4 курс / Лучевая диагностика / Физичеческие,_технич_и_некоторые_радиобиологические_и_мед_аспекты

В рабочем помещении ОА находятся в контакте с биологическими тканями глаза, что эквивалентно по химическому воздействию на корпус источника физиологического раствора при температуре человеческого тела.

Стерилизация ОА не должна производится химическими агрессивными веществами. Допускается стерилизация спиртом.

Эксплуатация ОА должна осуществляться в отсутствии сильных механических и тепловых нагрузок, которые могут привести к разгерметизации источников.

Величина активности радионуклида, снимаемая методом “мазка”с поверхности ОА при определении уровня нефиксированных радиоактивных загрязнений не должна превышать 5∙10-3 мкКи (185Бк).

Хранение ОА производится без особых ограничений при соблюдении условий безопасности в соответствии с “Основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений” (ОСП-72), а также “Нормами радиационной безопасности” (НРБ76).

Срок годности ОАне менее 5 лет при соблюдении условий эксплуатации. Правила работы с ОАсогласно требованиям ОСП-72 и НРБ-76.

• Центральная часть относительных дозных распределений от большинства типов аппликатороводинакова. Исключение составляют аппликаторы типа С1, С2, С7 и С13С16, дозное поле которых спадает более круто с увеличением расстояния от источника- из-за малой площади активной зоны.

60

Сигнальный экземпляр

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ВОЗМОЖНЫХ ДИАПАЗОНОВ ЗНАЧЕНИЙ РАДИАЦИОННО-ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЗТИБИ НА ОСНОВЕ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА РЕЗУЛЬТАТОВ

ИХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕДИЦИНСКИХ ИСПЫТАНИЙ

Одним из актуальных и неотложных вопросов лучевой терапии является определение величины общей и разовой дозы, достаточных для необходимого воздействия на опухоль (очаг поражения) и толерантных для нормальных тканей.

Проф. А.В. Козлова

Необходимо отметить, что установление конкретных физико-технических условий облучениякрайненеобходимо не толькодля решения собственных задач

лучевой терапии,нотакжеиприрешениитехническихзадач,такихкакразработка специализированной измерительной аппаратуры и методик её применения, создание современных новых типов ЗТИБИ с заданными свойствами , и ряда других важных задач.

Критический анализ научной литературы позволил констатировать, что крайне необходимо обобщение данных, касающихся, в частности, рекомендаций конкретных определённых значений основных радиационно – физических параметров ЗТИБИ, используемых в самых различных областях медицины: офтальмология, оториноларингология, дерматология ,гинекологии, урологии и др.

Количественно оценить радиационно-физические параметры можно, в принципе, различными способами. Но, можно отметить, что априори не может быть полностьюиспользован,например,опытмногихзарубежныхклиницистов.Например, во многих случаях отечественные офтальмологи и отоларингологи показали возможность эффективного использования методик облучения при существенно меньших значениях разовых и суммарных доз. Кроме того уместно отметить, что проводимые в нашей стране работы по созданию ЗТИБИ во многом являлись пионерскими и ,соответственно, должны были в основном ориентированы на собственные экспериментальные медицинские и клинические исследования.

Определённыеориентирыприразработкеметодикоблучениясиспользованием ЗТИБИ вырисовываются при использовании опыта гамма-лучевой терапии, рентгенотерапии опухолевых и неупохолевых заболеваний. Однако при этом ещё раз обращает на себя специфика использования ЗТИБИ: большой энергетический диапазон излучения, многообразие геометрий источников инеравномерный характер облучения, по глубине очага поражения. Рассмотрим некоторые параметры методик облучения, поля и самих источников.

61

Внекоторых случаях, например, верхний предел значений доз, используемых лучевыми терапевтами, на практике определяется толерантностью нормальных тканей, окружающий очаг поражения, которая может быть такой же , а чаще более низкой, нежели у большинства злокачественных опухолей. Однако известно, что толерантныезначениядоздляоднихитехженормальныхтканеймогутсущественно отличаться в зависимости от качества используемого излучения, характера распределения дозы по облучаемой ткани, величины поля, объёма облучаемой ткани, от используемых ритмов облучения и т.д. Таким образом, естественно, возникают определённые трудностиприэкстраполяциинанужныеситуацииданных,получаемых при иных условиях.

Всё это говорит о необходимости в одних случаяхопределения заново, а в других – уточнения значений толерантных доз в адекватных условиях.

Если верхняя граница доз ещё связана с определённым радиобиологическим эффектом,тонижниепределызначенийрадиационно-физическихпараметровтре- буют экспериментального определения.

Кмоменту начала наших работ было крайне недостаточно рекомендаций по

значениям,Др.0, Дс.0,ритмамоблучения,аэтовсвоюочередьзатрудняетразработку требований к создаваемой измерительной аппаратуре, новым средствам облучения

ит.д.

