Текст
                    ББК 53.6я73
615.5
М60
УДК 615.849(075.8)
Милько В. И., Лазарь А. Ф., Назимок Н. Ф.
Медицинская радиология: Учебник.— Киев: Вища школа.
Головное изд-во, 1980.—280 с. 50100.4111000000.
Изложены вопросы радиобиологии, дозиметрии
ионизирующих излучений и их использование для
диагностики и лечения, биологическое действие проникающих
излучений, предупреждение и клиника радиационных
поражений.
Вопросы радиоизотопной диагностики
систематизированы и изложены поорга.чно. Впервые описаны Т-камерный
метод исследования и диагностика in vitro.
Наряду с традиционными методами лучевой терапии
приведены методики использования корпускулярных
излучений высоких энергий. Анатомические термины даны по
Парижской анатомической номенклатуре (1965 г.),
гистологические— согласно Токийской гистологической
номенклатуре (1975 г.), единицы —в соответствии с
Международной системой единиц (СИ) и стандартом СЭВ СТ СЭВ
1052—78.
Для студентов медицинских институтов и врачей.
Табл. 22. Ил. 135. Список лит.: 66 назв.
Рецензенты: проф. А. Н. Кишковский,
проф. В. И. Ветощук
Редакция литературы по медицине и физической
культуре
Зав. редакцией А. В. Федотов
«ЙЙ»*"- «"«-«"
QA Издательское объединение «Вища школа», 1980


ВВЕДЕНИЕ В постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О дальнейшем развитии высшей школы и повышении качестио полготовки специалистов» (1979 г.) отмечается, что высшая школа оказывает всевозрастающее влияние на ускорение научно-технического прогресса, дальнейший рост культуры народа и духовного богатства социалистического общества. Указывается, что главное внимание высшей школы должно быть сосредоточено на всестороннем улучшении качества профессиональной подготовки и идейно-политического воспитания специалистов, подчеркивается необходимость постоянного совершенствования учебных планов и программ, более полного отражения новейших достижений науки и передового опыта, рекомендуется принять меры по более полному обеспечению студентов вузов высококачественными учебниками и учебными пособиями. Руководствуясь постановлением, авторы стремились осветить последние достижения науки и практики здравоохранения в области медицинской радиологии. Медицинская радиология — это наука о влиянии ионизирующего излучения на организм человека, применении его для диагностики и лечения различных заболеваний. Она базируется на радиобиологии, которая изучает природу и механизмы радиационных и радиобиологических эффектов на клеточном и молекулярном уровнях. Сейчас трудно рационально использовать ионизирующее излучение без знания математики, физики, химии, так как все вопросы дозиметрии ионизирующих излучений, активности радиоактивных веществ, использования сложных радиоэлектронных приборов и ускорителей элементарных частиц невозможно решать без знания указанных точных наук. Для грамотного и рационального использования ионизирующих излучений в диагностике и лечении врач должен хорошо знать сущность физиологических и патологических процессов в организме, клиническую картину заболеваний. Медицинская радиология включает пять разделов: а) радиобиологию; б) радиоизотопную диагностику; в) лучевую терапию; г) клинику и терапию лучевых поражений; д) радиационную гигиену. Студенты на кафедре рентгенологии и радиологии изучают четыре первых раздела, а радиационную гигиену — на кафедре обЩей гигиены.
Развитие медицинской радиологии как научной дисциплины началось в конце прошлого столетия. В 189г> г. Вильгельм Конрад Рентген открыл новое излучение, названное его именем — рентгеновское. В 1896 г. Анри Беккерель открыл естественную радиоактивность. В изучение влияния на организм ионизирующих излучений значительный вклад внесли отечественные ученые И. Р. Тарханов, Б. С. Лондон, М. О. Жуковский и др. Результаты исследований влияния ионизирующего излучения на бчосуб- страт — клетки, ткани, органы, системы и организм в целом —■ послужили предпосылкой к применению ионизирующего излучения для диагностики и лечения ряда заболеваний. Большое значение в развитии радиодиагностики и терапии имело открытие Ирен и Фридериком Жолио-Кюри в 1934 г. искусственной радиоактивности . Сейчас промышленность нашей страны производит большое количество радиоактивных изотопов и меченых соединений, которые с успехом применяются в лучевой терапии и радиоизотопной диагностике. Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О мерах по дальнейшему улучшению народного здравоохранения» (1977 г.) предусматривает разработку эффективных средств, методов профилактики, диагностики и лечения распространенных заболеваний, внедрение в практику достижений медицинской науки. В связи с этим авторы изложили на современном научном уровне наиболее важные разделы медицинской радиологии, предусмотренные учебными планами для студентов медицинских вузов. Авторы будут признательны читателям, высказавшим критические замечания и пожелания по данному учебнику. Мы благодарим сотрудников кафедры рентгенологии и радиологии Киевского ордена Трудового Красного Знамени медицинского института имени акад. А. А. Богомольца Н. И. Москаленко, Р. П. Матюшко, Л. П. Добровольскую за помощь в оформлении книги.
Глава 1 основы ядерной физики СТРОЕНИЕ АТОМА Приоритет в изучении структуры атома принадлежит Э. Ре- зерфорду (1911). Наблюдая рассеяние ос-частин, проходящих через очень тонкие металлические пластинки, он допустил, что внутри атома находится положительно заряженное компактное ядро, в котором сосредоточена почти вся масса атома, а вокруг него по различным орбитам вращаются отрицательно заряженные электроны. Энергетический уровень орбит, на которых распределяются электроны атома, возрастает в направлении удаления от ядра. Орбиты обозначаются буквами К, L, М, N и т. д. На орбите, характеризуемой главным квантовым числом п, может находиться не более 2гг электронов, т. е. на первой орбите (К) не более двух электронов, иа второй (L) — не более восьми и т. д. Согласно гипотезе Н. Бора (1913), при поглощении энергии атомом возникает излучение вследствие перехода электрона с более удаленной от ядра орбиты на более близкую. Разность энергий двух уровней (например К и L) возрастает пропорционально заряду ядра атома, т. е. квадрату порядкового номера в таблице Менделеева; следовательно, по этому же закону быстро возрастает и частота (энергия) излучения. Такие переходы в атомах с достаточно большим порядковым номером сопровождаются образованием рентгеновского излучения. В соответствии с этим правилом, если ускоренные в электрическом поле высокого напряжения вакуумной (рентгеновской) трубки электроны вырвут из атома анода один из близлежащих к ядру электронов с малым энергетическим уровнем, его место занимает электрон с большим энергетическим уровнем и вследствие этого испускается рентгеновское излучение с дискретным спектром, характерным для материала анода, названное характеристическим. Рентгеновское излучение, возникающее при торможении электронов с высокой энергией в электрическом поле ядер атомов анода, имеет непрерывный спектр и называется тормозным. По мере увеличения напряжения иа рентгеновской трубке и атомного номера вещества, из которого состоит анод, возрастает энергия тормозного и характеристического излучения. Ядро атома состоит из протонов, нейтронов и других элементарных частиц, удерживающихся вместе благодаря ядерным силам сцепления, которые гораздо больше кулоновских сил отталкивания одноименно заряженных частиц, цо действуют лишь на
очень малых расстояниях. Именно вследствие этого ядра атомов тяжелых элементов менее стойки и чаще подвергаются самопроизвольному распаду. Протон — положительно заряженная элементарная частица с массой 1,008 атомных единиц массы (1,6724 • 10 ~ы г) и зарядом + 1. Нейтрон — электронейтральная элементарная частица с массой покоя, равной примерно 1,009 атомных единиц массы. Нейтроны распадаются на протоны и электроны с периодом полураспада приблизительно 12 мин. При изучении взаимодействия частиц кроме электромагнитных обнаружены еще очень слабые и сильные взаимодействия, которые проявлялись только на очень малых расстояниях. В соответствии с силой этих взаимодействий все частицы были разделены на легкие (электрон, мюон, нейтрино) и тяжелые (протон, нейтрон, гиперон и др.). С развитием ускорительной техники было показано, что только легкие частицы являются элементарными, а множество тяжелых частиц состоит из более простых, которые отличаются друг от друга массой, зарядом, временем жизни и угловым моментом вращения (спином). Они были названы кварками. При приближенных расчетах масса протона и нейтрона округляется до единины. Масса ядра равна сумме масс составляющих его протонов и нейтронов. Массовое число любого химического элемента представляет собой сумму масс протонов и нейтронов и обозначается буквой Л; массой электронов пренебрегают. А - г + N, где г — число протонов, или атомный номер; ЛА — число нейтронов в ядре. Электрон — элементарная частица с массой покоя, равной 1/1836 части массы протона и зарядом —1. Позитрон — элементарная частица, масса которой равна массе электрона, а заряд -f-1- Вначале в космических лучах, а затем с помощью ускорителей заряженных частиц открыто около тысячи различных короткожи- вущих элементарных частиц. Гиперон — тяжелая частица с массой больше, чем у протона, распадается на более легкие элементарные частицы. Мезон — элементарная частица с массой, промежуточной между массой протона и электрона, несет на себе положительный или отрицательный заряд. Она неустойчива, распадается на другие элементарные частицы. Нейтрино и антинейтрино (маленький нейтрон) — электро- нейгральиая частица с массой покоя, приближающейся к нулю. Числу протонов в ядре соответствует количество электронов на орбитах, и в целом атом электронейтрален. Если из атома уда- 6
лить электрон, он превращается в положительно заряженный ион. Если электрону сообщить энергию, недостаточную для его выбивания за пределы атома, он переходит на более высокий энергетический уровень и такой атом становится возбужденным. В ионизированном и возбужденном состоянии атом может существовать десятитысячные доли секунды. Число протонов в ядре и соответствующее им число электронов в нейтральном атоме характерно для данного химического элемента и равно сто порядковому номеру в периодической таблице Менделеева. Количество нейтронов в ядре атома представляется разностью между атомной массой и количеством протонов. Число нейтронов в ядре данного элемента может быть различным. Такие разновидности атомов одного и того же элемента, отличающиеся по числу нейтронов, называются изотопами. Изотопы имеют одинаковые химические свойства, но могут резко отличаться по физическим свойствам. У многих изотопов ядра атомов нестойки, они распадаются с выделением излучений. Такие изотопы называются радиоактивными. ЕСТЕСТВЕННАЯ И ИСКУССТВЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ —" Радиоактивность — это. способность ядер атомов некоторых химических элементов самопроизвольно превращаться в ядра других химических элементов с выделением энергии в виде излучений. Естественно радиоактивными называются вещества, существующие в природе, а искусственно радиоактивными — приобретшие это свойство искусственно. Явление радиоактивности было открыто в 1896 г. французским физиком А. Беккерелем при изучении фосфоресценции солей урана. При спонтанном, не зависящем от внешних причин, распаде солей урана испускались лучи, сходные с рентгеновскими: они проникали через непрозрачные вещества, засвечивали фотобумагу, ионизировали газы, воздействовали на живую ткань. В 1898г. Мария Склодовская-Кюри открыла радиоактивность тория. Она показала также, что урановая руда обладает большей радиоактивностью по сравнению с чистым ураном. Мария и Пьер Кюри высказали предположение, что соли урана содержат примеси других радиоактивных веществ, ими оказались полоний и радий. Излучения естественно радиоактивных элементов, как показал английский физик Э. Резерфорд (1911), имеют различные физические свойства. Часть лучей в электрическом поле отклоняется к отрицательно заряженному проводнику, что свидетельствует об их положительном заряде; их назвали а-лучами. Другая часть лучей отклонялась к положительно заряженному проводнику. Эти отрицательно заряженные лучи получили название (3-лучей. •электронейтральные лучи, которые не отклонялись в электрическом поле, были названы у-лучами. 7
Изучение сущности естественного радиоактивного распада привело Э. Резерфорда к заключению о возможности искусственного расщепления ядер. В 1919 г. при бомбардировке а-частицами ядра атома азота он выбил из него положительно заряженную частицу — протон. При этом образовался новый химический элемент — кислород. В 1932 г. появились данные о существовании в ядре атомов наряду с протонами аналогичных им по величине нейтронов. Советские физики Д. Д. ИЕаненко, Е. Г. Гапон и немецкий физик Гольдхабер разработали теорию о протоппо-нейтронном строении ядра атома. Английский физик Chadwick в 1933 г. открыл нейтрон. Ирен и Фредерик Жолио-Кюри при бомбардировке а-частицами алюминия, бора, магния наряду с нейтронами получили позитрон. Причем позитроны испускались и после прекращения облучения алюминия, т. е. впервые были получены радиоактивные элементы искусственным путем. 13А1 -г 2ос -»- о« -I- 15^ -> е+ + иЬь Первый генератор нейтронов, которые образовывались в ускорителе тяжелых заряженных частиц (циклотроне), сконструировал в 1936 г. Laurence. В 1940 г. советские физики Г. Н. Флеров и К. А. Петржак открыли явление самопроизвольного деления ядер урана на крупные осколки с выделением 2- -3 свободных нейтронов, которые, в свою очередь, вызывали деление других ядер с высвобождением новых нейтронов и т. д. Показана возможность цепной реакции, которая могла быть использована для облучения нейтронами стабильных химических элементов и превращения их в радиоактивные. В противоположность а-частицам нейтроны, будучи электронейтральными, легко внедряются в ядра атомов, переводя их в возбужденное состояние. В 1942 г. в США итальянский физик Э. Ферми впервые получил цепную реакцию на практике, создав работающий атомный реактор. Ко времени второй мировой войны относится разработка первых образцов атомного оружия. Его применили США в 1945 г. при бомбардировке японских городов Хиросима и Нагасаки. В 1954 г. в СССР началась промышленная эксплуатация первой в мире атомной электростанции. Благодаря созданию атомных реакторов и мощных ускорителей заряженных частиц в настоящее время получены радиоактивные изотопы всех химических элементов, которые можно использовать для нужд народного хозяйства, в том числе и для медицины. Искусственно радиоактивные изотопы получают путем бомбардировки 'ТГДёрГатомов стабильных химических элементов нейтронами, протонами, дейтронами, а также из продуктов деления урана или плутония в атомных реакторах.
