры. Перманентные или временные татуиров­ ки сегодня полностью заменили ранее применявшиеся методы нанесения пометок на кожу пациента1. Если областью облуче­ ния является голова или шейный отдел, то маркировку наносят на специально изготовленную для пациента маску.

Персонал для выполнения радиационной терапии

Радиационную терапию обычно выполняет бригада професси­ оналов.

1. Радиационный технолог — специалист, отвечающий за ис­ полнение плана облучения, наблюдение за областью облучения и ведение журнала терапии. Технолог отвечает также за полу­ чение обзорных рентгенограмм пораженной области. Он может выполнить флюороскопию для определения размеров опухоли, после чего пометит на коже пациента специальным образом об­ ласть облучения.

Технолог должен обладать хорошими навыками общения и уметь расположить к себе пациента, хорошо понимать состоя­ ние пациента, чтобы эффективно общаться с ним и всей бри­ гадой в процессе терапии, осознавая, что пациент может быть болен неизлечимо.

2.Врач — лучевой терапевт назначает метод лечения и об­ ласть терапии.

3.Дозиметрист — специалист, имеющий знания в области дозиметрии; он готовит план облучения так, чтобы опухоль по­ лучила дозу, назначенную врачом — лучевым терапевтом.

4.Медицинский физик — консультирует онколога и дозимет­ риста по методу облучения и расчету дозы. Он же отвечает за настройку и калибровку оборудования.

1 Зеленкой. — Ред.

Определение и введение

Ультразвуковое исследование (УЗИ) — метод визуализации, ис­ пользующий высокочастотные звуковые волны для получения изображения внутренних органов и структур человеческого тела. Изображения получают путем регистрации отраженных oт внутренних органов ультразвуковых волн (эхо), которые ге­ нерируются снаружи и направляются внутрь тела.

Часто для определения УЗИ используют другие названия:

сонография (буквально — звукография) или ультрасоногра­ фия (буквально — ультразвукография). Иногда используют термин эхосонография.

Звуковые волны с частотой, воспринимаемой человечес­ ким ухом, называют акустическими. Звуковые волны с час­ тотой, превышающей акустический порог, называют ультра­ звуковыми, или сверхзвуковыми. Диапазон звуковых волн, воспринимаемых человеческим ухом, составляет приблизи­

(1-17 миллионов герц). Звуковые волны с такой частотой хо­ рошо распространяются только в жидкой или твердой среде, в воздухе они быстро затухают.

Ультразвуковая визуализация является безболезненной и бе­ зопасной, поскольку не связана с использованием ионизирую­ щего излучения. Исследования показали отсутствие отрицатель­ ных биологических эффектов, связанных с воздействием ультра­ звука. Поэтому в ряде случаев, когда использование рентгенов­ ского излучения не рекомендовано (например, в акушерстве), УЗИ считается предпочтительным диагностическим методом.

История

Рождением УЗИ можно считать создание эхолота (сонара) во время Первой Мировой войны или вскоре после нее. Во время Второй мировой воины развитие теории ультразвука продолжа­ лось, а на практике совершенствовался гидролокатор. Гидроло­ катор является прибором, который посылает звуковые волны через воду к погруженным в нее объектам и воспринимает от раженные от этих предметов эхо-сигналы.

После войны исследователи нашли способы применения этих концепций в медицинской диагностике.

A-тип: первый ультразвуковой аппарат А-типа был разрабо­ тан в Японии в начале 50-х годов. Ультразвуковые изображе­ ния А-типа представляют собой набор бликов (отметок), отоб­ раженных на мониторе. Высота этих отметок соответствует ин­ тенсивности отраженного сигнала.

В-тип: позднее, в 50-х годах, исследователи США, Японии и Ев­ ропы разработали метод получения двухмерного ультразвуково­ го изображения, названные В-типом. Конвертация интенсивности отраженного сигнала в оттенок серого цвета позволила создавать двумерное изображение на экране черно-белого монитора.

Динамическое изображение в режиме реального времени: в

70-х годах достижения в электронике и появление компьютеров позволили врачам и исследователям получать УЗИ-изображе­ ния в динамике, в режиме реального времени.

Доплерография: ультразвуковой сканер, использующий эф­ фект Доплера1, впервые был применен в Японии для изучения структуры сосудов и определения параметров потока крови. Позднее, и 80-х годах, достижения в технологии привели к со­ зданию цветового УЗИ-сканера с доплеровской системой, кото­ рая отображает кровяной поток различными цветами в зависи­ мости от его скорости и направления движения.

Цифровые системы: новые цифровые системы были впервые применены в начале 90-х годов. Они преобразуют ультразвуковое изображение в цифровой формат для обработки, визуализации и хранения. Изображение потом может быть передано на удален­ ное устройство, как и любое другое цифровое изображение.

