опромінення в онкології, променева терапія при раку

Радіаційна онкологія (інтервенційна радіологія) – область медицини, у якій досліджується застосування іонізуючого випромінювання на лікування онкологічних захворювань. Загалом метод можна описати так. Корпускулярне або хвильове випромінювання спрямовується на уражену пухлиною ділянку тіла з метою видалити злоякісні клітини з мінімальним ушкодженням навколишніх здорових тканин. Опромінення є одним із трьох основних методів боротьби з раком, поряд з хірургією та хіміотерапією.

Класифікація методів радіаційної онкології

По-перше, слід виділити різні типи випромінювання.

α-частки,
протонні пучки,
β-частки,
електронні пучки,
π-мезони,
нейтронне випромінювання.

γ-випромінювання,
гальмівне рентгенівське випромінювання.

По-друге, існують різні способи його підведення.

В даний час область застосування брахітерапії як самостійного або допоміжного методу розширюється, з'являються нові методики, наприклад, SIRT-терапія.

Зовнішнє (дистанційне) опромінення:

При такій дії випромінювач знаходиться на відстані від області, що містить злоякісне утворення. Метод є найбільш універсальним, однак, і найскладнішим у втіленні. Розвиток цього напряму онкології має тісний зв'язок із науково-технічним прогресом. Перші значні досягнення асоціюються з винаходом та впровадженням кобальтової радіотерапії (1950-ті рр.). Наступний етап ознаменований створенням лінійного прискорювача. Подальший розвиток зумовлено впровадженням комп'ютерних технологій та різних методів модуляції (зміни характеристик пучка). У цьому напрямі було зроблено безліч нововведень, серед яких:

тривимірна конформна променева терапія (3DCRT),
радіотерапія з модуляцією інтенсивності (IMRT),
поява радіохірургії (використання вузьких пучків високої інтенсивності),
технології, що поєднують використання 3D/4D моделювання та модуляцію інтенсивності (наприклад, RapidArc).

Сучасні установки для проведення радіотерапії - найскладніші та найдорожчі пристрої, що поєднують досягнення інженерії з багатьох технологічних областей. На сьогоднішній день можна виділити дві області дистанційного опромінення.

Променева терапія . Із самого початку радіаційна онкологія розвивалася саме в цьому напрямку: променева терапія передбачає використання широких пучків іонізуючого випромінювання. Проведення традиційної ЛТ зазвичай відбувається у кілька сеансів. Зараз існує безліч реалізацій цього підходу: техніка опромінення постійно вдосконалюється і згодом зазнала безліч змін. Зараз ЛТ є одним із найпоширеніших способів лікування раку. Застосовується для багатьох видів пухлин та стадій: або як самостійний метод терапії, або у поєднанні з іншими (наприклад, радіохіміотерапія). Також ЛТ використовують у паліативних цілях.
Радіохірургія. Порівняно новий напрямок інтервенційної радіології, який характеризується застосуванням вузькоспрямованого опромінення підвищеної інтенсивності. Процедура проходить за менше сеансів у порівнянні з ЛТ. Поки область застосування радіохірургії обмежена і мала, порівняно з променевою терапією. Однак напрямок активно розвивається та прогресує. Найбільш популярні установки: "Кібер-ніж" та його попередники "Гамма-ніж", "LINAC".

Вплив опромінення

Процеси, що виникають у клітинах під опроміненнямвкрай складні, відбуваються численні морфологічні та функціональні зміни тканин. Початком цих процесів є іонізація і збудження атомів і молекул, що становлять клітини. Ми не ставимо за мету докладний опис цих процесів, тому наведемо лише кілька прикладів.

Позитивний ефект опромінення полягає у порушенні процесів саморегуляції у злоякісних клітинах, що з часом призводить до їх смерті. В результаті руйнування структури ДНК ракових клітин вони втрачають здатність до поділу. Опромінення руйнує судини пухлини, порушується її харчування.

Негативний ефект полягає в тому, що зміни можуть відбуватися і у здорових клітинах. Це призводить до променевих ускладнень, які поділяються на дві групи.

Променеві реакції. Порушення тимчасові та проходять після певного часу (до кількох тижнів).
Променеві ушкодження. Незворотні наслідки опромінення.

Кожен вид клітин має свої показники радіочутливості, тобто зміни в клітинах починаються при певному співвідношенні частоти, типу, інтенсивності та тривалості випромінювання. Принципово будь-яку пухлину можна знищити впливом випромінювання, проте при цьому будуть пошкоджені і здорові клітини. Основне завдання раціаційної онкології – підібрати оптимальний баланс між корисною дією опромінення та мінімізацією ризику ускладнень.