В качестве примера можно привести реакцию получения радиофосфора: 31п , 1 32п _ 31п , 1тт 32 г, . + . l3P + on-+\ьР или i5P-r iH->i5P + e+ + п. ..РАДИОАКТИВНЫЙ РАСПАД **И ЗАКОНЫ РАДИОАКТИВНОГО СМЕЩЕНИЯ В процессе ядерных превращений частицы и кванты излучаются в различных сочетаниях. Большинство естественно радиоактивных веществ претерпевает а- и ^-распад, который сопровождается излучением у-квантов. В искусственно радиоактивных веществах, как правило, происходит Р-распад, сопровождающийся излучением одного или нескольких у-квантов. У одного химического элемента может быть несколько радиоактивных изотопов. К примеру, у йода и цезия их около 20. В одних случаях радиоактивный распад приводит к образованию стабильного атома, в других — целой серии промежуточных радиоактивных продуктов распада. Наиболее сложные превращения характерны для естественно радиоактивного урана, тория и плутония. Так, 239U до образования конечного продукта 2°^Рв претерпевает 18 распадов. При ос-расиаде вылетающая из ядра частица представляет собой ядро атома гелия *Не, состоящее из 2 протонов и 2 нейтронов. Поэтому при излучении а-частицы массовое число ядра уменьшается на 4 единицы, а его атомный номер — на 2 единицы. Получающийся в результате а-распада элемент смещается в таблице Менделеева на два места влево по отношению к исходному — это первый закон радиоактивного смещения. Пример а-распада: 2||Ra -HffRn •(- гНе. Р-лучи представляют собой поток электронов или позитронов. При электронном Р-распаде массовое число элемента не меняется, а заряд ядра увеличивается на единицу. Новый химический элемент в таблице Менделеева будет располагаться на одно место вправо — второй закон радиоактивного смещения. Пример р_-распада: ?sP ->-*?§S -4- р-. При позитронием р+-распаде или электронном захвате (ЭЗ) массовое число нового элемента также не меняется, но заряд ядра уменьшается на единицу. Следовательно, элемент в таблице Менделеева смещается на одну'клетку влево — третий закон радиоактивного смещения. Например: f5°P-v?4°Si + р+; ^Cr^f'v. В результате ЭЗ возникает исключительно у-излучение; при ра- Диоизотопной диагностике введение в организм таких изотопов
значительно снижает лучевую нагрузку из-за отсутствия а- и Р- излучений, В медицинской практике наиболее часто применяются следующие радиоактивные изотопы (они приводятся в порядке возрастания атомной массы); ??Na; ?f\a; ?§P; liCr; |?Co; ^Se; fgBr; asSr; 99Т„,. 113т . 125,. 131г. 13?,. 133v„. 137,- . 198.. . 197тт . 203т_, 226n„ 43IC, 49m, 53I, 53I, 53I; 54ле, 55Ls, 7эли, song. song. esKa. v Используемые в клинике изотопы должны быть химически чистыми. Некоторые радиоактивные изотопы включают в более сложные молекулы, которые называются мечеными. Для синтеза сложных меченых молекул используют в основном три метода. 1. Из облученного нейтронами в атомном реакторе неорганического сырья с помощью химических реакций высвобождается радиоактивный атом, который затем путем сложных химических реакций включается в нужную молекулу. 2. В реакции изотопного обмена добавленный к сложным молекулам радиоактивный элемент постепенно занимает в их пространственной структуре место такого же или другого элемента. 3. В результате процессов биосинтеза включение метки происходит, например, из питательной среды низших водорослей, простейших или микроорганизмов. ЗАКОН РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА, t/^ ПЕРИОД ПОЛУРАСПАДА РАДИОАКТИВНЫХ ИЗОТОПОВ •• Вероятность распада в каждый данный момент пропорциональна числу нераспавшихся атомов. Экспериментально найдено, что количество радиоактивного вещества уменьшается в соответствии с экспоненциальной кривой. Экспоненциальный закон радиоактивного превращения единичного изотопа выражается уравнением Nr= N0 ■ e-w, ' где N — число атомов, распавшихся за данный промежуток времени t; '--Чшлыл'Hi/Lev**» N0 — число атомов, еще не распавшихся к этому моменту; е — основание натуральных логарифмов; X — коэффициент пропорциональности, который называется постоянной распада Она показывает, какая часть имеющихся радиоактивных ядер распадается каждую секунду. Вероятность распада ядра в единицу времени (к) у разных изотопов различна, но для одного и того же изотопа она постоянна, поэтому и называется постоянной распада. Чем_|эольше постоянная распада^__1£м быстрее распадается изотоп, следовательно, тем меньше его период полураспада [Т), нредстаШ1ию1Ц~ий собой отре- зок времени, за который Начальное число ядер радиоактивного изотопа вследствие спонтанного распада уменьшится в 2 раза. После замены в формуле экспоненциальной зависимости постоянной распада (к) на период полураспада (Т) количество имею- 10
щихся радиоактивных ядер по истечении времени t определяется из уравнения Nt=*N0- e'°-693r. Для удобства и ускорения расчетов оставшееся по истечении времени t количество радиоактивных ядер для короткоживущих радиоактивных изотопов можно определить по таблицам распада («Приложение», табл. 1) или из расчетного коэффициента, соответствующего частному от =- («Приложение», табл. 2). После попадания радиоактивных изотопов в организм их количество снижается не только за счет распада, но и вследствие выведения из организма. Для определения продолжительности на- S* хождения радиоактивного вещества в организме и скорости "его элиминации вводятся понятия биологического периода полураспада (Тбиол) и эффективного периода полураспада (ТЭфф). Тбиол — время, за которое из организма или отдельных органов выводится половина радиоактивного вещества. Вследствие того, что одновременно с выведением изотопа происходит и физический распад, уменьшение его количества в организме в 2 раза (ТЭфф) является результатом суммирования этих процессов. ГЭфф определяется путем повторных измерений радиоактивности всего тела или отдельных органов. Тбиол или ^эфф можно получить из следующих уравнений: ~т = т 'т ; * ) биол эфф физ т т физ • ' бнол Эфф *р гр * физ -|- биол ЕДИНИЦЫ РАДИОАКТИВНОСТИ \^^ За единицу активности радионуклида в системе СИ принят беккерель (Бк) с размерностью с"1, т. е. 1 расп./с. Соотношение между беккерелем и ранее применявшейся единицей активности кюри (Ки) см. «Приложение» (табл. 3). Удельная (Ауд), объемная (Аоб) и поверхностная (Апов) радиоактивность представляют собой отношение количества радиоактивного вещества, выраженного в беккерелях или его производных, соответственно к единице массы, объема или площади распределения этого вещества (Бк • кг-1, Бк • м-3, Бк . м~2 и т. д.). СВОЙСТВА ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ ^ II ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ВЕЩЕСТВОМ Ионизирующие излучения характеризуются большой энергией. Она измеряется в электронвольтах (эВ). Электронвольт равен кинетической энергии электрона, прошедшего разность потен- s CS 11
циала в один вольт. Излучения характеризуются ионизирующей и большой проникающей способностью, сильным физико-химическим и, что особенно важно для врачей, биологическим действием. Отдельные свойства некоторых излучений, наиболее часто применяющихся в медицинской практике, представлены в табл. 1. Таблица 1 Физические свойства ионизирующих излучений Вид излучения +1 Не *?Р У Ьнсргия излучения, МэВ 1-10 0,1—2 0,1—20 Скорость распространения в вакууме, км/с 20 000 270 000 300 000 Длина пробега в воздухе До 20 см До 15 м Сотни метров Длина пробега в тканях организма До 50 мкм До 1 см Десятки сантиметров Ионизирующая способность (плотность ионизации на единицу пути пробега в воздухе) 10 000—20 000 пар/мм 5— 10 пар/мм 1 пар а/см В таблице представлены средние параметры, истинные значения которых отличаются в зависимости от энергии ионизирующих излучений. Так, с увеличением энергии а-частицы от 1 до 3 МэВ проникающая способность их в мягких тканях возрастает от 5 до 35 мкм. В настоящее время все шире используются в лучевой терапии нейтроны, л-мезоны, протоны, дейтроны и более тяжелые ионы. Разогнанные в ускорителях заряженных частиц до большой скорости, они приобретают большую энергию и проникающую способность что позволяет поллтчглъ необ^о^им^'к* доз^; облучения на любой заданной глуб-чне. Проникающая способность излучений находится в прямой зависимости от скорости и в обратной — от линейной потери энергии и плотности среды пробега. Ионизирующая способность пропорциональна массе, квадрату заряда ионизирующей частицы и обратно пропорциональна ее скорости. Поэтому по мере снижения энергии в конце пути пробега частицы плотность ионизации будет наибольшей. Кроме ионизации энергия излучения при прохождении через определенную среду расходуется на возбуждение атомов и молекул. В зависимости от величины линейной потери энергии (ЛПЭ) все ионизирующие излучения делят на редко- и плотноионизирую- щие. К редкоионизнрующим относят все виды излучений с ЛПЭ менее 10 кэВ/мкм, а к плотноионизирующим — с ЛПЭ выше 10 кэВ/мкм. Редкоионизирующими являются все виды электромагнитных излучений, электроны, а плотноионизирующими — нейтроны, протоны, дейтроны и ядра тяжелых химических элементов. ЛПЭ для Y-лучей в0Со составляет около 0,3 кэВ/мкм, для рентгеновских лучей с энергией 250 кэВ — 2, нейтронов с энергией 14 МэВ — 12, а-лучей с энергией 100 МэВ — около 100, ускоренных ядер углерода и аргона соответственно 120 и 1100 кэВ/мкм. 12
Вследствие того, что ЛПЭ, кроме энергии и заряда частицы, висит и от ее скорости, тяжелые ионы, разогнанные в современных мощных ускорителях до больших скоростей и энергий, ионизируют среду слабее электронов, ЛПЭ которых составляет 2— Ю кэВ/мкм. В среде скорость заряженных частиц снижается, а ЛП^ возрастает. Происходит характерное распределение ионизации на пути пробега частиц, описываемое как кривая Брегга с максимумом ионизации — пиком Брегга — в конце пути пробега (рис. 1). Эта особенность распределения энергии заряженных частиц позволяет сосредоточить значительную дозу излучения на глубине f —-i-h — i / = О 12 3 4 5 6 7 СМ Рис. I. Схема распределения дозы и тканях при облучении тяжелыми заряженными частицами. Рис. 2. Взаимодействие Y-квантов с веществом (пояснения см. в тексте). залегания злокачественной опухоли при минимальном ее рассеянии по ходу пучка излучения в здоровых тканях, а крутой спад дош до нуля за опухолью полностью исключает облучение глубже- лежащих тканей. Изменяя энергию излучения, можно получить максимум дозы на необходимой глубине. Различные излучения вызывают ионизацию среды не однотипно. В механизме взаимодействия ионизирующих излучений со средой следует различать передачу энергии непосредственно ионизирующими заряженными частицами (а-частицы, протоны, дейтроны и более тяжелые ионы, л-мезоны, fS-частицы) и вторично ионизирующими излучениями (рентгеновскими и у-квантами, нейтронами). Первые из них могут передавать свою энергию среде путем отрыва от ее атомов и молекул электронов в результате взаимодействия их электрических зарядов. Отрицательные л-мезоны имеют массу в 273 раза большую массы электронов. Получают их в синхроциклотронах. л-Мезоны на всем пути пробега в тканях теряют энергию при отрыве электронов от атомов среды, а в конце пробега захватываются ядрами атомов. При этом в ядро вносится очень большая энергия (140 МэВ), в результате чего оно «взрывается» с локальным выделением большой энергии в виде протонов, нейтронов и таких плотноионизи- 13
рующих частиц, как а-частицы, ионы В, Be, Li, передающих энергию в месте своего возникновения и обладающих очень высокой относительной биологической эффективностью. Взаимодействие вторично ионизирующих излучений возможно лишь-при соударении с электронами или ядрами атомов среды. Здесь наблюдается несколько вариантов их взаимодействия с веществом (рис. 2). Квант энергии (фотон) рентгеновского или ^-излучения, столкнувшись с электроном атома, может только изменить направление движения без потери энергии. Такое рассеяние называется упругим. Энергия падающего кванта может полностью передаваться электрону, который выбивается с орбиты атома. Такой процесс называется фотоэлектрическим эффектом, а выбитый электрон •— фотоэлектроном (1). Атом, потерявший электрон, превращается в положительный ион, а выбитый электрон вызывает ионизацию среды как непосредственно ионизирующая частица. В конце пути пробега фотоэлектрон теряет энергию, присоединяется к нейтральному атому среды и превращает его в отрицательно заряженный ион. Фотоэффект чаще возникает при энергии кванта 0,1— 0,3 МэВ. Если квант, передав часть своей энергии электрону, изменяет свое направление, а электрон движется по направлению, определенному рассеянным фотоном, такой эффект называется компто- новским (2). Если энергия фотона больше 1,02 МэВ, при его взаимодействии с ядрами атомов среды uupaayciuM чара ллсмриа yoj — nuoiupuii y*f, которая вызывает ионизацию среды. Но, потеряв свою энергию, они могут соединяться друг с другом, образуя два фотона с энергией, меньшей энергии исходного фотона. Вероятность образования пар возрастает с увеличением энергии фотона. Фотоны с энергией более 2,2 МэВ могут выбить из ядра атома нейтрон (5) или протон (6). Это явление именуется ядерным фотоэффектом, в результате его часто образуются радиоактивные изотопы. Нейтронам, которые, как и фотоны, не являются первично ионизирующими частицами, свойственно вступать в реакцию с ядрами атомов. При упругом соударении нейтрон передает часть своей энергии ядру атома, которое получает название ядра отдачи и при движении вызывает ионизацию среды. Нейтроны могут поглотиться ядрами атомов, из которых вылетают протоны, ос- частицы, у-кванты. При таких ядерных реакциях могут образоваться искусственно радиоактивные изотопы, при распаде которых выделяются первично ионизирующие частицы или у-кванты. Наибольшее практическое значение имеют быстрые нейтроны с энергией более 0,1 МэВ, обладающие большой проникающей способностью. Получают нейтроны в атомных реакторах и циклотронах, а также при спонтанном распаде 2^2Cf. 14