1 Изменение частоты отраженного сигнала в зависимости от скорости отра­

Рис. 24-6. Ультра­ звуковое исследова­ ние органов брюш­ ной полости (с раз­ решения Philips Medical System and AТL Ultrasound)

Селезенка

Почка

Спинная

мышца

Рис. 24-7. Абдоминальное исследование: селезенка, почка и пояс­ ничная мышца (с разрешения Shpetin Tltgrafi, New York University)

Рис. 24-8. Система HDI (с разрешения Philips Medical System and ATL Ultrasound, Bothell, Wash.)

В настоящее время доступны усовершенствованные цифро­ вые системы высокого разрешения, которые имеют существен­ но расширенный динамический диапазон от самого слабого до самого сильного сигнала, который может быть зарегистри­ рован и отображен этими системами.

Основы ультразвукового сканирования

Преобразователь: переводит одну форму энергии в другую. Уль­ тразвуковой преобразователь переводит электрическую энергию в энергию ультразвуковых колебаний. Электрический ток вызы­ вает колебания специального керамического элемента, распо­ ложенного в преобразователе, что приводит к возникновению звуковых волн высокой частоты. Этот процесс называется пьезо­ электрическим эффектом. Этот термин описывает свойство не­ которых кристаллов, таких как кварц, расширяться или сжимать­ ся в зависимости от напряженности приложенного к ним элект­ рического поля.

Во время ультразвукового исследования датчик, создающий ультразвуковые волны, помещается непосредственно на поверх­ ность кожи, покрытой специальным гелем. Этот гель предо­ твращает потерю сигнала, возникающую в воздушной прослой­ ке между датчиком и поверхностью кожи.

Для различных целей применяются различные частоты уль­ тразвукового сигнала. Например, высокочастотные датчики 5-7 МГц используются для исследования органов, расположен­

ных на средних или малых глубинах в брюшной полости. Они обладают высоким разрешением, но небольшой глубиной про­ никновения. Для более крупных пациентов применяются датчи­ ки с пониженной частотой — 3,5 МГц, что уменьшает разреше­ ние, но увеличивает глубину проникновения.

Сверхвысокочастотные датчики до 17 МГц дают высочайшее разрешение при проникновении на минимальную глубину.

Эхо. Возникающие звуковые волны проникают в тело и рас­ пространяются по телу, пока не достигают границы между тка­ нями различной плотности, отражающей звуковые волны обрат­ но к датчику. Отраженные звуковые волны называются эхом. Таким образом, датчик выступает одновременно и как излуча­ тель, и как приемник — он излучает и принимает отраженные волны, преобразуя их в электрический сигнал. Во время ска­ нирования датчик излучает короткий ультразвуковой импульс, после которого следует период затишья, во время которого он принимает отраженное эхо. Это так называемая импульсная система сканирования, в отличие от непрерывной, обычно при­ меняемой в ультразвуковых терапевтических системах.

Эхо-сигнал затем измеряется и отображается на мониторе различными оттенками серого цвета в зависимости от интен­ сивности и времени возврата эха к датчику.

Ультразвуковые изображения могут непосредственно отоб­ ражаться на мониторе в режиме реального времени и/или запи­ сываться на видеопленку для хранения и дальнейшее о просмот­ ра. В настоящее время запись может выполняться в цифровом формате.

Каждое изображение представляет собой двумерное отобра­ жение тонкого среза органа, что аналогично КТ и МРТ, хотя и сильно отличается от них по виду.

Плоскость сканирования: изменяется в зависимости от поло­ жения датчика. Поперечное сканирование дает изображение, похожее на поперечное КТ-изображение. Продольное сканиро­ вание дает сагиттальный срез органа.

Достоинства и недостатки

Ультразвук имеет определенные достоинства и недостатки по сравнению с другими технологиями визуализации. Кости и структуры, наполненные воздухом, являются непреодолимыми барьерами для высокочастотных ультразвуковых волн. Таким

Рис. 24-9. Примеры разных типов ультразвуковых датчиков (С раз­ решения Philips Medical System and ATL Ultrasound).

образом, ультразвуковое исследование органов, окруженных костью, сильно затруднено. Большое количество газов, скапли­ вающихся в кишечнике, также снижает эффективность ультра­ звукового исследования брюшной полости. Ультразвук, однако,

позволяет различить твердые и кистообразные (наполненные жидкостью) структуры внутри тела. Преимущество ультразвука так же в динамической оценке суставов в движении.

Ультразвук стал золотым стандартом в исследованиях под желудочной железы, печени, желчного пузыря и матки. Так как ультразвук не связан с использованием ионизирующего излуче­ ния, он безопасен для исследования органов малого таза и за­ родыша во время беременности и заменил рентгеновские мето­ ды в оценке позиций плода и тазового выхода.

