Миопия
Что пит при болях головы с похмелья
01.11.2015, 08:50

Похмелье, последствия пьянки, расстройство желудка после

Отправлено 17 Декабрь 2009 - 21:18

Дистанционная лучевая терапия
Дистанционная лучевая терапия С начала 20-го века и до средины пятидесятых годов для дистанционной лучевой терапии применялось низкоэнергетическое излучение рентгеновских трубок и гамма-излучение радиоактивных изотопов. Установка образцов была не автоматизирована, с применением ручной настройки, энергия рентгеновского излучения была мала для эффективного облучения глубоко лежащих опухолей. Интенсивность природных источников радиационного излучения (радия, урана) была относительно низка. Только после открытия деления урана и создания атомных реакторов после Второй мировой войны удалось получить большое количество различных изотопов, обеспечивающих высокую интенсивность гамма-излучения. В конце 1951 года в Канаде было запущено первое устройство для дистанционной лучевой терапии с источником Кобальт-60 под названием «Eldorado A». Аппарат был сделан в канадской кампании (современное её название MDS Nordion), которая и сейчас является ведущим поставщиком кобальтовых аппаратов для дистанционной лучевой терапии (гамма терапевтических аппаратов). Уже в 1953 году был выпущен первый в США такой аппарат, который имел почти все элементы современных кобальтовых аппаратов представлен современный кобальтовый аппарат серии Theratron фирмы MDS Nordion).
С использованием таких же технических решений в Советском Союзе была выпущена большая серия кобальтовых аппаратов типа «Рокус» и «Агат» – этими гамма терапевтическими аппаратами в основном оснащены и по сей день большинство отделений дистанционной лучевой терапии в странах СНГ и в нашей стране в частности.
В головке аппарата (в верхней части) находится изотопный источник гамма излучения Со-60 (кобальт-60). Он излучает гамма-кванты двух близких энергий – 1.17 МэВ (мегаэлектронвольт) и 1.33 МэВ. В обычном состоянии источник находится в защитном чехле из тяжелых металлов, которые эффективно задерживают гамма-лучи. В рабочем положении источник выдвигается в открытое состояние и пучок гамма-квантов, который формируется коллиматором из свинца (иногда других тяжелых металлов, например вольфрама) в «квадратный» или «прямоугольный» - т.е. на поверхности стола, на котором лежит пациент радиационное поле имеет форму квадрата или прямоугольника. Рабочая головка может вращаться вокруг пациента, лежащего на столе (на рис. 2, аппараты находятся с рабочими головками под разными углами). Если предварительно выставляется определенный угол облучения, то такой режим называется статическим. Облучая под разными углами можно обеспечить многопольное облучение. Если головка с противовесом с другой стороны (эту конструкцию часто называют гантри или гэнтри – калька с английского слова «gantry») вращается во время облучения, такое облучение называют ротационным (динамическим). Стол также может двигаться – вдоль, поперек и поворачиваться под углами (диапазон возможностей и точность зависят от конкретного исполнения). В 50-е – 70-е годы прошлого столетия (а в нашей стране и до сих пор) кобальтовые аппараты дистанционной лучевой терапии стали основными «рабочими лошадками» врача - лучевого терапевта.
Кобальтовые аппараты имеют ряд существенных недостатков:
1) Трудно обеспечить высокоинтенсивное излучение из «точечного» источника. При большой интенсивности размеры источника были больше нескольких миллиметров, что не позволяло эффективно формировать узкие пучки. При малом размере источника недостаточная интенсивность источника приводит к необходимости длительного облучения пациента в одном сеансе (больше одной минуты). Для тяжелых больных трудно находиться в одном (часто неудобном для них) положении долго, усложняются процедуры фиксации пациента для облучения.
2) Относительно низкая энергия излучения усложняет доступ до глубоко лежащих опухолей. Кроме того, что она низкая, её невозможно менять, подстраиваясь под глубину залегания опухоли.
3) Период полураспада Со-60 чуть более пяти лет. Это означает, что интенсивность излучения источника через пять лет упадет в два раза, через десять лет – в четыре раза. При этом возможны только два варианта – пропорционально увеличить время облучения пациента (и так не малое) или произвести замену источника – установить новый более интенсивный. Поэтому для кобальтовых аппаратов раз в несколько лет необходимо менять источник – это дорогостоящая и сложная операция (с четом всех настроек и калибровок).