Глава 2 ДОЗИМЕТРИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ ЗАДАЧИ ДОЗИМЕТРИИ И ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДОЗЫ Дозиметрия -• это определение количества и качества ионизирующих излучений. С помощью дозиметрии решаются две принципиально отличные задачи: 1) обнаружение источника излучений, определение вида, количества и энергии излучения; 2) определение степени воздействия излучения на облучаемый объект. Другими словами, с помощью дозиметрии возможно охарактеризовать как сам источник излучения, так и степень его воздействия на биологические объекты. В медицинской радиологии дозиметрия используется для определения количества излучения и степени его воздействия на организм; расчета необходимой защиты от излучений больных, медицинского персонала, населения и окружающей среды при диагностическом и лечебном применении источников проникающих излучений. В соответствии с Конвенцией о стандартах СЭВ, с 1 января 1980 г. во всех отраслях народного хозяйства СССР, науки и техники осуществлен переход к утвержденному Постоянной Комиссией СЭВ по стандартизации в июне 1978 г. новому стандарту СТ СЭВ № 1052—78 «Единицы физических величин». Стандарт предусматривает обязательное применение единиц Международной „,,,,„.,4, ,,,..,',.. /Г-Т.П В соответствии со стандартом, различают экспозиционную, поглощенную, эквивалентную и интегральную дозы облучения. Дозой ионизирующих излучений называется энергия, переданная излучением элементарному объему или массе облучаемого вещества. , ' _,,_,(.; < ■ < •" Экспозиционная доза фотонного излучения (Й0) — это отношение созданного фотонным излучением суммарного заряда ионов одного знака, когда все отрицательные и положительные электроны полностью остановились в элементарном объеме воздуха, к массе этого воздуха. Размерность экспозиционной дозы — кулон на килограмм "(Кл/кг, C/kg). Собственного названия она пока не имеет. Соотношение между Кл/кг и ранее применявшейся единицей экспозиционной дозы рентгеном (Р, R) следующее: 1 Кл/кг = 3878 Р; 1 Р = 2,58 • Ю-4 Кл/кг1 v " '- \ v v о ь-W*' - '-^ Мощность экспозиционной дозы фотонного излучения (Р0) — это отношение приращения экспозиционной дозы к интервалу времени облучения. Размерность ее — ампер на килограмм (А/кг, A/kg). 1 Справочные данные для перехода от рапсе применявшихся единиц к единицам СИ приведены в «Приложении» (табл. 3). 15
мч- У„са ,<,. I I Lv\A~\ Таблица 2 ~ Зависимость величины поглощенной энергии излучения от жесткости излучения и плотности тканей Поглбщенйая доза оЗлучёйия (Д) — это отношение средней энергии, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе этого вещества. Размерность ее — джоуль на килограмм (Дж/кг, J/kg). Единицей измерения Д в системе СИ является Грей (Гр, Gy). Грей — это энергия ионизирующего излучения в 1 Дж, переданная облучаемому веществу массой 1 кг. До 1 января !9Н0 г. основной единицей измерения поглощенной дозы ионизирующего излучения был рад Irad). 1 Гр - 100 рад; I рад --= 0,01 Дж/кг -= 0,0! Гр Мощность поглощенной дозы ионизирующего излучения (Р) представляет собой отношение приращения поглощенной дозы ионизирующего излучения к интервалу времени облучения. Выражается в Гр/с и имеет оазмерность ватт на килограмм — Вт/кг (W/kg). Вследствие того, что атомный состав и средний атомный номер мягких тканей несколько больше воздуха, энергия, поглощенная в 1 г мягких тканей, будет равна 92—97 Дж, если энергия v-кван- тов находится в интервале 0,1—3 МэВ. С уменьшением жесткости излучения и увеличением плотности облучаемых тканей доза возрастает в несколько раз (табл. 2). При возрастании энергии излучения (жесткости) эти различия уменьшаются и для энергий более ' м-р "р--;:::::.: пра .^ш. арсдсшьляег соиои гомогенную среду. Это связано с условиями взаимодействия излучений с облучаемой средой. В клинической дозиметрии различают дозу от первичного пучка излучения, измеренную в свободном воздухе при отсутствии рассеивающих тел, т. е. экспозиционную лозу излучения, и дозу или мощность дозы излучения, измеренную на поверхности или в глубине облучаемого объекта или тела — соответственно поверхностную и глубинную дозы или мощности доз. Поверхностная доза всегда больше дозы, измеренной в свободном воздухе, так как прилегающая к поверхности камера дозиметра облучается не только первичным пучком, но и излучениями, рассеянными в обратном направлении от объекта облучения. Отношение дозы на глубине к дозе в точке, принятой за исходную, выраженное в процентах, называется относительной, или процентной глубинной дозой облучения. Для получения представления о пространственном распределении поглощенной энергии в облучаемой среде или теле используется понятие дозное поле, наглядное представление о котором дают кривые изодоз. или изодозные линейки. Изодозы — это линии, соединяющие ряд точек, получивших одинаковую абсолютную или процентную глубинную дозу излучения. Энергия фотонов, МэВ 0,01 0,10 1,00 10,00 Поглощенная энергия Дж/кг мышцы 86,5 91,0 93,2 90,2 жир ! кости 44,3 91,2 96,8 88,2 474,0 127,0 83,0 92,4 16
Строятся кривые изодоз по результатам фантомных измерений (рис. 3). Набор таких кривых для определения значений дозных полей рентгеновского или у-излучения содержится в атласе изодоз. В зависимости от расположения исходной точки изодозные поля (рис. 4) строят по отношению к экспозиционной дозе в воздухе (я), на поверхности тела (б), в максимума ионизации (в) или в центре облучаемого очага (г). Ввиду различий в атомном составе и плотности тканей организма дозное поле не в полной мере характеризует поглощение энергии излучения в облучаемом объеме тканей. По мере снижения энергии излучения и увеличения плотности тканей возрастает и поглощенная доза. Для непосредственного определения поглощенной дозы используют ткапеэквивалентпые дозиметры. Учитывая большие различия в плотности тканей организма и затруднения, связанные с изме- , рением поглощенной энергии в плотных детекторах, чаще всего поглощенную дозу определяют • расчетным путем из уравнения Д — До • К, где Д0 — экспозиционная доза; К — коэффициент поглощения излучения. . Значения коэффициентов поглощения отдельно для различных облучаемых сред и энергий- у- и непрерывного спектров рентгеновских излучений приведены в «Приложении» (табл. 4). Для оценки биологического действия излучений на организм необходимо знать не только экспозиционную, поглощенную дозу . и их мощность, но и интегральную (суммарную) поглощенную дозу — среднюю энергию ионизирующего излучения, поглощенную ' в определенной массе тканей патологического очага, облучаемого органа, части или всего тела, единицей измерения интегральной дозы облучения служит Грэй' • килограмм (килограмм • рад). Иногда в лучевой терапии для оценки эффективности лечения и прогнозирования возможных осложнений определяют среднюю поглощенную дозу, т. е. среднее значение поглощенной энергии в каждом грамме массы тела. Средняя поглощенная доза равна отношению интегральной поглощенной дозы во всем объеме к массе тела Биологический эффект при облучении организма зависит не только от.поглощенной дозы, но и от распределения энергии в ми- креобъеме, что прямо связано с плотностью ионизации, и возрастает по мере увеличения последней. Плотность ионизации зависит от ЛПЭ и выражается отношением энергии, локально переданной среде заряженной частицей, к длине ее пробега. Размерность ЛПЭ — кэВ • мкм"1 — 1,65 • 10"10 Дж • м-1. Линейная потеря энергии определяется уравнением: V где т — масса частицы; q — ее заряд; v — скорость. Биологический эффект р\ и у-излучений принимается за -Ь;* ;снчаст-ии, -и „=^ 2 э-412 f «- .■■'■- V'-'.1 ,-i'v"! [ШУМ~
Рис. 3. Измерение процентной глубинной дозы: а — на тканеэкпивалентном фантоме; б — построение изодознол кривой от 7-излучения, падающего на фантом; 1 — дозиметрическая камера. быстрых нейтронов он равен 5—10, у медленных нейтронов— 3—5. излучений (ОБЭ) или коэффициенты качества (КК). Отсюда следует, что при облучении организма а-лучами для получения равного биологического эффекта необходимая доза в 5—10 раз меньше, чем в случае облучения у-квантами. Для учета биологической эффективности излучений введена единица биологической дозы — эквивалентная доза излучения (Дэк)- Она выражается в Дж^кг и ра"вна поглощенной дозе (Д), умноженной на коэффициент качества излучений (КК). До 1 января 1980 г. единицей эквивалентной дозы излучения был бэр (rem) — биологический эквивалент рентгена — такая поглощенная доза любого вида ионизирующих излучений, которая вызывает такой же биологический эффект, как и доза в 0,01 Гр у- или рентгеновских лучей. Для измерения эквивалентной дозы излучения (Цэк) МКРЗ предложила специальную единицу — зиверт1. Для характеристики суммарной поглощенной дозы используется понятие «интегральная доза облучения». Выражается она 1 Генеральная конференция по мерам и весам (ГКМВ) и Постоянная Комиссия по стандартизации (ГЖС) СЭВ еще не утвердили зту единицу и пользоваться этим названием пока не следует. 18
/ 2 J 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 iu 16 17 18 19 20 21 22 ID 12 14 15 16 16 17 IKJ 15 14 13 10 16 10 JO 311 Jr p 133 \ 32 1 32 30 27 25 \ CU \22 V 18 16 \ ' 6C I 5 52 J 4 4 4 3 3 3 3 с 2 2 \г и i \\ 1 84 78 72 4 67 62 0] 57 5 \ 53 2 5b> 0 46 7 42 5 39 2 35 0 32 1 LH 4 27 2 25 1 23 }\2f 7 19 90 ^^M 82 76 70 65 60 56 s S2 48 45 41 38 34 ji 28 26 24 22 -^2C 96 90 83 77 72 66 61 57 53 V^g 47 43 40 35 35 29 21 25 23 2/ 96 90 83 77 72 66 61 57 53 49 47 43 АО 35 35 29 27 25 23 21 96 90 83 77 72 66 61 57 53 49 47 43 40 35 35 29 21 25 23 21 96 89 82 76 70 65 60 56 52 47 45 41 38 34 31 28 26 24 22 20 91 ^84 78 72 67 62 57 53 50t '46 42 34 35 32 29 27 25 23 21 /ft /60 60 60 56 54 52 50, Г '42 40 37 35 32 30 27 24 22 21 Ш ' I \ A JO j, Ij2 33 33 30 32 30 27 25 23 22 20 is/ i V L J 15 16 16 '7i I iA 15 114 1 0 7CM в Гр • кг. Интегральная доза может рассчитываться для всего тела, отдельных его участков или органов. В последнее время в научной радиологической литературе обсуждается вопрос о целесообразности использования при лучевой
a 5 в г Рис. 4. Кривые изодоз (по Л. Н. Кронгаузу, 1969) (пояснения см. в тексте). терапии понятия «номинальной стандартной дозы» (NSD), за единицу которой принят ret. Для оценки влияния ионизирующего излучения на здоровье всего населения в целом большое значение имеет определение нопу- ляционных доз, ими обычно являются генетически значимые и сред- некостномозговые дозы. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ И ПРИБОРОВ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ПОКИЗйГУЮЩил ЫаЛ» 4ЬШШ В современной радиологии используют различные методы определения радиоактивности и дозы: физические, химические и фотохимические, биологические, математические, или расчетные. Чаще всего применяют физические методы, в которых используют ионизационное или световозбуждающее действие излучений (флуоресценцию или сцинтилляцию), изменение электрических и других свойств твердых или жидких сред, тепловое действие излучений. Их называют соответственно ионизационными, сцинтилляцион- ными, калориметрическими методами. В основе химических методов лежит количественное определение изменений в химических растворах (изменение цвета, прозрачности, выпадение осадков, выделение газа), которые возникают в результате поглощения энергии излучения. В фотохимических методах величину дозы определяют сравнением степени почернения экспонированной фотопленки и стандартной, облученной эталонным источником излучения. В биологических методах дозиметрии используется способность излучений вызывать изменения в биологических объектах. Величина дозы оценивается по уровню летальности животных, степени л?йкопении, количеству хромосомных 20
паций по степени гиперемии кожи, выпадения волос и др. г логические методы не очень точны и менее чувствительны в срав- и с физическими. Но они незаменимы в случае определения НеИ"сительной биологической эффективности тяжелых частиц с большой энергией, а также для учета индивидуальных различий радиочувствительности. В расчетных методах дозу определяют путем математических вычислений. Фактически это единственно возможный метод определения дозы от инкорпорированных радионуклидов Математический метод широко применяют для определения поглощенной и интегральной доз исходя из экспозиционной, терапевтических доз от закрытых радиоактивных препаратов. Следует помнить, что определить количество радиоактивного вещества с помощью биологических, химических, калориметрических методов, которые успешно используются для определения дозы излучения, практически невозможно. При одной и той же радиоактивности доза излучения может отличаться в десятки и даже тысячи раз в связи с различиями величины энергии излучения и ее поглощения в облучаемой среде. Это иллюстрируется на примере радиоактивных изотопов фосфора-32 и водорода-3. Вследствие того, что средняя энергия Р-частиц, образующихся при распаде ядер 32Р, равна 690 кэВ, а 3Н — б кэв, доза облучения радиофосфором, а следовательно, химические, биологические и другие изменения в облучаемом объекте были бы в 690:6— 115 раз больше, чем от такой же радиоактивности трития. В основу работы измерительных приборов положена количественная оценка физических явлений, сопровождающих взаимо- г- * " ''" •■ ' '^ ■ ■ ■ ' ■ i - л мерительные приборы (РУП-1, Р>С-5, СРП-2 и др.) могут регистрировать величину дозы и радиоактивности, т. е. работать в токовом и импульсном режиме и быть одновременно дозиметрами и радиометрами. Регистрирующий излучение прибор состоит из трех основных частей: чувствительного элемента, воспринимающего излучения (детектора, датчика), в который поступают частицы или кванты и с помощью преобразователя эффекта взаимодействия превращаются в электрические импульсы, источника электрического питания и измерительной аппаратуры (счетчика электрических импульсов, амперметра, интенсиметра). Приборы, предназначенные для измерения дозы или мощности Дозы ионизирующих излучений, называются дозиметрами или рентгено мет рами. Приборы для регистрации отдельных частиц или квантов радиоактивного излучения называются счетчиками ядерных излучений, или радиометрами. о свою очередь, в зависимости от назначения дозиметры подразделяются на рентгенометры — для замера дозы или мощности Д°зы от источников излучения, индивидуальные дозиметры — Для измерения доз облучения персонала и, наконец, дозиметры 21
