методы и средства исслед и аттестации бета-источников для медицины
.pdfЛ.В. Тимофеев
мер,вомногихслучаяхотечественныеофтальмологииотоларингологипоказаливозможностьэффективногоиспользованияметодик облучения при существенно меньших значениях разовых доз
исуммарных 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.
Определённые ориентиры при разработке методик облучения с использованием ЗТИБИ вырисовывается при использовании опыта гамма-лучевой терапии, рентгенотерапии опухолевых
инеупохолевых 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
исамих источников.
Внекоторых случаях, например, верхний предел значений доз, используемых лучевыми терапевтами, на практике определяетсятолерантностьюнормальныхтканей,окружающийочагпоражения,котораяможетбытьтакойже,ачащеболеенизкой,нежели убольшинствазлокачественныхопухолей.Однаконеизвестно,что толерантные значения доз для одних и тех же нормальных тканей могут существенно отличаться в зависимости от качества используемого излучения, характера распределения дозы по облучаемой ткани,величиныполя,объёмаоблучаемойткани,отиспользуемых ритмов облучения и т.д. Таким образом, естественно, возникают определённые трудности при экстраполяции на нужные ситуации данных, получаемых при иных условиях.
Всёэтоговоритонеобходимостиводнихслучаяхопределения заново, а в других – уточнения значений толерантных доз в адекватных условиях.
70
//СИГНАЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР//
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ И АТТЕСТАЦИИ БЕТА-ИСТОЧНИКОВ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ
Если верхняя граница доз ещё связана с определённым радиобиологическим эффектом, то нижние пределы значений радиационно-физических параметров требуют экспериментального определения.
К моменту начала наших работ было крайне недостаточно рекомендацийпозначениямДо,Др.До,Д,ритмамоблучения,аэто
всвою очередь обстоятельства затрудняют, как уже мы отмечали
вразработках требований к создаваемой измерительной аппаратуре, новым средствам облучения и т.д.
Вэтих условиях возникает несколько задач, от решения которых зависит целенаправленное создание новых типов закрытых терапевтических радионуклидных источников с задачами радиационно-физическими параметрами; обоснованному выбору методов экспериментальной оцкнки этих характеристик; разработке специализированной аппаратуры для нужд лучевой терапии. Кроме этого результаты этих исследований в определённой мере могут служить физической основой разработки рациональных методик бета-терапии опухолевых и неопухолевых заболеваний, в том числе могут оказать помощь в выборе наиболее щадящего способа облучения.
Задача 1.Систематизировать диапазоны значений мощностей поглощённых доз бета-излучения на рабочих поверхностях терапевтических источников бета-излучения. До,р при контактном облучении для различных дисциплин; оториноларингология, офтальмология, дерматология; для поверхностных заболеваний хирургического профиля; в интервале граничных энергий бетаизлучения ~=200-3000 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:
71
Л.В. Тимофеев
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.
Однако в большинстве случаев требуется проведение экспериментального изучения на животных, с последующим клиническим исследованием с целью изучения реакций тканей на облучение конкретными средствами и в определённых условиях,
атак же с целью выработки рациональной методики облучения. Такие исследования ЗТИБИ, организованные фармакологическим комитетомМЗСССР,Управлениемповнедрениюновойтехникии лекарственных препаратов того же министерства с участием ИБФ 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 рентгенорадиологический институт, Одесский НИИ глазных болезней им.Филатова, Одесская областная клиническая больница, Воронежский Государственный медицинский институт, Воронежская областнаяклиническаябольница,КиевскийНИИларингологииим. Коломийченко МЗ УССР, Московский кожно-венерологический диспансер, ГНЦ Институт биофизики МЗ СССР.
Каковы отличительные черты этого многолетнего обширного эксперимента? Во-первых, все без исключения ЗТИБИ были аттестованы по одной, разработанной в ИБФ методике, далее, велико разнообразие радионуклидов-14; более 100 геометрий источников; широкий диапазон энергий – до 3,5 МэВ; различные дисциплины медицины: оториноларингология, офтальмология, дерматология и др.