4) В независимости от того работает или нет аппарат, он всегда остается носителем мощного источника радиоактивного излучения, который может нести потенциальную опасность при пожарах, кражах, тяжелых авариях.
Все эти недостатки заставили ученых искать альтернативные источники для лучевой терапии. И такие источники были найдены. Были созданы компактные ускорители электронов, которые позволили преодолеть все основные недостатки кобальтовых аппаратов. В 40-е – 60-е годы еще шла конкуренция между различными типами ускорителей электронов для медицинского применения – бетатронами, микротронами, линейными ускорителями разных типов. В последние 30 лет линейные ускорители электронов вытеснили другие типы ускорителей и стали основными аппаратами дистанционной лучевой терапии во всех развитых странах (к сожалению, не в нашей стране). Количество линейных ускорителей электронов во всем мире исчисляется многими тысячами, по некоторым оценкам в 2002 году во всем мире насчитывалось более 7500 медицинских ускорителей. Только один крупнейший производитель медицинских ускорителей фирма Varian (сейчас Varian Medical Systems) выпустила к 1999 году более 3200 линейных ускорителей.
С физической точки зрения линейный ускоритель позволяет ускорить электроны до энергий несколько МэВ. При этом можно обеспечить большой ток пучка электронов, которые направляются на мишень из тяжелого металла. В результате взаимодействия электронов (изменения их скорости движения) с ядрами атомов мишени образуется так называемое тормозное излучение – часть энергии электрона передается тормозному гамма-кванту, который излучается этим электроном при его ускорении (торможении) в поле ядра атома мишени. Энергия гамма квантов может быть любой вплоть до энергии электрона. Но большая часть гамма-квантов имеет энергию, заметно меньшую от максимальной. Мощность гамма излучения ускорителя в несколько раз выше по сравнению с кобальтовыми аппаратами. Энергию электронов (а значит и гамма-квантов) можно выбирать из ограниченного набора. Как правило это одна энергия 4 или 6 МеВ (иногда 10 МэВ) для лечения большинства локализаций и в некоторых моделях есть возможность использовать высокоэнергетическое гамма излучение, как правило 18 МэВ (иногда 15, 23 МэВ или выше). Также Линейные ускорители (в отличие от кобальтовых аппаратов) могут использоваться для лечения электронами. При этом используются менее интенсивные пучки электронов, которые направляются не на мишень, а через тонкую стенку, отделяющую вакуумированное пространство ускорительной части от внешней среды, выпускаются наружу и после коллимации используются для облучения пациентов. Для эффективного лечения электронными пучками энергии электронов можно выбирать из достаточно широкого набора с небольшим шагом. Существенное преимущество ускорителей перед кобальтовыми аппаратами – в неработающем положении они абсолютно безопасны и не имеют мощных изотопных радиоактивных источников. Также отсутствует проблема распада источника со временем. Впервые ускоритель для лечения онкологических больных был применен в 1937 году в госпитале St. Bartholomew’s Hospital в Лондоне. Использовались гамма-кванты с энергией 1 МэВ, которые получались при ускорении электронов в сдвоенном ускорителе прямого действия (каждая половина имела напряжение 500 кВ), сама рентгеновская трубка, в которой ускорялись и потом тормозились электроны, достигала почти 10 метров. В 1953 году первый промышленный линейный ускоритель для медицинских целей был разработан и построен фирмой Metropolitan-Vickers (Met-Vic). К средине 50-х годов во всем мире было инсталлировано не более десяти линейных медицинских ускорителей, которые имели значительные габариты, ограниченные возможности по пространственному перемещению и целый ряд других недостатков.