Більш детально найбільш характерні побічні ефекти та особливості проведення опромінення розглянуті для конкретних видів онкологічних захворювань, до яких застосовується променева терапія. Дивіться такі матеріали

Мінімізація ускладнень

З моменту зародження області радіаційна онкологія розвивається у напрямку мінімізації побічних ефектів. На цьому шляхурозроблено безліч нововведень. Розглянемо основні прийоми, які використовуються фахівцями зменшення ризику пошкодження здорових тканин.

Рентгенівський діапазон

Високоінтенсивне рентгенівське випромінювання дозволяє впливати на глибокі тканини, при цьому слабо ушкоджуючи поверхневі: промінь проходить через шкіру, майже не втрачаючи на ній енергії. Підбором оптимальної інтенсивності область основного впливу переноситься на необхідну глибину, у результаті здорові клітини припадає невелика доза радіації, зникає ймовірність отримання опіку на шкірі.

В даний час рентген використовується в абсолютній більшості установок, проте це не єдиний вид випромінювання, що застосовується в інтервенційній радіології: широкі перспективи відкриває, наприклад, протонна терапія.

Точне підведення

Першочергове завдання полягає в точному визначенні розташування пухлини. Часто доводиться видаляти не чітко відокремлене новоутворення, а залишки пухлини після проведеної операції, можливі осередки метастазування, які можуть бути множинними, важко помітними та мати безладне розташування. Для визначення їх розташування використовуються всі доступні засоби: МРТ, комп'ютерна томографія, ПЕТ-КТ, протокол проведеної операції. Також потрібні достовірні знання про властивості оточуючих такнів: необхідно визначити, де можуть утворитися нові пухлинні осередки та запобігти цьому процесу.

Сьогодні використання комп'ютерної моделі пухлинного процесу стало золотим стандартом для проведення ЛТ та радіохірургії: за такими моделями розраховується стратегія опромінення. У Кібер-ножі, наприклад, для цього використовується суперкомп'ютерне обчислення.

Чималі зусилля спрямовані і на дотримання підсумкової точностіопромінення: реальне становище пацієнта може відрізнятися від того, в якому проводилося побудова моделі, тому потрібні або методики відтворення положення або корекції напряму опромінення.

Методи фіксації. Нерідко променева терапія триває 30-40 курсів, і при цьому необхідно дотримуватися точності в межах половини сантиметра. З цією метою використовуються різні методи фіксації становища пацієнта.
Респіраторний контроль Істотну складність представляє опромінення рухомих органів: нині розроблено кілька методик, що дозволяють відстежувати дихання пацієнта і, чи коригувати напрямок впливу, чи призупиняти його до повернення допустимий діапазон положень.

Опромінення під різними кутами

За винятком рідкісних випадків, коли зміна кута, під яким спрямовується промінь, неможлива, цей спосіб обов'язково застосовується. Такий прийом дозволяє рівномірно розподілити побічний вплив та знизити загальну дозу, що припадає на одиницю об'єму здорової тканини. Більшість установок можуть обертати лінійний прискорювач по колу (2D обертання), деякі установки дозволяють здійснювати просторові обертання/переміщення (не тільки по одній осі).

Фракціонування

Необхідно якомога точніше визначити властивості здорових та ракових клітин, що підпадають під вплив та виявити відмінності в радіочутливості. Інтенсивність і тип об-ния підбираються індивідуально кожному за випадку, завдяки цьому вдається оптимізувати ефективність терапії.

Крім напряму впливу, у пучка є дві важливі характеристики поперечного перерізу: форма та розподіл інтенсивності. За рахунок зміни форми пучка можна запобігти впливу на здорові органи з високоюрадіочутливістю. За рахунок розподілу інтенсивності - знизити дозу радіації для прикордонних з пухлиною тканин і, навпаки, підвищити для пухлинного вогнища.

Подібні прийоми застосовуються з 90-х років. коли було винайдено технологію модуляції інтенсивності. Спочатку пристрої дозволяли використання лише декількох (1-7) напрямів опромінення (для кожного з яких розраховувалися заздалегідь оптимальні характеристики пучка) в ході одного сеансу. Зараз з'явилися багатопелюсткові коліматори (пристрій, що формує форму пучка), які можуть швидко відтворювати різні профілі, встигаючи за обертання лінійного прискорювача. Завдяки цьому з'явилася можливість проводити в ході одного сеансу опромінення по необмежену кількість напрямків (технологія RapidArc), що дозволяє майже на порядок скоротити тривалість терапії.