Вэтих условиях возникает несколько задач, от решения которых зависит целенаправленное создание новых типов закрытых терапевтических радионуклидных источников с заданными радиационно-физическими параметрами; обоснованному выборуметодовэкспериментальнойоценкиэтиххарактеристик;разработкеспециализированнойаппаратурыдлянуждлучевойтерапии.Кромеэтогорезультатыэтих исследованийвопределённоймеремогутслужитьфизическойосновойразработки рациональных методик бета-терапии опухолевых и неопухолевых заболеваний, в том числе могут оказать помощь в выборе наиболее щадящего способа облучения.

Задача1.Систематизироватьдиапазонызначениймощностейпоглощённыхдоз бета-излучения на рабочих поверхностях терапевтических источников бета-излу- чения ,, при контактном облучении для различных дисциплин: оториноларингология,офтальмология,дерматология;дляповерхностныхзаболеванийхирургического профиля; в интервале граничных энергий бета-излучения 100-3500 кэВ.

Задача 2. Разработать медико-технические требования на создания средств для лучевой бета-терапии в офтальмологии, оториноларингологии, дерматологии и др.

Каким образом можно решить эти задачи? Пути решения задач:

Впринципе возможно использование обширных экспериментальных данных общей радиологии и их экстраполяцию на клиническую практику. Однако, по мнению специалистов, это оказывается крайне затруднительно, а в некоторых случаях просто невозможно.

Использование опыта общей онкологии, рентгенотерапии, бета-терапии отечественных и зарубежных специалистов.

Однаковбольшинствеслучаевтребуетсяпроведениеэкспериментальногоизучения на животных , с последующим клиническим исследованием с целью изучения

62

Сигнальный экземпляр

реакцийтканейнаоблучениеконкретнымисредствамиивопределённыхусловиях, атакжесцельювыработкирациональнойметодикиоблучения.Такиеисследования ЗТИБИ, организованные фармакологическим комитетом МЗ СССР, Управлением по внедрению новой техники и лекарственных препаратов того же министерства с участием Института биофизики МЗ СССР были проведены в следующих организациях страны: Московский НИИ глазных болезней им Гольмгольца МЗ СССР, Московская клиническая офтальмологическая больница, НИИ микрохирургии глаза МЗ РСФСР, Московский НИИ рентгено-радиологический институт, Одесский НИИ глазных болезней им.Филатова, Одесская областная клиническая больница, Воронежский Государственный медицинский институт, Воронежская областная клиническая больница, Киевский НИИ ларингологии им. Коломийченко МЗ УССР, Московский кожно-венерологический диспансер, ГНЦ институт биофизики.

Каковы отличительные черты этого многолетнего обширного эксперимента? Во-первых,всебезисключенияЗТИБИбылиаттестованыпоодной,разработанной в Институте биофизики методике; далее, велико разнообразие радионуклидов-14; более100геометрийисточников;широкийдиапазонэнергий–до3,5МэВ;различ- ные дисциплины медицины: оториноларингология, офтальмология, дерматология и др.

На основе системного анализа радиобиологических экспериментов на животных и последующих клинических исследованиях новых типов ЗТИБИ – ЗТРИИ удалось количественно установить диапазоны значений радиационно-физических параметров, требуемых при создании ЗТИБИ.

Совместно с клиницистами установлены номинальные и оптимальные значенияосновныхрадиационныхпараметровэтихисточников.Полученныеданныеиспользованы, в частности, в соответствующих нормативно ̶ технические документах, методических рекомендациях, при организации производственного процесса выпуска источников.

Установлены номинальные значения МПД для разрабатываемых впервые об- разцовых(эталонных)дозиметрическихисточниковбета-излучениятипаОДИБИ. Оказалось, что для первого поколения этих источников можно ограничиться всего двумязначениямиМПД,аименно–20сГр/мин(неопухолевыезаболевания)и200 сГр/ мин (злокачественные новообразования).

Эти и другие результаты анализа позволяют целенаправленно конструировать рабочие средства измерений дозиметрических параметров ЗТИБИ.

Они могут быть полезны при решении собственных задач в лучевой терапии. Так, основываясь на дозиметрических исследованиях новых отечественных ОА, клиницистыНИИглазныхболезнейим.Гельмгольцапредложилииотработалирациональныеметодикиоблучениязлокачественныхидоброкачественныхопухолей.

Бета-терапияявляетсятипичнымпримеромнеравномерногооблучения.Анализ позволяет установить в ряде случаев значения коэффициентов, характеризующих эту степень неравномерности. Так в случае с ОА90 Sr+ 90 Y значение К = 5 и т.д. ЗдесьКестьотношениемощностейдознапереднейизаднейповерхностиопухоли.

63

ТОЧНЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ, ПОГЛОЩЕННЫХ ДОЗ БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЯ ЗАКРЫТЫХ ТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ.