Создание компактных линейных ускорителей электронов стало возможно после создания братьями Вариан (Russell and Sigurd Varian) в 1937 году клистрона – очень мощного генератора высокочастотного поля. В начале 50-х годов прошлого столетия глава отделения радиологии знаменитого Стэнфордского университета Генри Каплан (Henry Kaplan) предложил стэнфордскому физику Эдварду Гинзтону (Edward Ginzton) (в будущем одному из основателей компании Varian) использовать идеи линейного ускорителя на основе клистрона, которые в то время широко использовались в научных исследованиях по физике высоких энергий, для построения генератора интенсивного гамма-излучения с целью лечения онкологических заболеваний. Пришлось преодолеть значительное количество технических препятствий. Но в результате в 1960 году фирма Varian создала первый линейный ускоритель для медицинских целей «Clinac 6» с полностью вращающимся на 360 градусов гэнтри (он был впервые инсталирован в 1962 году в UCLA Medical Center). Энергия гамма лучей ускорителя составляла 6 МэВ. Но этот вариант еще был дорог и не очень эффективен. В 1968 Varian выпустила ускоритель «Clinac 6», в котором применялось ускорение с использованием стоячей волны. Впервые удалось создать компактный ускоритель, который по удобству использования, размеру и цене стал конкурентоспособным в сравнении с кобальтовыми аппаратами и ускорителями других типов. С этого времени началось победное шествие линейных медицинских ускорителей по всему миру.
Устройство современных медицинских ускорителей достаточно сложное. Из источника электронов испускается интенсивный низкоэнергетический пучок электронов, далее он ускоряется до необходимой энергии в ускоряющем волноводе, в который подается высокочастотная энергия (высокочастотное поле с частотой порядка 3 ГГц) от клистрона или магнетрона (генераторов такого поля). В волноводе образуется стоячая высокочастотная волна, в поле которой и ускоряются электроны до световых скоростей и мегавольтовых энергий. После этого в отклоняющем магните пучок ускоренных электронов разворачивается на 900 (реально на 2700) и перпендикулярно направляется на тормозную мишень (закрашена оранжевым цветом на рисунке) для формирования пучка тормозных гамма-квантов. Если необходимо облучение электронным пучком, тормозная мишень убирается и наружу выходит пучок электронов.
Сначала поля облучения на выходе из ускорителя формировались прямоугольной формы. Для формирования поля сложной формы в 70-е годы прошлого столетия использовали различные защитные блоки из тяжелых металлов. Форма этих блоков подбиралась индивидуально под каждого больного, чтобы максимально защитить здоровые органы от облучения. Были созданы даже мини лаборатории по выплавке блоков под каждого больного с учетом локализации опухоли. И хотя такие средства повышают качество лечения больных и уменьшают тяжесть побочных эффектов облучения, но сложность и высокие трудозатраты при формировании индивидуальных защитных блоков ограничивали эффективность таких методик. С начала 80-х годов в лечебную практику стали внедряться специализированные системы коллиматоров с механизировано изменяемой формой – многолепестковые коллиматоры (multileaf collimator - MLC).
Коллиматор состоит из множества тонких пластин, плотно прилегающих друг к другу. Пластины сделаны из тяжелого металла, хорошо поглощающего гамма-излучение. Каждая пластина может независимо передвигаться под управлением компьютера. Компьютерная программа с учетом локализации опухоли и здоровых органов формирует на основе управляющих заданий лечащего персонала последовательность и величину передвижения каждого лепестка в коллиматоре. В результате формируется индивидуальный коллиматор, который обеспечивает оптимальное поле облучение для каждого больного с каждого направления облучения. Такое решение резко упростило работу врачей и уменьшило трудозатраты – сейчас ни один современный медицинский ускоритель не поставляется без многолепесткового коллиматора, который устанавливается либо как основной, либо как дополнительный к коллиматору, формирующему прямоугольные поля. Одновременно с начала 80-х годов начали бурно развиваться компьютерная техника и получение томографических (объемных – 3D) изображений с помощью рентгеновских компьютерных томографов (CT), а позже – томографов на основе ядерно-магнитного резонанса (MRT).