Персонал для выполнения УЗИ

Лаборант. Роль лаборанта при выполнении УЗИ отличается от роли технологов рентгенологического, радионуклидного и ра­ диотерапевтического профилей. Хотя все они должны быть вы­ сококомпетентными в области анатомии, физиологии, специаль­ ного оборудования, в проведении соответствующих исследова­ ний, лаборант ультразвукового кабинета должен уметь интер­ претировать получаемые изображения1.

Врач-радиолог. Большинство сертифицированных радиологов могут интерпретировать ультразвуковые изображения2. В отде­ лении лучевой диагностики может работать доктор, специализи­ рующийся на ультразвуке.

1В российском здравоохранении лаборант не имеет права проводить УЗ-ис­ следование и интерпретировать его результаты. Он является помощником врача-специалиста в области УЗ-диагностики в ходе подготовки и проведе­ нии последним исследования - Ред.

2В соответствии с российским законодательством право проводить и интер­ претировать результаты УЗ-исследования имеют только врачи, прошедшие специальный курс по УЗ-диагностике и соответствующим образом сертифи­ цированные. - Ред.

Клиническое применение

Различные типы тканей отображаются различными оттенками серого цвета на изображении. Многие мягкотканные структуры дают внутреннее эхо, что в основном связано с наличием в них сосудов или железистой ткани.

ПЕЧЕНЬ И ЖЕЛЧНЫЙ ПУЗЫРЬ

На ультразвуковом изображении печени видно множество внут­ ренних отражений. Печень — пример вариабельной эхогенной структуры, образованной желчными протоками, ветвями пече­ ночных и воротной вен.

Кистозные образования отображаются как хорошо отграни­ ченные области, лишенные эхо-сигналов (анэхогенные). Желч­ ный пузырь является прекрасным примером жидкостной, анэхо­ генной структуры. Камень внутри желчного пузыря или желч­ ных протоков может быть обнаружен по анэхогенной зоне по­ зади него — так называемой тени.

ЖИВОТ

Ультразвук широко используется при исследовании органов жи­ вота. Кроме желчного пузыря и печени исследуются селезенка, поджелудочная железа, почки. Так как ультразвук может разли­ чать твердые и кистозные образования, с eго помощью можно выявлять патологическое скопление жидкости и выбрать на­ правление иглы для биопсии. Для устранения артефактов, со­ здаваемых газом в желудке, перед исследованием пациенту дают жидкости или контрастные вещества.

ГИНЕКОЛОГИЯ И АКУШЕРСТВО

Очень широко применяется ультразвук в акушерстве и гинеко­ логии, в частности, очень распространено трансвагинальное исследование, так как оно дает более информативное изобра­ жение матки и яичников по сравнению с обычным трансабдо­ минальным сканированием. При ультразвуковом исследовании хорошо определяются объемные образования в матке и в при­ легающих к ней областях, а также патологическое скопление жидкости вокруг нее.

Ультразвуковое исследование стало самым распространен­ ным методом выявления беременности и оценки плода. С по­ мощью ультразвука еще до рождения можно определить врож­ денные дефекты плода, ранние признаки spina bifida, гидроце­ фалии и пороков сердца. Под контролем ультразвука с помо­ щью иглы можно получить амниотическую жидкость из полости матки для генетического анализа с целью обнаружения гене­ тических аномалий плода (амниоцентез). Ранняя диагностика внутриутробных нарушении позволит скорректировать или хотя бы наблюдать плод до рождения.

СЕРДЦЕ

Эхокардиография является ультразвуковым методом исследо­ вания сердца. При эхокардиографии можно обнаружить выпот в полость перикарда, получить информацию о камерах сердца, диагностировать дефекты перегородок и патологию клапанов сердца. Можно также измерить фракцию выброса, ударный объем сердца, оценить движение створок клапанов.

МОЛОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА

Так как УЗИ может дифференцировать кистозные и плотные обра­ зования, его часто используют как дополнение к маммографии.

Рис. 24-10. Желчный пузырь (утолщенная стенка)

Рис. 24-11. Беременность единственным плодом. (С разрешения

Philips Medical System, Inc, Iselin, NJ.)

ГЛАЗ

В офтальмологии ультразвук используется для выявления от­ слоения сетчатки, кровоизлияния в стекловидное тело и обна­ ружения инородных внутриглазных тел.