контроля защиты (микрорентгенометры) — для измерения малых -доз или мощностей доз за защитой, на рабочих местах персонала, в смежных помещениях и других контролируемых зонах. Радиометры подразделяются на поисковые — для контроля радиоактивного загрязнения рабочих мест, помещений радиологических отделений и окружающей среды, лабораторные — для определения радиоактивности биологических сред и клинические — для измерения радиоактивности всего человека или отдельных частей тела, органов или тканей. В зависимости от использованного эффекта взаимодействия излучения с детектором дозиметры бывают ионизационные, сцин- тилляционные, калориметрические, термолюминесцентные, фотографические, химические и, наконец, полупроводниковые, которые являются разновидностью ионизационных. В радиометрах используются ионизационные (газоразрядные или полупроводниковые) и сцинтилляционные детекторы. В авторадиографии для регистрации ядерных излучений применяют толстые фотоэмульсии. Ионизационный метод регистрации излучений Ионизационный детектор излучения представляет собой баллон из металла, стекла или воздухоэквивалентного материала, заполненный воздухом или инертным газом, с вмонтированным в него токособирающим электродом. Полупроводниковый детектор — это биметаллическая пластинка из п- и р-полупроводников. С помощью ионизационных камер измеряют ионизационный ток или заряды электпичествя. возникающие r гячппом пйт,рмр гТпо паолоттпт разноименных зарядов, возникающих под влиянием ионизирующих излучений, на электроды подают электрическое напряжение, величина которого определяется конструкцией камеры, давлением и природой газа-наполнителя. Ионизационные камеры могут работать в токовом (интегрирующем) и импульсном режиме. Первый режим чаще используется в дозиметрах, второй — в радиометрах, которые регистрируют отдельные заряженные частицы, или кванты, попадающие в рабочий объем. Это зависит от электрической схемы включения, конструкции и газовой среды камеры. В токовых камерах напряжение должно обеспечить прохождение через газ тока насыщения, величина которого пропорциональна поглощенной в камере энергии' излучения. Импульсные камеры работают в режиме газового разряда. Многие типы ионизационных камер в зависимости от схемы включения могут работать в токовом или импульсном режиме. Это в первую очередь определяется их вольт-амперной характеристикой, которая показывает зависимость ионизационного тока / от напряжения U на электродах (рис. 5). При условии постоянной интенсивности потока ионизирующего излучения в газовом объеме камеры в интервале напряжения от нуля до Ut (область закона Ома) сила тока пропорциональна напряжению, так как рекомбинация ионов с увеличением напряжения умень- 22
шается. В интервале напряжения £/, — U2 находится область насыщения, в которой все ионл собираются на электродах, ионизационный ток практически постоянен и называется током насыщения. В этом режиме работают ионизационные камеры дозиметров. При дальнейшем повышении напряжения от U2 до U3 возникает ударная ионизация молекул газа ускоренными первичными ионами и в результате вторичной ионизации увеличивается количество зарядов и сила тока. В этой области ионизационный ток пропорционален току первичной ионизации, в ней работают пропорциональные счетчики радиоактивности. В пределах напряжения U3 — Ui находится область ограниченной пропорциональности, где газовое усиление электрического тока зависит от напряжения и первичной ионизации. Для регистрации излучений эта область не используется. При напряжении U4 — ил газовое усиление заряда настолько сильно, что величина тока становится независимой от первичной ионизации, и газовый разряд происходит при образовании хотя бы одной пары ионов. Это область Гейгера, в ней работают газоразрядные счетчики Гейгера — Мюллера. При дальнейшем повышении напряжения газовый разряд возникает самостоятельно без попадания П МГ>ТРКТПП ИПШЮНПМШШСГП НО лучения. Работа полупроводниковых детекторов также основана на эффекте ионизации. Вследствие того, что плотность ионизации и длина пробега заряженных частиц в твердых телах и газе отличаются на три порядка, эффективность твердых полупрозоднико- вых детекторов в 1000 раз выше, чем газовых. Это позволяет получить компактные счетчики, особенно выгодные при регистрации излучений в труднодоступных местах, например, в полостях тела. Если еще учесть, что эти детекторы имеют и малое разрешающее ВОеМЯ. Т. Р ПНИ бЫГТППТТРНСТРииЛМТМО ТП Г'ТЧПОТ ппппмп птАтт.тЯ перспективность их применения. В проводниках много свободных ионов и приложенное к ним напряжение образует большой ток, на фоне которого невозможно измерить ионизационный ток. В изоляторах вследствие плохой проводимости возникшие в результате ионизации ионы образуют объемные заряды, которые ослабляют внешнее электрическое поле и препятствуют движению электронов. Чувствительность кристаллическою счетчика постепенно уменьшается и для ее восстановления необходимо периодически удалять объемный заряд. В полупроводниках имеются свободные носители зарядов. «-полупроводниках основные носители заряда — электроны, О Рис. 5. Вольт-ампермая характеристика газового разряда: а —область ионизационной камеры; б—пропорциональная область; в — область ограниченной пропорциональности; г —область Гейгера; д— uu./i«wu k.fi.no^ 1 ил I cmuui и разряда. 23
в /7-полупроводниках — «дырки» (положительные ионы). При соединении двух таких полупроводников в л-полупроводнике концентрируются свободные электроны, а в /^-полупроводнике — «дырки1-. Граничный слой, который называют л—^-переходом, является областью сильного электрического поля, препятствующего взаимной диффузии зарядов. Если высокое напряжение отрицательной полярности подвести к /j-слою, а л-слой заземлить через нагрузочное сопротивление R, то направления внешнего и внутреннего электрических полей совпадут, толщина р— л-перехода увеличится и воспрепятствует прохождению электрического тока (рис. 6). Из схемы видно, что при возникновении иони- р }~— l -\ n зации в р- или л-слое статический заряд слоя i препятствует перемещению через него положительного и отрицательного ионов. Образовавшиеся в г'-слое под влиянием электрического поля ионы свободно перемещаются к противоположно заряженным электродам и создают в цепи электрический ток. Чаще всего используются кремний-литиевые (Si—Li) и германий-литиевые (Ge—-Li) детекторы, толщина чувствительного слоя у которых достигает 2 см. -0 4= -© 1 i -0' J_ + + +J0- + + + j 0- + + +1е- К усилителю D' о- Ш Ркс* 6. Схем* включения полупроводникового детектора. Устройство и работа ионизационных дозиметров Основными частями ионизационных дозиметров являются ионизационная камера, источник постоянного тока высокого напряжения и электрометр (рис. 7). По форме ионизационные камеры бывают плоские, цилиндрические и сферические. Стенка токовой камеры выполняется из воздухоэквивалентных материалов: целлофана, плексигласа, полистирола, бакелита и др. Чтобы камеры сделать токоироводящими, на внутреннюю поверхность их наносят водный раствор [рафита. Ионизационный ток обусловлен ионизацией, возникающей в воздухе (или газе) камеры, и пропорционален дозе ионизирующих излучений. Вследствие малой ионизирующей способности у- и жестких рентгеновских излучений для повышения чувствительности дозиметров (в дозиметрах контроля защиты) объем камеры увеличивают до 1—5 л, а стенки выполняют из материалов в 10—100 раз плотнее газа. Ионизируют газ в основном электроны, вырванные из стенки камеры. Такие камеры называются стеночными. В некоторых дозиметрах (МРМ-2, рис. 8) воз- духоэквивалентная камера с помощью съемного алюминиевого колпака превращается в стеночную Для измерения активности 24
Чув- источников или интенсивности а-излучения в корпусе камеры поорезают окошко, которое закрывают тонкой пленкой слюды, пропускающей внутрь камеры малопроникающие «-частицы, ствительность дозиметра j можно повысить, использовав для измерения ионизационного тока чувствительные электрометры. Слабые токи можно определить и косвенным методом, например, измеряя падение напряжения на включенном последовательно с камерой высоко- омном сопротивлении с помощью чувствительного лампового вольтметра. Для измерения больших (лечебных) доз излучения применяют наперстковые камеры пазон измеряемых доз Рис. 7. Схема включения ионизационного дозиметра: К -- стенка ионизационной камеры: щии электрод; N — изолятор; „S ■ R — переменное сопротивление; тель; / — поток излучения. А — собираю- гальванометр; L — выключа- объемом 0,5—2 см3 (рис. 9). Диа- излучения можно расширить, включая параллельно гальванометру попеременно сопротивления, кратные его внутреннему сопротивлению. Рис. 8. Дозиметр МРМ-2. Рис. 9. Дозиметр РМ-1 с паперетковой камерой. Индивидуальные дозиметры, которые персонал носит во время Работы с источниками ионизирующих излучений, представляют собой цилиндрический воздушный конденсатор, выполненный в виде авторучки. Они обособлены от зарядного и измерительного устрой- 25
ства. Индивидуальный дозиметр КИД-2 (рис. 10) укомплектован 20 такими камерами, каждая из которых содержит по 2 конденсатора различной емкости. Больший из них позволяет измерить дозу до 1 • 10"3 Кл/кг, меньший —до 1 • Ю-2 Кл'кг. С помощью зарядного устройства оба конденсатора заряжают до определенной емкости. В поле рентгеновского или у-излучения в газе токовой Рис. 10. Индивидуальный дозиметр КИД-2. Рис. 11. Индивидуальный дозиметр ДК-02. камеры образуются пары ионов, которые, собираясь на электродах, компенсируют часть заряда конденсатора и вызывают падение напряжения. Помещая дозиметрическую камеру в измерительное устройство, по остаточному заряду конденсатора непосредственно со шкалы прибора снимают показатели дозы облучения. Ионизационные камеры индивидуальных дозиметров ДК-0,2, ДК-50 (рис. 11) и другие оборудованы электроскопами, что позволяет 26
после их зарядки от питающихся сухими батареями зарядных устройств в любой момент определить полученную дозу облучения. Градуируют дозиметры с помощью стандартных источников излучения и нормальных ионизационных камер. Вследствие того, что электропроводность газа-наполнителя зависит не только от интенсивности излучения, но и от давления и влажности воздуха Рис. 12. Дозиметр VA-I-I8. камеры, в дозиметрах высокого класса точности (дозиметр VA- 1-18, рис. 12) производят поправку на атмосферное давление, температуру и влажность воздуха. В этом дозиметре, наряду с небольшими шаровидными камерами для измерения терапевтических доз излучения, имеются прутиковые камеры для замера доз непо- t^Mtiuv-miu l> пили*- 1/1Л uyt синима, a iat\./nc ии^шшст имлт1Д|./ячс- ская камера для измерения малых потоков излучений при контроле защиты от них. Дозиметр может работать в режимах измерения дозы и мощности дозы излучения. Люминесцентный метод определения дозы Метод основан на способности ионизирующих излучений вызывать люминесценцию (сцинтилляцию) некоторых веществ, которые называют люминофорами. Используются для этих целен НасЬтЯЛИН- ЯНТПЯПРН гтигтьбри cvnwbun пиния плятнноС1,неООЛ"- стый барий, кристаллический йодид натрия. Под влиянием энергии излучения электроны атомов люминофоров переходят на более высокие энергетические уровни, при возвращении с которых выделяется энергия в виде квантов света, часто в пределах видимого спектра. Для усиления яркости свечения к люминофорам добавляют активаторы (таллий и др.). Яркость свечения люминофора пропорциональна дозе облучения и оценивается с помощью вакуумных фотоэлементов или фотоэлектронных умножителей (ФЭУ), величина фототока которых измеряется гальванометрами, програ- Дуированными в единице дозы или мощности дозы излучения. ФЭУ позволяют получить очень чувствительные дозиметры. 27
Подбирая для детекторов люминофоры различной плотности или добавляя к ним наполнители, можно изготовить тканеэквива- лентные дозиметры, позволяющие непосредственно измерять поглощенную дозу излучения. Из сцпнтиллирующих пластмасс и световодов изготавливают «прутиковые» детекторы для измерения дозы в полостях тела в процессе лучевой терапии. Калориметрические дозиметры Поглощенная веществом энергия излучения в конечном счете превращается в тепло. По степени повышения температуры облучаемого объекта или количеству тепла, ушедшего на испарение жидкости (чаще азота), определяют дозу облучения. Калориметрические дозиметры мало чувствительны, поэтому их применяют для определения больших доз излучения. При изготовлении компактных клинических дозиметров возникают затруднения с изоляцией чувствительного объема от внешнего тепла. Но они незаменимы при определении мощных потоков сложного по составу излучения. Термолюминесцентные методы дозиметрии В центрах захвата ионизирующих излучений некоторыми твердыми телами образуются носители заряда (электроны, «дырки»), аккумулирующие поглощенную энергию, которая в последующем освобождается в виде света при дополнительном возбуждении этих полупроводников нагреванием до 150—300° С. Методом изменения интенсивности тепмолюминеопениии с помощью пячлич- ных электронных схем определяют запасенную в детекторе поглощенную дозу излучения. Чаще всего термолюминесцентные дозиметры делают на основе люминофоров из фтористого лития, фтористого кальция, сульфата кальция и люминесцентных стекол. Показания дозиметров линейны в больших диапазонах измеряемых доз. Разработанные в СССРдози- метры индивидуального контроля доз на основе алюмофосфатного стекла позволяют измерить дозу любого вида ионизирующих излучений в пределах от 2 • 10"4 до 1 • 10* Гр. Фотографический (фотохимический) метод дозиметрии /На фотопластинках или фотопленках, покрытых высокочувствительной эмульсией кристаллов бромистого серебра в желатине, вследствие ионизации выделяются зерна серебра, которые при химической обработке дают почернение, пропорциональное дозе излучения. Сравнивая оптическую плотность почернения экспонированных рабочих пленок с контрольными, облученными известной дозой ионизирующего излучения, определяют дозу излучения. Этот метод чаще всего применяют для оценки индивидуальных доз облучения персонала. В нашей стране наибольшее распро- 28