Наши измерения можно отнести к так называемым «равноточным», т.е. проделанные одним и тем же методом и с одинаковой степенью тщательности

(А.Н. Зайдель, Элементарные оценки ошибок измерений, Наука, Л., 1967.)

1. Техника измерения некоторых радиационных характеристик медицинских бета-источников […….]

Л.В. Тимофеев, В.В. Бочкарёв.

В медицине для контактной лучевой терапии разработано более 20 различных типов закрытых терапевтических радионуклидных источников излучения

— ЗТРИИ — различных геометрических размеров и форм в виде стержней, пластин, и изделий сложной формы, с 14 радионуклидами, испускающими разные виды излучения. Десять из них применяются как бета-излучаюш- ие источники с радионуклидами: 32P, 90Sr + 90Y, 106Ru+106Rh, 147Рm, 204Тl, 85Kr, 144Ce+144Pr. Граничные энергии бета-излучения этих источников находятся в пределах от 200 кэВ до 3.5 МэВ. По мощности дозы, создаваемой в биологической ткани, терапевтические источники для контактной лучевой терапии различаютсянатрипорядка(~30мГр/мин—30Гр/мин).Значенияотпускаемых доз за курс лечения также различаются на несколько порядков. Активность радионуклида в источнике в зависимости от его типа и назначения может составлять 40—4000 МБк. Для изготовления бета-источников применяются разнообразные материалы: металлы (алюминии, сталь, сплавы серебра и.др.), полиэтилен, стеклоткань и т. д.

Несмотря на широкое применение бета-источников в медицинской практике и возрастающие перспективы расширения работ в этой области, до настоящего времени нет (не было) общепринятой точки зрения относительно радиа- ционно-физических параметров, подлежащих определению и аттестации при выпуске таких источников. В литературе также нет (не было) четких рекомендаций по аттестации источников, особенно сложной формы, использованию тех или иных дозиметрических методов. Отсутствует серийная аппаратура для измерений дозных полей, создаваемых источниками бета-излучения.

В связи с ростом номенклатуры источников и подготовкой к их производственному выпуску, возникает необходимость в расширении и углублении

68

Сигнальный экземпляр

исследований и разработке рекомендаций по дозиметрической аттестации радиотерапевтических источников бета-излучения. Эти источники в основном должны доставляться в медицинские учреждения централизованно. Условия производства требуют постоянного и надежного контроля за качеством продукции, а следовательно, использования относительно простых, надежных методов измерения, поддающихся автоматизации. В лабораторных условиях должны выполняться прецизионные измерения. Аттестацию ЗТРИИ следует проводить в рамках соответствующих поверочных схем измерений тех или иных радиационных параметров, определяемых назначением и устройством конкретных источников. Так, в случае технологического применения источника излучения степень его воздействия на тот или иной объект в основном зависит от создаваемой источником поглощенной дозы, а в случае терапевтического применения, особенно источника бета-излучения, требуется более полная его дозиметрическая характеристика.

Применительно к бета-источникам для контактной лучевой терапии для их характеристики можно использовать свыше 30 различных радиационно-физи- ческих параметров. Учитывая специфику таких источников, мы применяли в качестве основных при их аттестации следующие характеристики и параметры: значение мощности поглощенной дозы — МПД — у поверхности источника, находящегося в контакте с тканеэквивалентным веществом; степень ее неравномерности распределения по рабочей поверхности источника (в частностиотношениемаксимальногозначениямощностидозынаповерхностиисточника к минимальному и к среднему значением МПД на той же поверхности); распределение поглощенной дозы (ПД) и МПД в тканеэквивалентной среде; действующий энергетический спектр бета-частиц; активность радионуклида в источнике. Кроме того, при аттестации применительно к конкретным типам источников имеют значение некоторые дополни-тельные характеристики; па- раметрывнешнегобета-излученияисточника,МПДфотонногоизлученияидр.

Снашейточкизрения,вусловияхпроизводстваследуетконтролироватьперечисленные выше основные характеристики, кроме распределения МПД и энергетического спектра. Эти два параметра определяют в лабораторных условиях на прототипах реальных источников с использованием тканеэквивалентных материалов в качестве поглотителей, а также гетерогенных конфигурационных фантомов отдельных частей (органов) человека.

При определении основных характеристик 3ТРИИ необходимо стремиться к наиболее высокой точности измерений. Это объясняется, в частности, тем, чтооблучениютканичеловекапредшествуетсериятехническихпроцедур,при которых погрешности в отпускаемой дозе накапливаются. Суммарная погрешность определения значений ПД и МПД с помощью государственного эталона ГЭТ—9—82(ВНИИМим.Д.И.Менделеева)внастоящеевремясоставляетоко- ло 5 % при доверительной вероятности 0,95. Такая точность достигается применением ионизационной воздушной экстраполяционной тканеэквивалентной камеры. Ионизационная экстраполяционная камера, сконструированная нами

69