72
//СИГНАЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР//
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ И АТТЕСТАЦИИ БЕТА-ИСТОЧНИКОВ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ
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 значения основных радиационных параметров этих источников. Полученные данные использованы, в частности, в соответствующих НТ документах, методических рекомендациях, при организации производственного процесса выпуска источников.
УстановленыноминальныезначенияМПДдляразрабатываемых впервые образцовых дозиметрических источников бетаиз- лучениятипаОДИБИ.Оказалось,чтодляпервогопоколенияэтих источников можно ограничиться всего двумя значениями МПД, а именно – 20 сГр/ мин (неопухолевые заболевания) и 200 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, клиницисты НИИ глазных болезней им. Гельмгольца и других медучреждений предложили и отработали рациональные методики облучения злокачественных и доброкачественных опухолей.
Бета-терапияявляетсятипичнымпримеромнеравномерного облучения. Анализ позволяет установить в ряде случаев значения коэффициентов, характеризующих эту степень неравномерности. Так в случае с ОА 90 Sr + 90 у значение К = 5 и т.д.
Здесь К есть отношение мощностей доз на передней и задней поверхности опухоли.
73
Л.В. Тимофеев
Таблица 3.1.
Количественная оценка дозиметрических и некоторых других параметров методик лучевой терапии
поверхностных неопухолевых заболеваний
№ п/п |
Нозологические формы, вид заболевания |
Радионуклид |
До, сГр/мин |
Др,о сГр |
Дс,о сГр |
Размеры очага поражения |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Трофические язвы, |
204 Tl |
5…10 |
50…75 |
800 |
≤10 2 |
1 |
длительно незажи- |
90Sr |
||||
|
вающие раны |
32P |
|
|
1000 |
15 см |
|
Воспалительные за- |
204 Tl |
|
|
400 |
|
2 |
болевания (кожа) |
|
|
|
||
хирургического про- |
90Sr |
|
40…75 |
500 |
|
|
|
филя |
|
|
|
750 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
204 Tl |
|
|
2000 |
|
3 |
Экземы, нейродер- |
50-100 |
|
3000 |
|
|
миты |
147Р |
|
600- |
|
||
|
|
|
|
|
1000 |
|
4 |
Экземы, нейродер- |
32P |
7 |
|
|
10х10 см2 |
90Sr |
4 |
|
|
|||
|
миты |
204 Tl |
3 |
|
|
|
5 |
Капиллярные ангио- |
204 Tl |
3,3 |
|
|
|
32P |
6,6 |
|
|
|
||
|
мы |
90Sr |
4,2 |
|
|
|
|
Гипертрофи-ческие |
|
|
|
|
Ø 20мм |
6 |
и келоидные рубцы |
90Sr |
|
500 |
3000 |
|
|
кожи (лицо, веки) |
|
|
|
|
и более |
|
Экземы подострые, |
32P |
13-17 |
150-200 |
1600 |
|
7 |
хронические, ограни- |
90Sr |
13-17 |
150-200 |
2400 |
|
|
ченные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
74
//СИГНАЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР//
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ И АТТЕСТАЦИИ БЕТА-ИСТОЧНИКОВ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ
Продолж. сеанса / мин |
Ритм облучения |
Интегр. доза по объему очага |
Тип источника |
Лит. |
Прим. |
|
|
|
|
|
|
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
3…15 |
дробно-протяж., |
0,07- |
Гибкие ап- |
|
Полная эпител. |
несколько суток |
0,1 |
пликаторы |
177 |
у 84-87% за 28 – |
|
|
|
Гр·кг |
|
|
40 сут. |
|
|
0,77- |
|
|
|
|
|
77 |
|
|
|
|
|
мГр·кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10-30 |
|
|
Матерчатые, |
|
|
|
|
гибкие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60-120 |