странение получили дозиметры индивидуального фотографического контроля ИФК-2,3; ИФК-2, ЗМ; ИФКУ (рис. 13). В этих дозиметрах используют фотопленки «Агфа», РМ-5-1, РМ-5-4 и др. Дозиметр ИФК-2,3 используют для регистрации рентгеновского и у-излучения, потоков (З-частиц и нейтронов. Кассета ИФК-2,3 имеет 4 фильтра различной плотности: 1) светонепроницаемый слой плотностью 14 мг/см2; 2) гетинакс — 300 мг/см2: 3) алюминий — 540 мг/см2 и гетинакс — 320 мг/см2; 4) свинец — 850 мг/см2 и гетинакс — 450 мг/см2. Первый фильтр пропускает все излучения, второй (имеет плотность роговой оболочки — 300 мг/см2) используется для определения дозы облучения хрусталика, третий и четвертый дают возможность определить эффективную энергию рентгеновского и у-излучения. Остальные дозиметры конструктивно схожи и отличаются фильтрами, а следовательно, диапазоном измеряемых энергий излучений. Сверхбыстрые тяжелые частииы с большими энергиями регистрируют по их следам (трекам) в толстых фотоэмульсиях. Рис. 13. Индивидуальный фотодозимгтр ИФК-2,3. Химические методы определения дозы Излучения вследствие ионизации и возбуждения многоатомных молекул вызывают их диссоциацию, ив результате взаимодействия с продуктами радиолиза воды или другими химическими веществами образуются новые химические соединения. При этом изменяются прозрачность или цвет растворов, выпадает осадок или выделяется газ. Количественная оценка этих изменений позволяет определить дозу облучения, если измерительная система програ- дуирована с использованием эталонного источника излучения. В ферросульфатном дозиметре соли двухвалентного железа в слабом водном растворе серной кислоты под влиянием излучения окисляются гидроксильными радикалами в трехвалентные ионы, которые при добавлении роданида калия окрашивают раствор в красный цвет. Степень окраски раствора пропорциональна концентрации ионов Fe3+ и, следовательно, дозе облучения: Fe2+ -f- ОН' ^Fe3+ -f-OH". Для химической дозиметрии используют и раствор четырехвалентного сульфата церия, который, восстанавливаяс?> атомами сульфата церия, который, восстана 29
водорода облученного раствора в ионы трехвалентного церия, понижает прозрачность раствора: Се4+ + Н'^Се3+ -4- Н+. В слабых растворах йодид натрия диссоциирует на ионы Na + и I". Под влиянием излучения радикалы ОН отнимают электроны у ионов йода, превращая его в атомы газа: Г-!-ОН'->11 -i-01-Г. Скорость выделения газа пропорциональна дозе облучения. Расчетные (математические) методы дозиметрии Ранее упоминалось, что поглощенную дозу пока редко определяют непосредственно тканеэквивалентными дозиметрами. Чаще ее рассчитывают исходя из экспозиционной дозы. При этом учитывают вид и энергию излучения, плотность поглощающей ткани. Экспозиционную дозу от открытых и закрытых источников излучения при внутритканевой, впутриполостной и других видах лучевой терапии также определяют путем расчета. Здесь учитывают величину активности, у-постоянную радиоактивных веществ, расстояние от источника излучения, время облучения, плотность тканей и другие параметры. При использовании короткоживущих радиоактивных препаратов, активность которых заметно уменьшается за время облучения, в формулу для расчета дозы включают и период полураспада или постоянную распада радиоактивного вещества. г'-Постоянная (К-) представляет собой мощность экспозиционной дозы v-излучення в А.^кг на расстоянии 1 см от постоянного точечного источника активностью в 1 Вк, заключенного в платиновый фильтр толщиной 0,5 мм. Она находится в прямой зависимости от энергии излучения. Для кобальта-60 /(т равна 3,92 нА/кг, йода- 131 — 0,67 нА/кг, золота-198 — 0,7 нА/кг, радия-226 — 2,44 нА/кг. Если время облучения значительно меньше периода полураспада изотопа, то доза облучения (Д) за время t равна: где А — активность изотопа, Бк; R — расстояние от источника, см; Ki — у-постоянная, нА/кг; t — время облучения, с. ■ Если за время облучения часть изотопа распадается, то доза облучения снижается и формула приобретает следующий вид: д=дУ155-Ю-«Г(1-«-о.б.З) R * Дозу облучения радиоактивными изотопами, попавшими внутрь организма, в основном составляют а- или Р-излучения, так как 30
Y-лучи поглощаются слабо и основную часть своей энергии теряют за пределами организма. Величина дозы, обусловленная ^'-излучением, определяется лишь при равномерном распределении радиоактивного вещества во всем организме. Большинство радиоактивных изотопов избирательно накапливаются в отдельных органах или тканях организма. Эти органы называются критическими. Если известна концентрация (С0, ГВк<т) изотопа в критическом органе, то дозу облучения за время облучения (/, дней) рассчитывают по формуле: / 0.693А Д = 19,7 • Е . С0 ■ Тзфф -p-gll-e- f^j, где Е—средняя энергия а- и (3-частиц, МэВ на 1 расп.; Т^эфф —эффективный период полураспада изотопа в органе, дней. При большой энергии р-излучений и малых размерах критического органа часть излучений вылетает из него и теряет энергию за его пределами. В этих случаях рассчитанная по вышеприведенной формуле доза уменьшается на геометрический фактор (g), что позволяет исключить энергию излучения, поглощенную за пределами органа. Особенно важна поправка на геометрический фактор при расчете дозы от у-излучения. Необходимо учитывать и плотность ткани (р, г/см3). Определение активности радиоактивных веществ Величина радиоактивности — это количество распавшихся ядер атомов в единицу времени. Для ее определения используют способность возникающих при распаде излучений вызывать ионизацию или сцинтилляцию. Количество излучений, зарегистрированных детектором радиометра в единицу времени, будет соответствовать количеству распадов ядер атомов. Излучения от точечного источника распространяются радиально и только часть из них попадает в чувствительный объем детектора, что должно учитываться при определении активности (А). В зависимости от эффектов взаимодействия излучений с детекторами различают ионизационный и сцинтилля- ц и о н н ы й методы определения активности. В ионизационном методе индикации используются газоразрядные счетчики Гейгера- Мюллера или полупроводниковые детекторы, а в сцинтилляцион- ном — люминесцентные детекторы. Сигналы от них регистрируют счетчиками электрических импульсов. Газоразрядные счетчики ядерных излучений, их устройство и работа Счетчики представляют собой металлические или стеклянные Цилиндры, по оси которых натянута вольфрамовая нить (рис. 14). Корпус трубки служит катодом, а нить — анодом. Для обеспече- 31
ния электропроводимости стеклянные счетчики покрываются внутри медной амальгамой или другим токопроводящим слоем. Для регистрации р-часгиц счетчики изготавливают из алюминия, меди или нержавеющей стали небольшой толщины, чтобы частицы не поглощались материалом корпуса. Для регистрации малоэнергетических р- и ос-частиц используют стеклянные или металлические торцовые счетчики (рис. 15). У них один конец цилиндра закрыт тонкой пленкой да слюды или алюминиевой фольги, через которую в счет- Рис. 14. Газоразрядные счетчики Гейгера — Мюллера. лическнй контакт. чик проникают заряженные частицы. Металлическая нить анода фиксируется в противоположном торце. Свободный ее конец заканчивается бусинкой, препятствующей утечке электрического заряда. Заполняются счетчики инертными-газами (чаще аргоном), а в самогасящихся счетчиках еще добавляют 10— 15% паров многоатомных молекул метилового, этилового или изопентанового спирта. Счетчики могут работать в пропорциональной области вольт- амперной характеристики или в области Гейгера. Электрическая схема их включения однотипна (рис. 16). Пропорциональные счетчики работают при напряжении 1 — 2 кВ. Коэффициент газового усиления тока и скорость счета импульсов при постоянной плотности потока излучения, неизмененном составе и давлении наполняющего газа и чувствительности схемы является функцией напряжения на электродах и изменяется гк нелинейному закону от 1 до 104 В некотором интервале напряжени* при постоянном потоке излучения скорость счета с повышениел напряжения возрастает всего в пределах 0,1% на 100 В. Этот ин 32
тервал напряжения, протяженность которого 50—200 В, называется плато счетчика (рис. 17). В пропорциональных счетчиках плато для а- и Р-излучений находится при различных напряжениях. Это связано с амплитудой импульса, пропорциональной первичной ионизации и поглощенной в газе энергии. „Разрешаю- щая способность счетчиков не более 104 имп./с. Это означает, что, если-частицы попадают в счетчик чаще, чем через 10~4 с, возникает" просчет и две частицы регистрируются, как одна. Срок службы счетчиков, наполненных чистыми газами-, -ограничен -механической стойкостью счетной трубки. Число регистрации счетчиком, наполненным смесью газа и органических молекул, вследствие диссоциации последних не превышает 1016 имп. В газо- #Г разрядных счетчиках Гейгера — Мюллера коэффи- К усилителю | 4 Рис. 16. Схема включения газоразрядного счетчика: А — анод: К — катод; С, — разъединительная емкость: R — нагрузочное СОПППТИВЛР"ИР* I — HP-rnuiTWv ы»ттчмта- ния; С—паразитная емкость. 10 II 12 1J 14 15 Напряжение на электродах, 10гВ Рис. 17. Плато газоразрядного счетчика (отмечено пунктирными линиями). ИИент гязпвпгп угилрниа чняим- тельно выше, чем в пропорциональных. Даже один первичный электрон, образовавшийся под влиянием ионизирующего излучения в газе-наполнителе, порождает лавинообразное нарастание количества фотоэлектронов, которые, достигая собирающего электрода, превращаются в достаточно большой импульс (1—50 В). Величина импульса не зависит от энергии излучения и количества первичных ионов и доступна для регистрации простейшим одноламповым усилителем. Рабочее напряжение счетчика находится в пределах плато. При дяльнейшем повышении напряжения напряженность электрического поля становится достаточной, чтобы из катода вырвать электрон. В этом случае и без излучения в детекторе начинается самостоятельный газовый разряд, вплоть до пробоя газа, когда счетчик выходит из строя. В режиме искрового разряда, при котором напряжение еще не достаточно для поддержания непрерывного дугового разряда, работают искровые счетчики. Благодаря меньшему размеру и напряжению в несколько киловольт время развития газового разряда уменьшается до Ю-11 с. Искровые камеры, состоящие из многих счетчиков, пригодны для регистрации траектории релятивистских частиц. Это в настоящее время используют в ^-камерах. 3 9-412 33
Гашение газового разряда, который может дать ложный импульс, как только положительный ион достигнет катода, и при своей нейтрализации зарядом земли испустит фотон, дающий начало новой лавинообразной ионизации газа, достигается двумя путями. В несамогасящихся счетчиках газовый разряд гасится большим внешним нагрузочным сопротивлением, которое снижает разрешающую способность счетчиков до 102 имп.'с. В самогасящихся счетчиках газовый разряд гасится путем нейтрализации положительных ионов многоатомными примесными молекулами спиртов. Благодаря этому разрешающее время самогасящихся счетчиков уменьшается до 10"4 с, но одновременно с этим срок службы счетчиков уменьшается "вследствие необратимой диссоциации органического наполнителя. Следует отметить, что эффективность газоразрядных счетч!1кбТдля"заряжённых частиц "'приближается к 100%.'Счетчик регистрирует все частицы. -' т,дшпавдЩе2]^^^^едел^^г2а^1£е1иающегдвремени ilk вызвавшие хотяры одшГ~ггкт иониза1шиГтГ6"~6п=' ределяют т>ни не абсолютную^ а относительную -j радиоактивность, ибо регистрируют только те рас- -4 пады ядер, излучения которых попали в счетчик. Количество этих излучений зависит от телесного угла зрения счетчика, самопоглощеиия излучений в радиоактивном веществе и"'других причин, на каждую Из которых Необходимо внести подранку, при определении абсолютной радиоактивности. Высокую 4л-счетчики (рис. 18). Это спаренные проточные Рис. 18. Схема 4я-счетчика: / — стеклянный корпус; 2 — центральный электрод; 3— токопрово- дящий слой; 4 — вольфрамовая нить; 5 — радиоактивный препарат. торцовые счетчики, между которыми располагается радиоактивный препарат. Э^гЬрктиднпгтк гячппячпятныу fupTuwi/riR п гта л?-упят1тгт иа гтр- вышает 1—2%. Это объясняется малой плотностью ионизации в газе, слабым взаимодействием у-квантов с элементами конструкции счетчика и значительным поглощением вторичных электронов в его стенке. Все чаще применяют полупроводниковые детекторы, принципиальное устройство и работа которых описаны выше. Они обладают большой эффективностью регистрации не только р1-, но и Y-излучений. Электрические сигналы, возникающие в детекторе, регистрируются различными счетчиками электрических импульсов (ПП-16, ДП-100, ПСО-08 и др.). 34