Все эти достижения позволили развить новое направление в лучевой терапии – конформную лучевую терапию (conformal radiotherapy - CRT). Под словом конформная подразумевается возможность формирования поля облучения подстраиваемого под локализацию опухоли. Т.е. зона повышенных доз стала более приближенной по форме к опухоли, при этом уменьшилась нагрузка на здоровые органы и появилась возможность увеличения дозовой нагрузки на раковые клетки. Последовательность лечения теперь состоит из таких важных ступеней. На компьютерных томографах получают 3D изображение областей, в которых предполагается наличие злокачественных образований. Врач локализует области опухоли и критические области здоровых тканей, определяет необходимый диапазон доз, который надо довести для каждой области. Дальше с помощью мощных компьютерных программ проводится планирование доз (прямое или инверсное), которые получит пациент при облучении. При прямом методе планирования задается интенсивность и форма падающих пучков - а полученные дозы симулируются с помощью численных алгоритмов. Путем последовательного перебора и приближения подбирают вручную или полуавтоматически такие характеристики пучков, при которых распределение дозовых полей будет максимально приближаться к заданному. При инверсном планировании человеком задается желаемое распределение доз, а программный алгоритм самостоятельно (или с ограниченной помощью человека) находит решение – оптимальные характеристики пучков. Инверсное планирование более удобно и эффективно, но сложнее с точки зрения математической реализации, потому такие методы стали появляться позже, после достижения современными компьютерами достаточной мощности. После симуляционного планирования проводится облучение с использованием рассчитанных характеристик пучков. При этом пациент должен находится в таком же положении как и при снятии томограмм или необходимо иметь несколько реперных точек на теле больного для совмещения системы координат томографических изображений и линейного ускорителя. Такое совмещение облегчается тем, что и в современных томографах и на линейных ускорителях используют высокоточные системы лазерного и механического позиционирования, которые обеспечивают точность до 2 мм. Дальнейшим развитием конформной лучевой терапии стала так называемая IMRT терапия – лучевая терапия с модулированным по интенсивности пучком (Intensity-Modulated Radiation Therapy). Она отличается от конформной лучевой терапии только более усложненным подходом – с разных углов облучения интенсивности пучков могут изменяться (благодаря изменению формы многолепесткового коллиматора). При этом с одной стороны расширяются возможности по формированию дозового поля максимально близкого по форме к опухоли, с другой стороны компьютерные расчеты заметно усложняются. Потому IMRT терапия стала широко внедряться в лечебную практику относительно недавно – начиная с 90-х годов и по сей день.
Последние годы активно развивается новое направление дистанционной лучевой терапии – 4-х мерная конформная лучевая терапия (4D CRT) или другое название - лучевая терапия под визуальным контролем (image guided radiotherapy - IGRT). Еще 10-15 лет назад при использовании CRT и IMRT было замечено, что при некоторых локализациях (легкие, кишечник, простата, некоторые другие внутренние органы) расположение опухоли может заметно изменяться даже при надежной внешней фиксации пациента. Причиной этого были движения тела пациента, связанные с дыханием, естественными неконтролируемыми процессами в кишечнике, системе мочеиспускания. Также при фракционном облучении тучные пациенты в течение серии облучений могли сильно худеть – при этом тоже изменялось расположение всех органов относительно внешних меток. Потому на современном этапе на медицинских ускорителях активно внедряются устройства оперативного получения изображения облучаемых участков пациентов. В качестве устройств изображения могут выступать дополнительные рентгеновские аппараты – трубка находится с одной стороны пациента на гэнтри, а устройство получения электронного изображения (сейчас наибольшее распространение получили различные типы полупроводниковых рентгеночувствительных матриц) находится с противоположной стороны.
Иногда используют излучение самого ускорителя при меньших дозах для получения изображения, но качество такого изображения заметно хуже. Также могут использовать ультразвуковые устройства и другие аппараты, контролирующие вживленные или зафиксированные жестко на теле пациентов контрастные метки. При рентгеновской съемке часто метки даже не обязательны – можно использовать привязку к особенностям костной структуры пациента (сравнивая ее с томографическими снимками).
В арсенале тройки основных производителей медицинских линейных ускорителей (Varian, Siemens, Elekta(Philips)) есть решения, которые поддерживают выполнение всех основных новых методик лучевой терапии и которые очень сложно или невозможно выполнить с использованием кобальтовых гамма терапевтических аппаратов. За последние годы появился целый ряд новых молодых инновационных фирм, которые развивают новые методики и конструкции ускорительных комплексов лучевой терапии - Nomos Corp. (Peacock система для IMRT), компания BrainLab (системы серии Novalis для радиационной хирургии), Radionics (XKnife™ RT система для радиационной хирургии), фирма Accuray (CyberKnife система для высокоточной радиационной хирургии).
С развитием технологий и компьютерной техники стало возможным выполнение на линейных ускорителях не только радиотерапевтических процедур, но и отработка стереотактических (стереотаксических) методик радиационной хирургии.

«Врут все, но это не имеет значения, потому что никто никого не слушает»

Источник: http://www.airmed.com.ua/forum/index.php?showtopic...