|
|
Гибкий мате- |
ГНИ |
побледнение |
|
|
риал 10х10 |
РРИ |
||
|
|
|
см2 |
|
|
|
|
|
|
|
Ярославцев Э.Ф. |
|
|
|
|
|
1974, ВМА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гибкие ап- |
|
Методич. Пись- |
|
|
|
|
мо ИБФ, МНИР- |
|
|
|
|
пликаторы |
|
|
|
|
|
|
РИ, ЦКВИ, |
|
|
|
|
органические |
|
|
|
|
|
|
1968г. |
|
|
|
|
|
|
75
Л.В. Тимофеев
Окончание таблицы 3.1.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Экземы подострые, |
32Pm |
13-17 |
250-300 |
20002500 |
|
8 |
хронические, огра- |
204 Tl |
13-17 |
250-300 |
20002500 |
|
|
ниченные |
|
|
|
|
|
|
|
32P |
13- |
250- |
1600 |
|
9 |
Нейродермиты |
90Sr |
17 |
300 |
|
|
ограниченные |
32Pm |
13- |
300- |
2400 |
|
|
|
|
204 Tl |
17 |
340 |
25003000 |
|
10 |
Ангиомы капилляр- |
32P |
5- |
400- |
35004500 |
Ø 5 |
ные (интенсивного |
204 Tl |
8 |
600 |
7-10 см |
||
|
красного цвета) |
|
|
|
|
|
11 |
Поверхностная |
32Pm |
5-10 |
75 |
100-500 |
|
|
форма панарициев |
|
|
|
|
|
|
Хронический |
|
|
|
|
|
12 |
рецидивирующий |
|
|
|
|
|
|
афтозный стоматит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
76
//СИГНАЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР//
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ И АТТЕСТАЦИИ БЕТА-ИСТОЧНИКОВ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
|
|
--//-- |
|
--//-- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
--//-- |
|
--//-- |
|
|
|
|
|
|
5-10 сеанс. |
|
|
Гибкие аппли- |
|
|
|
|
каторы 5х5 и |
|
|
|
ежедн. |
|
|
|
|
|
|
|
10х10 см2 |
|
|
|
2-7 сеанс. |
|
|
Гибкий аппл. |
|
|
|
|
ЭДЭ-10П |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
85% выздор., |
|
|
|
|
|
улучш. |
|
|
|
|
|
|
77
Л.В. Тимофеев
Таблица 3.2.
Рекомендованные методики облучения в оториноларингологии
№ п/п |
Радионуклид |
Заболевание |
Прод.сеанса, мин |
|
|
|
|
|
|
|
147Pm |
Гаймориты (хронические, гнойные, |
дробно- |
|
1 |
Егр=224кэВ |
протя- |
||
катаральные) |
||||
|
Ê=64кэВ |
|
жённый |
|
|
|
|
|
|
|
|
Нарушения функции глоточного устья |
|
|
2 |
90Sr |
слуховой трубы (восп. и гипертр. слиз. |
~ 1 |
|
90Y |
оболочки.Гимерилаз лимфоидной |
4 |
||
|
||||
|
|
ткани) |
|
|
|
90Sr |
Воспалительные заболевания |
|
|
|
90Y |
|
||
3 |
наружного и среднего уха |
|
||
204Tl |
|
|||
|
32P |
(хронический гнойный отит) |
|
|
4 |
90Sr |
Хронические вазомоторные риниты, |
|
|
наружные отиты, средние отиты, хрон. |
|
|||
90Y |
|
|||
|
тонзиллиты |
|
||
|
|
|
||
|
|
|
|
78
//СИГНАЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР//
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ И АТТЕСТАЦИИ БЕТА-ИСТОЧНИКОВ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ
До, сГр/мин |
До, р сГр |
До, с сГр |
Тип источника |
Размер, мм |
Ритм облучения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гибкие |
30х30 |
|
15 |
2 5 … |
200…400 |
(сульф. |
40х40 |
|
70 |
пол., |
Гайморова |
|
||
|
|
|
целлюлоза) |
пазуха |
|
50 |
40 |
200 |
БИСЛ-1 |
Ø=1 |
Интер. 4 дня |
|
200 |
400 |
L=10 |
Через 72 часа |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
40 |
6 0 … |
300…400 |
БИСЛ-2 |
|
|
|
75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6…12 |
60-100 |
|
|
|
2,5… |
50-75 |
1000 |
|
|
|
6,8 |
50-75 |
700-900 |
|
|
|
|
75 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
79