Устройство сцинтилляционных счетчиков Работа сцинтилляционного счетчика основана на способности излучений в некоторых веществах вызывать вспышки света. Сцин- тилляционный счетчик состоит из сцинтиллятора, фотоэлектронного умножителя, усилителя, дискриминатора и регистрирующего электронного прибора (рис. 19). В снинтилляторах вдоль траектории ионизирующего излучения образуются возбужденные атомы и молекулы, которые, переходя в основное состояние, испускают электромагнитное излучение, часть спектра его находится в пределах частот видимого света. Для того чтобы увидеть эти вспышки света, сцинтил- ляторы делают прозрачными. Они бывают твердымиг_жид- кими и газообразными, орга- -нически5ш"й неорганическими. Для улучшения сцинтил- ляционной способности люминофоров к ним добавляют активаторы (таллий, европий, сеоебоо. трп(Т1рни.гЛ кптппнр образуют центры испускания фотонов и улучшают условия Рис. 19. Схема включения сцинтилляционного счетчика: / — источник излучения; S— сцинтил- лятор; К. — фотокатод; е— — фотоэлектроны; L — световод-, / — фотоэлектронный умножитель; // — делитель напряжения; Сд — блокирующая емкость; RH — сопротивление нагрузки; R — сопротивление делителя. перехода энергии возбужденных атомов и молекул во вспышку света. Активаторы указывают в скобках после символа сцинтал- лятора. Например, активированный таллием кристалл йодистого натрия обозначают Nal (T1). Изменяя толщину и плотность сцинтиллятора, можно добиться наибольшей эффективности счета к определенному виду или энергии излучения, снизить счетность радиоактивного фона. Для регистрации у-излучений используют крупные сцинтилляторы с большой плотностью и высоким порядковым номером г. Лучшей разрешающей способностью для ней- 3* 35
тронов обладают некоторые органические вещества с малым г и плотностью, близкой к плотности воды. Для регистрации (5-излучений используют тонкие кристаллы или пластинки, малочувствитель- Ш\\М .. • ш ь Рис. 20. Диагностическая сцинтилляционная установка ДСУ-68. ные вследствие небольших размеров и плотности к проникающим Y-излучениям фона. Для предохранения сцинтиллятора от попадания света и других внешних воздействий их заключают в контейнеры. Ввиду того, что стенки светозащиты непроницаемы для R-излучений малой энергии, удобно регистрировать излучение, смешав радиоактивное вещество с жидким сцинтиллятором. Яркость вспышки света зависит от поглощенной сцинтиллятором энергии излучения. Первоначально эти вспышки наблюдали, визуально, сейчас их регистрируют с помощью предложенного Л. А. Кубецким (1930) фотоэлектронного умножителя (ФЭУ). При. изготовлении детекторов в виде зонда сцинтиллятор отделяют от ФЭУ кварцевыми световодами или чаще из органического стекла. Для создания оптической плотности их притирают к ФЭУ с помощью вазелинового, велоситового или других прозрачных масел с мало отличающимся от стекла коэффициентом преломления света. 36
ФЭУ — это электровакуумный прибор. В нем вследствие фотоэффекта вспышка света выбивает из фотокатода несколько электронов, которые,"размножаясь в; "многокаскадном усилителе, лревра- Рис. 21 Сканер «Сцинтикарт-нумернк» (ВНР). щаются в импульс тока. Коэффициент усиления одного каскада может достигать 10, а число динодов — 16. На выходе ФЭУ образуется значительный по величине импульс, доступный для регистрации простыми пересчетными схемами даже без предварительного его усиления. Фотокатод изготавливают из сплава сурьмы с цезием и в виде полупрозрачного слоя наносят на внутреннюю 37
-A Рис. 22. Сцинтилляционная у-камера. поверхность торца ФЭУ. Этим же сплавом покрывают и диноды (эмиторы). СцИНТИДЛПЦИОТПТЫе еЧСТ'штпг нырну;модпд *)22pSHiaiDUiSv ^£С^1Я ПО"' — 10"и с), а следодададыш^являютс.я бы^^оле^ству^ощими. Это позволяет измерять интенсивные потоки излучения и изучать быстропротекающие процессы. Они обладают высокой эффективностью (100%) регистрации всех видов излучений, позволяют отличать излучения по виду и энергии, а при подключении к ним амплитудного анализатора импульсов получать высокоэффективный спектрометр излучения. Благодаря этим преимуществам сцинтилляционные счетчики постепенно вытесняют ионизационные детекторы. Поэтому в большинстве современных клинических i радиометров, например ДСУ-68 (рис. 20), сканере (рис. 21), v-камере (рис. 22), используют сциитилляционные Детекторы излучения. Этот метод регистрации излучений используется в портативных дозиметрах- радиометрах ДРГЗ-02 («Араке») и СРП-2 («Кристалл», рис. Рис. 23. Поисковый {5- и Т-ра^ио- метр СРП-2 («Кристалл»). 38
23), радиометре универсальном сцинтилляционном РУС-5 и др. Некоторые радиометры, например универсальный поисковый радиометр РУГИ, радиометр для контроля степени радиоактивных загрязнений «Тисе» (рис. 24), укомплектованы ионизационными исцин- тилляционными детекторами излучений. Клинический радиометр УР-3-2, широко применяемый для дифференциальной диагностики опухолей, в комплекте имеет ионизационные, сцинтилляционные и полупроводниковые детекторы излучения (рис. 25). Здесь целесообразно остановиться на кратком описании колод- цевого сцинтилляционпого счетчика (рис. 26), который успешно применяется для медико-биологических исследований у-активных образцов (препаратов). Для повышения эффективности счета радиоактивный препарат помещен в сделанное в сцинтилляционном кристалле углубление (колодец). Благодаря этому создаются оптимальные условия счета. Все излучения, кроме небольшой части Рис. 24. Радиометр «ТИСС». Рис. 25. Радиометр УР-3-2. 39
направляющихся в сторону входа в колодец, попадают в сцинтил- лятор и регистрируются. Поэтому количество импульсов может составить 60—80% количества распадов, т. е. приближает нас к измерению абсолютной радиоактивности. Благодаря повышению эффективности счета в исследовании можно использовать меньшие активности и тем самым уменьшить облучение пациентов и персонала. Все чаще используют жидкостные сцинтилляционные счетчики, особенно для измерения активности низкоэнергетических р-излу- . чений 3Н и 14С (радиометры СБС, «Изокап-300» и др.). У них радиоактивная проба смешивается с жидким сцинтиллятором во флаконах, прозрачных для излучения сцинтилляций, которые ре- •rz —* гистрируются фотоэлектронным умножителем и в ':'-, ' виде электрического импульса подаются на ампли- :_': тудный анализатор, а затем на электронные счет- Рис. 26. Схема колодцевого сцинтиллятора: ' ' /—кристалл Nal; 2— ФЭУ; 3— иммерсионное масло; 4— пробирка с радиоактивной пробой. чики импульсов и цифропечатающие устройства. Дискриминаторы выделяют импульсы по амплитуде, что позволяет в одной пробе измерять активность двух и более изотопов. ТЧ О х. jw.aa О УСТРОЙСТВО РАДИОЛОГИЧЕСКИХ ОТДЕЛЕНИЙ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСТОЧНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ С НИМИ Для правильной организации радиологических отделений необходимо учесть физико-технические свойства и радиобиологические особенности источников ионизирующих излучений, которыми могут быть радиоактивные вещества (РВ) или ускорители заряженных частиц. Прежде всего имеет значение их количество и агрегатное состояние, технология использования, радиотоксичность, период полураспада, вид, энергия и мощность дозы излучения и др. Это является основой радиационно-гигиенической характеристики РВ для разработки мер радиационной безопасности персонала и окружающих. J3ce источники ионизирующих излучений подразделяются на откг^ш^^и^^акрытые. Открытые источники — это РВ, при использовании котбрых возможно их попадание в окружающую 40
Таблица 3 Класс работ с открытыми радиоактивными веще твами в зависимости от радиотоксичности и активности нуклидов на рабочем месте Группа радиотоксичности А Б В Г Д Классы работ I ) Ш Не требующие специальных мер защиты Ai тивность на рабочем месте, 1:к (мкКЮ Более 3,7.10й (104) » 3,7-Ю12 (Ю5) » 3,7.Ю13 (10е) » 3,7-Ю14 (107) » 3,7.Ю15 (Ю8) 3,7-Ю8—3,7.10" (10—104) 3,7-109—3,7-1012 (Ю2—105) 3,7-1010—3,7-1013 (103—106) 3,7-Ю11—3,7. Ю14 (104—107) 3,7-Ю12—3,7-Ю15 (106—108) 3,7.10е—3,7-Ю8 (0,1—10) 3,7-107—3,7-109 (1—Ю2) 3,7-Ю8—3,7-1010 (Ю—103) 3,7.10е—3,7.10й (Ю2—10*) 3,7 • Ю10—3,7 • Ю12 (10s—105) 3,7-Ю6 (0,1) 3,7.107(1) 3,7.108 (10) 3,7.10е (Ю2) 3,7.1010(Ю3) Примечание. Активность на рабочем месте м 1жет быть увеличена при простых операциях с радиоактивными жидкостями (без упаривания, перегонки и др.) в 10 раз, пр^ хранении — в 100 раз.
среду. Это жидкие, газообразные или в виде порошков и суспензий радиоактивные изотопы и соединения. Перед использованием их расфасовывают на более мелкие порции, при этом может произойти их утечка, разбрызгивание, в результате они загрязняют окружающую среду, попадают на одежду, тело и внутрь организма. Устройство закрытых источников излучения исключает загрязнение окружающей среды. К ним относятся ускорители заряженных частиц (рентгеновские установки, линейные и циклические ускорители); ^-терапевтические аппараты, в которых радиоактивный изотоп в виде стержня заключен в прочную металлическую оболочку; радиоактивные препараты в виде игл, трубочек, бус, где радиоактивный изотоп располагается внутри герметизированного металлического канала или емкости с двумя стенками — герметичной стеклянной внутри и металлической снаружи. Некоторые источники закрытыми можно назвать лишь условно. Если радиоактивный изотоп помещен в полые кетгутовые нити, которые вшивают в культю органа, резецированного по поводу злокачественной опухоли, то по мере их рассасывания радиоактивное вещество попадает в ткани; не исключен также разрыв нити и загрязнение окружающей среды. В зависимости от радиотоксичности все изотопы разделены на пять групп. Гриппа Л — элементы с особо высокой радиотоксичностью. Их безопасная радиоактивность на рабочем месте не превышает 3,7 МБк (0,1 мкКи) (210Ро; 226Ra; 232Th; 239Pu и др.). Группа Б—элементы с высокой 'радиотоксичностью, допустимая активность па рабочем месте — до 37 МБк (1 мкКи) (90Sr; lOGp,,. 124С^. 126. 126, 129, 131J. 210RJ „ „г, Ч Группа В — элементы со средней радиотоксичностью, допустимая активностьна рабочем месте — до 370 МБк (10 мкКи) (22>24Na; 32р. 35S. 36С]. 42К. 45, 47Са; 57, SSQj. 73, 74Д5; 75Se; 82Br; 85$г; 90у и др.). Группа Г — элементы с малой радиотоксичностью, максимально допустимая активность на рабочем месте не требует разрешения санитарной инспекции, не более 3,7 ГБк (100 мкКи) (14С; lap; seel; 5,Cr; 65Fe; 64Cu; ,i9Zn; 99mTc; 113mSn и др.). К группе Д относится наименее радиотоксичный тритий (3Н) с допустимой на рабочем месте и не требующей разрешения санитарной инспекции активностью в пределах 37 ГБк (1000 мкКи). В зависимости от группы радиотоксичности изотопов и допустимой активности на рабочем месте все работы с открытыми радиоактивными веществами делятся на три класса (табл. 3). ТИПЫ РАДИОЛОГИЧЕСКИХ ОТДЕЛЕНИЙ И ОСОБЕННОСТИ ИХ УСТРОЙСТВА Широкий круг задач медицинской радиологии и специфика работы с источниками ионизирующих излучений требуют организации шести типов радиологических отделений:" I — рентгено- 42
диагностическое; II —дистанционной лучевой терапии; III —лечебного применения закрытых радиоактивных веществ; IV — лучевой терапии открытыми радиоактивными веществами; V — диагностического использования открытых РВ; VI — смешанные, или комплексные отделения. Согласно ОСП-72, работать с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений следует, соблюдая защитные мероприятия, снижающие суммарную дозу от всех источников внешнего и внутреннего облучения до уровня предельно допустимой дозы (ПДД) для соответствующей категории лиц и группы критических органов. В соответствии с требованиями «'Строительных норм и правил СНИП-11-69-78», вокруг ^ ч Отходы if TL Расфасовочная j исследование с радиоактивными , газани СтерипизаЩ^^ циошая пш%я р. =п t Манипипяционная 1 Радиооперационная U Рентгеновский кабинет Л^Папата на 1 койку Дозиметрический пост Л а а Гаммакамера Санкомната Hz УРУ Папаша на 2 койки Я Сканер Палата на 2 койки }а на 2 кош Папашина 2койж- ]ЖШ п Комета [ Пост дежурной сестры Кабинет брат учреждения, предназначенного для работы с применением радиоактивных веществ и других источников ионизирующих излучений, устанавливают санитарно- защитную зону. В ней запрещается размещать жилые и промышленные знания, детские учреждения, больницы, санатории и другие оздоровительные учреждения, не относящиеся к тем, для которых устанавливается санитарно-за- щитная зона. Размеры зоны должны быть такими, чтобы предотвратить поступление радиоактивных веществ через органы дыхания и внешнее облучение до пределов, допустимых для отдельных лиц из населения. При строительстве радиологических отделений проектная мощность дозы от внешнего излучения не должна превышать в помещениях постоянного пребывания персонала Н Дж/кг (1,4 мбэр.'ч), в нерадиологических помещениях учреждения — 1 Дж/кг (0,1 мбэр/ч), а в любых других помещениях и на территории в пределах наблюдаемой зоны — 0,3 Дж/кг (0,03 мбэр/ч). Палата на 2 койки \ 'Палата на 1 койку {] \? бусрет 1 Отделение дистанционной лучеШ терапии "П Рис. 27. Схема радиологического отделения смешанного типа. 43
Для размещения установок (аппаратов), при использовании кото-, рых мощность дозы в рабочем положении или при хранении источ^ ника на расстоянии 1 м от доступных частей поверхности установки превышает 3 Дж/кг (0,3 мбэр/ч), должны выделяться помещения в отдельном здании или отдельном крыле здания. Пульт управления аппаратом размещается в смежном помещении. Входная дверь в помещение, где находится аппарат, должна блокироваться с механизмом перемещения препарата или включением высокого напряжения, чтобы исключить случайное облучение персонала; обязательна сигнализация о положении источника излучения и превышении допустимой мощности дозы излучения. Для работ II класса с открытыми радиоактивными изотопами должны быть предусмотрены следующие помещения: 1) хранилище радиоактивных изотопов, 2) фасовочная, 3) процедурная, 4) моечная, 5) санитарно-душевой блок, 6) кабинеты для радиометрии больных и биологических сред, 7) кабинеты для обслуживающего персонала (рис. 27). При использовании радиоактивных изотопов с диагностической и лечебной целью в радиологическом отделении дополнительно планируются оборудованные специальной защитой палаты на 1—2 места со всем комплексом, необходимым для обслуживания больных в обычном стационаре (столовая, ванная, санитарный узел и пр.). Кроме этого, в отделении должны быть два санпропускника (раздельно для больных и персонала) с душем и дозиметрическим контролем, отдельные для больных и персонала санузлы, санитарная комната для обработки суден, помещение временного хранения выделений больных для радиологических тт^чеп/лтэоити" uaToniIQHt.uaa ЯЯСТ YriPWPHHST ГПРИП 7ТРЖПЫ бр.ГТЬЯ . ИН- струментария, комната для хранения загрязненного радиоактивными веществами белья и помещение для хранения защитных контейнеров с радиоактивными отходами. Защитное оборудование двухместной палаты включает в себя толстые стены, бетонную перегородку в рост человека между кроватями и защитную ширму, предотвращающую прямолинейный ход излучения через проем двери. Радиологическое отделение для закрытых радиоактивных препаратов должно обязательно иметь: 1) хранилище, 2) муляжную, 3) манипуляционную. 4) операционную со стерилизационной, 5) радиологические палаты. В рентгенодиагностическом отделении каждый из рентгеновских кабинетов должен иметь процедурную, пультовую, фотолабораторию и кабинет врача. Допускается использовать фотолабораторию для работы двух рентгеновских кабинетов. Отделение дистанционной лучевой терапии состоит из радиотерапевтических кабинетов, где источниками излучения являются рентгено- или у-терапевтические установки, линейные и цикличе-i ские ускорители заряженных частиц. Как правило, в каждом каби-1 нете должны быть: 1) процедурная, 2) пультовая, 3) комната для; врача. 44