СОСУДЫ

Ультразвуковая доплерография — (УЗДГ доплерография, до­ плеросонография) позволяет изучать сосуды и кровоток в них. Доплеровский датчик излучает ультразвук фиксированной час­ тоты в движущийся объект (поток крови). В результате тако­ го взаимодействия отраженный сигнал имеет сдвиг по часто­ те. Этот частотный сдвиг получил название эффект Доплера. Доплеровский сдвиг помогает определить направление и ско­ рость кровяного потока. Для наглядного отображения направ­ ления кровяного потока можно использовать цвет. Эти цвета не нужно путать с артериальным и венозным потоком — они обоз­ начают лишь направление кровяного потока относительно дат­ чика, а не источник.

Используя цветовую технологию, внутри сосуда можно об­ наружить сужения сосудов, снижение скорости потока, сосу­ дистые бляшки, аневризмы, тромбоз глубоких вен, аномалии сосудов. Доплерография приходит на смену рентгеновской ве­ нографии нижних конечностей. Она позволяет эффективно об­ наруживать тромбоз глубоких вен голеней без использования йодированных контрастных веществ.

ИССЛЕДОВАНИЕ СКЕЛЕТНО-МЫШЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

В настоящее время в CШA УЗИ широко применяется для ис­ следования скелетно-мышечной системы, суставов — плечево­ го, лучезапястного, тазобедренного, коленного и голеностопно­ го. Это неинвазивное исследование позволяет дать динамичес­ кую оценку состояния суставных мягких тканей — повреждение суставной сумки, нервов, сухожилий, связок. Эти исследования могут быть использованы как дополнение или скрининг перед более дорогостоящим MPT-исследованием. Преимущество уль­ тразвука — динамическое наблюдение движения в суставе — позволило использовать его как дополнительный диагностичес­ кий инструмент в спортивной медицине.

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Акустическая тень: потеря акустического сигнала от структур, расположенных за объектом, блокирующим или искажающим cигнал, например тень, создаваемая камнем, расположенным внутри желчного пузыря.

Анэхогенная область: анатомическая область или структура, не дающая эхо-сигналов.

Артефакт: отраженный сигнал, не соответствующий реально­ му объекту или структуре.

Волна: звуковая энергия, проходящая через среду.

В-тип: аббревиатура для системы модуляции яркости. Осно­ ва всех ультразвуковых черно-белых систем; яркость точек эхосигналов пропорциональна силе отраженного сигнала.

Гиперэхогенный: анатомическая область или структура, даю­ щая аномально сильные эхо-сигналы.

Гипоэхогенный: анатомическая область или структура, даю­ щая аномально слабые эхо-сигналы.

Двумерное изображение: изображение, имеющее высоту и ширину.

Длина волны: расстояние между пиками звуковой волны. Доплерография: применение эффекта Доплера в УЗИ для

определения изменения частоты и скорости движущихся струк­ тур; используется для исследования потока крови.

Рис. 24-16. Цветные доплерограммы сосудов (из книги «Диагности­ ческий ультразвук» Hagen-Ansert)

Изоэхогенный: анатомическая область или структура, даю­ щая приблизительно такие же эхо-сигналы, как и окружающая среда.

Импульсная эхосонография: ультразвуковая технология, ис­ пользующая единый датчик для излучения коротких ультразву­ ковых импульсов и обнаружения эха.

Коэффициент рассеивания: отношение отраженной звуко­ вой энергии к изначальной.

Отображение в реальном времени: ультразвуковые изобра­ жения, показывающие динамическое движение или изменение внутри структуры в реальном времени.

Отражение: звуковая энергия, отраженная от структуры вза­ имодействующей со звуковой волной.

Серая шкала: отображение различной интенсивности эхосигналов в топах серого цвета.

Скорость звука: скорость прохождения звуковых волн через различные среды; сильно зависит от типа сред, содержащих газ, воздух, жир, кость.

Сонар: гидролокатор — устройство для обнаружения объек­ тов под водой.

Сонография: создание изображений с помощью ультра­ звука.

Трансмиссионное сканирование: построение изображения посредством пропускания акустического сигнала через объект или структуру с регистрацией его энергии на противополож­ ной стороне.

Ультразвуковой датчик: устройство, содержащее особый тип кристаллов, излучающих ультразвуковые волны при механичес­ ком воздействии, служит как передатчик и приемник ультразву­ ковых cигналов.

Ультразвук: звуковые волны с частотой, более 20 кГц, для диагностики используется ультразвук с частотой от 1-17 МГц.

Цветовая доплерография: ультразвуковая технология, кото­ рая измеряет скорость и направление тока крови в сосуде; из­ менение скорости и направления отображаются изменением яр­ кости красного и синего цвета.

Частота: количество ультразвуковых колебаний в секунду. Эффект Доплера: изменение частоты и длины волны звука,

отраженного от движущегося предмета.

Эхо: измерение интенсивности звуковой энергии, полученной от внутренних структур.

Эхогенная: анатомическая область или структура, дающая эхо.