Отделение для работы с открытыми радиоактивными изотопами, которое часто называют радиологической лабораторией, должно находиться в отдельном отсеке здания, ближе к блоку радиологического отделения для закрытых источников. В радиологической лаборатории принимают, учитывают, хранят, расфасовывают, выдают или вводят больным радиоактивные изотопы, определяют локализацию или распределение радиоактивных зеществ во всем организме или отдельных органах и тканях, их содержание в биологических материалах (тканях, крови, моче и пр.); осуществляют дозиметрический и радиометрический конт- Рие. 28. Дистанционная пипетка. Рис. 29. Схема электромагнитного дозатора радиоактивных жидкостей (пояснения см. в тексте). роль за соблюдением условий безопасности работ с радиоактивными изотопами. Выдача больным радиоактивных веществ для приема внутрь, внутривенное или внутритканевое (внутриопухолевое) введение с лечебной целью осуществляются в отделениях IV типа. В блоке открытых радиоактивных изотопов могут быть предусмотрены «активные» палаты для больных, которым с лечебной целью введены короткоживущие радиоактивные изотопы. Их отделяют от радиологической лаборатории тамбуром, а в блоке предусматривают операционную для введения в патологические ткани коллоидных растворов радиоактивных веществ. Более целесообразно эти манипуляции производить в операционной для закрытых источников и больных госпитализировать в палаты этого отделения. В радиологических отделениях IV и V типов должно быть центральное отопление, оборудуют их согласно ОСП-72 и НРБ-76. Мебель должна быть простой конструкции, покрашена масляной краской, с рабочими поверхностями из непористого материала. 45
В помещениях для работ I и II класса полы и стены покрывают спей циальными малосорбирующими материалами, стойкими к моющим средствам, края покрытия полов должны быть подняты и заделана заподлицо со стенами. При наличии спецканализации полы должна иметь уклоны и трапы. Углы помещений делают закругленными, а полотна дверей и переплеты окон имеют простейшие профили. Хра- .нилище площадью 8—10 м2, пол его покрыт специальным пластиком, а стены — масляной краской. Радиоактивные вещества хранятся в специальных одно- или многосекционных толстостенных металлических сейфах (можно внутристенных). Хранение радиоактивных изотопов в обычных сейфах, но в транспортной упаковке также обеспечивает полную радиационную защиту всех смежных производственных помещений вследствие поглощения излучения этой упаковкой, стенками сейфа, стенами хранилища. Б хранилище не вскрывают ампулы с радиоактивными веществами, поэтому вентиляция необходима только на случай аварии (поломки сосуда при перекладывании из контейнера в контейнер). Она подключается к вентиляции лаборатории, от которой в обычных условиях разобщается с помощью запорного клапана. Фасовочная площадью 18—20 м2 оборудуется типовыми защитными камерами или вытяжными шкафами с защитными экранами со скоростью движения воздуха в рабочих проемах 1,5 м/с. Производительность вытяжной вентиляции должна быть выше приточной на 20%, воздух выбрасывается не ниже 4 м над плоскостью крыши. Защитные камеры имеют дистанционные приборы для манипуляций с радиоактивными изотопами, некоторые из них герметизированы дверками, устроенными по типу шлюза. К шкафам подведены вида, газ, моющие растворы, имеется приспособление для сбора радиоактивных отходов или они подключены к системе специальной канализации. В фасовочной вскрывают ампулы с радиоактивными веществами, готовят рабочие растворы, заполняют дозаторы и расфасовывают изотопы на отдельные порции. В качестве дозаторов могут кс- пользоваться шприцы, дистанционные пипетки (рис. 28), автоматические микробюретки и более сложные радиоэлектронные приборы. В сконструированном сотрудниками кафедры медицинской радиологии Киевского института усовершенствования врачей дозаторе (рис. 29) радиоактивный препарат (/) в виде аэрозоля подается в бумажный стаканчик (2). После отмеривания необходимой порции сигналом от радиометра, градуированного на заданное количество радиоактивного изотопа, электромагнитная задвижка (3) перекрывает дальнейшее поступление изотопа. Процедурная должна иметь площадь не менее 10—12 м2. Здесь больные принимают радиоактивные вещества с диагностической и лечебной целью. Под вытяжной вентиляцией располагаются столы для кипячения шприцов в специальных защитных стерилизаторах и столик для приема радиоактивных изотопов внутрь. Приточно- 46
вытяжная вентиляция должна обеспечивать шестикратный обмен воздуха в час. Обработка биологических сред и приготовление препаратов производятся в прспарационной, а определение уровня их актив- ноСТИ — в ко-мнате радиометрии биологических сред, оснащенной стационарной радиометрической аппаратурой. В радиологической лаборатории обязательны санпропускник с душем, санузел, индивидуальные шкафы отдельно для чистой одежды и специальной пластиковой. В лабораториях I категории устанавливают два пристеночных душа: один для мытья в спецодежде, другой для мытья тела. Здесь же оборудуют дозиметрический пост. РЕЖИМ РАБОТЫ С РАДИОАКТИВНЬМИ ИЗОТОПАМИ, РАДИОМЕТРИЧЕСКИЙ И ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ Ампулы с радиоактивными изотопами поставляет Всесоюзное объединение «Изотоп» в бакелитовых или свинцовых контейнерах (рис. 30), помещенных в картонные коробки с целью защиты расстоянием, а тяжелые (массой 25—50 кг) — в деревянные ящики. _ Рис. 30. Контейнеры для транспортировки радио- ' активных изотопов. Транспортная упаковка обеспечивает защиту также при хранении изотопов и перемещении на расфасовку. Из хранилища изотопы -подают в фасовочную механически или полуавтоматически, а чаще на тележках. Свинцовые контейнеры часто заключены в жестяные банки, которые вскрывают специальным дистанционным ножом. При вскрытии тяжелых контейнеров типа КИЗ-29 и извлечении свинцовой пробки следует избегать облучения прямым пучком у- излучения. Ампулы с радиоактивными веществами из контейнера - Извлекают дистанционным пневмоманипулятором. Вскрывают сосуды с радиоактивными веществами в защитных камерах. Пени- Циллиновые флаконы вскрывают с помощью специального приспо- 47
собления типа ПВФ. Для разведения исходных растворов, расфасовки и выдачи больным пользуются дозаторами, защитными шприцами или дистанционными инструментами (рис. 31). В фасовочной, (/Vk-.- /=• Рис. 31. Дистанционные ипстоументн Рис. 32. Защитный бскс 6БП1-ОС (ОБ-ОС). процедурной и реже препарационнои, где производится работа с высокоактивными препаратами, поверх хлопчатобумажной спецодежды персонал надевает пластиковые полухалаты, а также резиновые перчатки, бахилы и марлевые маски типа «Лепесток». Рабо- 48
тают с радиоактивными растворами на кюветах, покрытых фильтровальной бумагой, и в защитных боксах (рис. 32). Лучше использовать бумажные полотенца и салфетки. К работе с радиоактивными препаратами допускаются лишь после специальной подготовки лица не моложе 18 лет, не имеющие медицинских противопоказаний, указанных в «Перечне медицинских противопоказаний», утвержденном приказом МЗ СССР № 400 30 мая 1969 г. Кроме контроля доз излучения на рабочих местах осуществляется индивидуальный дозиметрический контроль всего персонала лаборатории. Не реже одного раза в год работники радиологических отделений проходят медицинское освидетельствование с целью своевременного выявления и профилактики возможных лучевых повреждений. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ДОЗЫ ОБЛУЧЕНИЙ (ПДД) f И ФАКТОРЫ ЗАЩИТЫ ОТ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ ' Предельно допустимой, или толерантной, называют такую дозу облучения, которая при равномерном воздействии на организм персонала в течение 50 лет не вызывает неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами. Известно, что даже однократная ионизация может вызвать изменения физико-химических свойств организма. Однако в силу своего незначительного воздействия она не вызывает последующих биохимических и физиологических реакций. Не исключено, что в силу эволюции, под П TtTI ГТ IT t ТЛч » ПАЛТЛ """" -^ч-.т,^ •-- - ** элементов внешней среды организм приспособился к этому воздействию. Мало того, по мнению М. Склодовской-Кюри, облучение организма в пределах естественного радиационного фона необходимо для нормальной жизнедеятельности организма. Н. К. Кольцов считал естественный фон облучения одним из основных движущих факторов эволюции. Облучение организма большими дозами приводит к значительным изменениям, вплоть до его гибели. Это побудило сразу же после открытия ионизирующих излучений установить безопасную дозу радиоактивного облучения. В 1902 г. Роллинг предложил считать толерантной для организма такую дозу облучения, от которой в течение 7 мин не засвечивается фотографическая пластинка, т. е. около 3000 мкКл/кг (10 Р). В 1925 г. Мутшуллер предложил считать безопасной дозу 60 мкКл/кг (0,2 Р) в день. В 1931 г. Ш Международный конгресс радиологов признал эту дозу предельно допустимой. В 1934 г. Международная комиссия по защите от рентгеновых лучей и радия в качестве ПДД для рентгеновского и у-излучения также рекомендовала дозу 60 мкКл/кг (0,2 Р) в день или 300 мкКл/кг (1 Р) в неделю. В том же году V Международный конгресс радиологов решил уменьшить эту дозу до 30 мкКл/кг (0,1 Р) в день. По предложению Международной 4 9-412 49
комиссии по радиационной защите (МКРЗ) VI Международный конгресс радиологов рекомендовал снизить ПДД до 15 мкКл/кг (0,05 Р) в день, что составляет 86 мкКл/кг (0,3 Р) на неделю; для локального облучения кистей или стоп ПДД рекомендована в пределах 432 мкКл'кг (1,5 Р/нед), для лиц старше 45 лет она в два раза выше, чем для лиц более молодого возраста. В 1955 г. на Международной конференции по мирному использованию атомной энергии отмечено, что в связи с расширением объема работ с источниками ионизирующих излучений в различных отраслях промышленности, науки, медицины и увеличением числа людей, подвергающихся действию излучения, возникла необходимость радиологического -обоснования величины ПДД и ее уменьшения. На основании клинических и экспериментальных наблюдений было отмечено генетическое действие доз, даже незначительно превышающих естественный фон радиации. На основании этого МКРЗ в 1959 г. предложила уменьшить ПДДвпепшего облучения для лиц, использующих источники ионизирующих излучений в профессиональных условиях, до 5 мкКл/кг (0,017 Р/день), 30 мкКл/кг (0,1. Р/нед), 1,5 мКл/кг (5 Р/год), снизить величины предельно допустимых концентраций радиоактивных веществ во внешней среде. Для учета возраста МКРЗ рекомендовала ПДД внешнего облучения определять из расчета: Д— 1,5 (N— 18), где Д — тканевая доза, Дж/кг (бэр); N — возраст; лет; 1,5 — средняя годовая доза, мКл/кг (Р); 18 — возраст, до которого не разрешено работать с источниками ионизирующих излучений. Для лип, не связанных с профессиональным облучением. ПДД установлена в ппрпрляу 3 мкКл/кг (U,U1 Р/нед), а для всего населения — 0,3 мкКл/кг (0,001 Р/нед), т. е. 15 мкКл/кг (50 мР/год), что па порядок ниже дозы естественного радиационного фона. Все это нашло отражение в ОСП-72 и СНИП-П-69-78. Учитывая меньшую опасность локального облучения, ПДД внешнего и внутреннего облучения персонала для любого отдельного органа (кроме половых желез, красного костного мозга) равна 4,5—9 мКл/кг (15—30 Р/год). Для перечисленных выше органов — 1,5 мКл/кг (5 Р/год), а для кистей, предплечий, лодыжек и стоп — 22 мКл/кг (75 Р/год). При радиодиагностических исследованиях нередко в организм человека вводятся значительно большие количества радиоактивных веществ. Однако риск от несвоевременно распознанного заболевания неизмеримо больше вреда от превышения ПДД облучения. В связи с этим всех пациентов делят па три_К4тегории: АД — при наличии или подозрении на онкологическое заболевание; БД — исследование по клиническим показаниям в связи с пеонкологиче- ским заболеванием; ВД — обследование с профилактической или научной целью. Если исследования проводятся в порядке профилактических осмотров, допустимые для введения в организм количества радиоактивных веществ должны быть минимальны, а де- 50
* тям до 16 лет категории ВД и женщинам категорий БД и ВД в период беременности исследования не проводятся. Абсолютное значение количества используемых радиоактивных веществ зависит от степени их радиотоксичности, а также возраста исследуемого. Радиологические исследования детям до 1 года проводят только по жизненным показаниям или при подозрении на онкологическое заболевание. При этом ПДД на критический орган в 5 раз ниже дозы для взрослых. Защита от ионизирующих излучений лиц, работающих в сфере действия ионизирующих излучений, персонала смежных функциональных подразделений любых предприятий,'' учреждений, в том числе медицинских, больных и- всего населения осуществляется комплексом мер и средств, снижающих уровень внешнего облучения и предотвращающих попадание радиоактивных изотопов внутрь организма. Существует три фактора (метода) защиты от действия ионизирующих излучений: время, расстояние и экранирование. Обычно они используются в комплексе, но действенность каждого из них, а следовательно, целесообразность его использования зависят от вида излучения, проникающей способности и других условий его влияния. Непременным требованием является снижение дозы ниже предельно допустимой. Защита временем — уменьшение продолжительности контакта --- пропорционально снижает дозу облучения. Это достигается интенсификацией труда в сфере действия излучений за счет совершенствования трудовых навыков (вначале они приобретаются трени- сиональной подготовкой, а также повышением скорости выведения радиоактивных изотопов из организма). В определенной степени доза облучения снижается сокращением продолжительности рабочего дня и дополнительным профессиональным отпуском. В случае вынужденного кратковременного превышения уровня ПДД люди временно отстраняются от работы с тем, чтобы суммарная доза за квартал или год не превышала соответствующего значения ПДД. Защита расстоянием — увеличение дистанции между источником излучения и объектом облучения (человеком). Излучения расходятся радиалыю и распределяются на сфере, площадь которой возрастает пропорционально квадрату длины описывающего ее радиуса. В силу закона обратных квадратов доза облучения от точечного источника (в вакууме) обратно пропорциональна квадрату расстояния: Достигается защита расстоянием в первую очередь правильной планировкой размещения источников излучения. Так, атомные реакторы, АЭС, мощные ускорители заряженных частиц и у-установки 4* 51
располагают вдали от жилых массивов, ограждают зеленой санитарной зоной. При планировке радиологической лаборатории хранилища радиоактивных изотопов располагают подальше от других производственных помещений. Широко используются дистанционные приборы (пинцеты, щипцы, захваты, пипетки, механические руки, роботы), дистанционное управление. Защита экранированием — размещение на пути излучения поглощающих перегородок из плотных материалов, таких как кирпич, бетон, баритобетон, сталь, чугун, свинец, уран. Поглощающая способность материалов возрастает по мере увеличения атомной массы химических элементов и компактности расположения отдельных атомов, т. е. прямо зависит от относительной плотности. Это положение, в основном, справедливо при защите от волновых излучений. Защита от нейтронов более эффективна с помощью воды, ядра атома водорода которой имеют равную с нейтронами массу и хорошо обмениваются с ними кинетической энергией. В случае же соударения с тяжелыми ядрами нейтроны рассеиваются без существенной потери энергии. От малопроникающих а- и (3-излучений защищают простые экраны. а-Излучения полностью поглощаются несколькими слоями бумаги, картоном. Для поглощения р-лучей достаточно экрана толщиной в несколько миллиметров из алюминия, стекла, 1 см плексигласа. Защита от у-излучений осуществляется с помощью плотных веществ, причем степень их ослабления имеет экспоненциальную зависимость. Для определения необходимой толщины защитного экрана, а также проникающей способности квантового (СПО). Это такая толщина любого материала, которая уменьшает интенсивность волнового излучения (рентгеновского и ■уизлуче- ния) в 2 раза. Величина его прямо пропорциональна энергии излучения и обратно пропорциональна плотности защитного материала. Необходимую толщину защитного слоя вычисляют из уравнения К = 2", где п — число слоев половинного ослабления, необходимых для достижения известной кратности ослабления К- Например, если без защиты доза составляет 3 мКл/кг (10 Р/нед), а ПДД равна 0,03 мКл/кг (0,1 Р/нед), требуемая кратность ослабления К равна: 3 : 0,03 = 100 раз. ™ If? '00 - Из приведенного уравнения п = —.—g- =7 слоев половинного ослабления. При этом расчете не учитывается, что по мере прохождения через экран меняется спектр, или энергия, излучения. Для удобства и быстроты расчета при проектировании защиты ее толщину определяют с помощью таблиц и номограмм («Приложение», табл. 5). 52
ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ Радиоактивные отходы атомной промышленности и радиологических лабораторий содержат как короткоживущие, так и дол- гоживущие радиоактивные изотопы. Они могут быть твердыми, жидкими и газообразными. Твердые отходы считаются радиоактивными при условии, что из 1 см2 поверхности исходит более 5 а-частиц или 50 р-частиц в 1 мин, если их удельная радиоактивность в 100 раз превышает, среднегодовую допустимую концентрацию (СДК) для воды, удельный у-эквивалент превышает 10"7 г-экв Ra на I кг, а мощность у-излучеиия на поверхности более 3 мкДж/кг ■ ч (0,3 мбэр/ч). Жидкие отходы считаются радиоактивными, если содержание в них радиоактивных веществ больше СДК для воды. В зависимости от группы токсичности изотопа она колеблется в пределах от 27 Бк до 30 кБк/л, а для смеси изотопов неизвестного состава — 37 Бк/л. Радиоактивные отходы можно обезвредить тремя способами. 1) выдержать до полного распада, практически 5—10 периодов полураспада в зависимости от исходного количества радиоактивных веществ. Этот метод чаще всего применяют для обезвреживания короткоживущих веществ; 2) разбавить водой или воздухом до допустимой концентрации; 3) захоронить на специальных могильниках, так чаще обезвреживают высокоактивные и долгоживущие отходы. Для предупреждения попадания в окружающую среду газообразных радиоактивных веществ системы воздухоочистки оборудуют эффективными фильтрами, а высота вентиляционной трубы должна ооеспечивать снижение за1р>1;шеннис1и di.viuu^epnui и ошд}ла ди уровня ниже ПДК. Фильтры обезвреживаются как твердые радиоактивные отходы. Твердые и жидкие радиоактивные отходы могут временно храниться в радиологических лабораториях в специально оборудованных помещениях в защитных контейнерах или отстойниках специальной системы канализации. Тушки животных и другие разлагающиеся среды сохраняют в холодильниках или заливают специальными растворами. Если активность жидких радиоактивных отходов превышает СДК для воды открытых водоемов не более чем в 10 раз и в коллекторе данного учреждения обеспечивается их 10-кратное разбавление нерадиоактивными сточными водами, такие отходы можно сливать в хозяйственно-бытовую канализацию. Если активность отходов выше и их объем превышает 200 л/сут, сооружают специальную систему канализации, которая позволяет разбавить отходы до допустимой концентрации или произвести их соответствующую обработку. Изоляция радиоактивных отходов от внешней среды при их захоронении облегчается уменьшением их объема прессованием или сжиганием. Для уменьшения объема жидких отходов радио- 53
активные изотопы экстрагируют выпариванием, химическим осаждением или ионным обменом. Чтобы уменьшить самонагревание, испарение и улетучивание газообразных продуктов, высокорадиоактивную пульпу подвергают остекленению, битумированию или цементированию. Только в нашей стране высокоактивная пульпа надежно захо- роияется под землей. Практикующийся за рубежом метод захоронения цементированных и битумированных блоков в море на глубине 500 м не предотвращает загрязнения биосферы. Имеющиеся проекты удаления радиоактивных отходов в космическое пространство запрещены международными конвенциями. При строгом соблюдении введенных в Советском Союзе санитарных правил работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений обеспечивается безопасность работы в условиях действия проникающей радиации. В 1972 г. утверждены «Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений» (ОСП-72), разработанные в соответствии с «Основами законодательства Союза ССР и союзных республик о здравоохранении». Приняты «Строительные нормы и правила СНИП-11-69-78. Нормы проектирования. Лечебно-профилактические учреждения». С целью регламентации методов радиоизотопной диагностики и лучевой нагрузки на больных в 1974 г. МЗ СССР выпустило «Сборник инструктивно-методических указаний по радиоизотопной диагностике различных заболеваний». Глава 4 БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ Все виды ионизирующих излучений обладают биологическим действием, т. е. вызывают изменения в клетках, тканях, органах и организме в целом, с которым исследователи столкнулись вскоре после открытия рентгеновских лучей. Уже через несколько месяцев после сообщения Вильгельма Конрада Рентгена отечественный физиолог И. Р. Тарханов показал, что эти лучи оказывают значительное влияние на нервную систему и половые клетки лягушки. Повреждающее действие излучения радия на кожу испытал на себе Анри Беккерель. Он взял у Пьера Кюри для демонстрации в Парижской Академии наук ампулу с солью радия, положил в карман жилета и проходил с ней несколько часов. Вскоре на коже под тем местом, где лежала ампула, появились гиперемия и зуд, а еще через несколько дней образовалась долго незаживающая язва. После этого началось широкое изучение действия ионизирующей 54
радиации на живые организмы. Появилась новая отрасль науки — радиобиология. В ее развитие большой вклад внесли отечественные исследователи М. О. Жуковский, Е. С. Лондон, А. И. Поспелов, Н. Н. Исаченко, Д. Ф. Решитилло и многие другие. Достижения современной науки в области физики, химии, радиобиологии дали возможность, хотя и не полностью, раскрыть суть поражения живых организмов радиацией. Проникающее излучение действует в принципе одинаково — свою энергию оно отдает атомам вещества, вызывая их возбуждение и ионизацию. В процессе этих превращений вначале на уровне атомов и молекул, а затем на клеточном и в конечное итоге во всем организме возникают различные изменения. Образующиеся в результате ионизации атома или молекулы ионы, обладающие :<ак положительным, так и отрицательным зарядом, а также повышенной химической активностью, взаимодействуют с нейтральными молекулами. Возбужденный атом имеет большую по сравнению с исходным уровнем энергию, а следователыю, и более высокую химическую активность. Процессы ионизации и возбуждения атомов или крупных, биологически более активных молекул облученной ткани являются первичным физическим процессом, обусловливающим пусковой механизм биологического действия ионизирующего излучения, которое называют прямым действием. При этом происходит разрыв молекулярных связей с образованием активных продуктов расщепления, т. е. свободных радикалов. Учитывая, что 65—70% массы тела составляет вода, а в плазме крови ее содержится до 95%, вполне естественно, что основное действие ионизирующего излучения направлено на молекулы воды, которые в результате ионизации разрушаются, вследствие радио- лиза происходит образование свободных радикалов Н, ОН, Н02, а затем — перекиси водорода (Н202). Свободные радикалы окисляют или восстанавливают молекулы органических веществ, растворимых в воде: белков, иуклеопротеидов, липидов, ферментов и др. Наряду с водными радикалами, хотя и в меньшей степени, в облученном организме активно действуют органические радикалы. Таким образом, изменение молекулы, непосредственно не поглощаю щей энергию ионизирующего излучения, а получающей ее от других измененных молекул, представляет механизм непрямоно, или косвенного, действия. Вследствие дальнейших биохимических превращений образуются аномальные, чужеродные для организма, t биологически активные вещества, нарушающие цикличность обменных процессов и поражающие в той или иной степени клетки, ткани, органы и, наконец, все регулирующие системы организма. В отличие от прямого непрямое действие излучения не вызывает таких грубых изменений в тканях, однако оно распространяется на значительное число молекул, по объему тканей перевышающее площади полей облучения. Кроме того, эти процессы часто обратимы. Молекулы, соединяющиеся с органическими и водными радикалами, защищают другие молекулы от «нападения» (окисления- 00
восстановления) радикалов, что положено в основу защитного действия многих радиопротекторов. Одним из основных свойств водных и органических радикалов является ихтропность к атомам кислорода. Выраженная способность радикалов соединяться с атомами кислорода используется в радиобиологии для получения обратного, т. е. кислородного, эффекта. В условиях кислородного голодания облучаемых тканей или при понижении его парциального давления в тканях действие ионизирующего излучения ослабляется. Это и есть кислородный эффект, который проявляется лишь в процессе облучения. Насыщение тканей кислородом в период после облучения способствует более быстрому восстановлению клеток и не повышает их радиочувствительности. Помимо влияния кислорода интенсивность действия ионизирующей радиации связана и с другими физическими факторами. К ним относятся доза и мощность дозы ионизирующего излучения, возрастание которых повышает биологический эффект, качество различных видов излучения. Последнее определяется количеством пар ионов, возникающих на пути ионизирующего излучения, т. е. линейной потерей энергии на единицу пути пробега. Следовательно, от качества излучения зависит не только количество поглощенной энергии, но и ее распределение в тканях. Действие излучений на клетки. Ионизирующее излучение при общем облучении в различной степени поражает все ткани организма и при достаточной дозе облучения физико-химические реакции регистрируются во всех клетках. Патологические сдвиги возникают только в части клеток, остальные реагиоуют на .nvpennp оиздси1_1вие нормальной физиологической реакцией. Сущность радиационного поражения клетки заключается в разрыве молекул клеточных белков, разрушении клеточных структур, дезорганизации внутриклеточных биохимических и обменных процессов, нарушении проницаемости внутриклеточных мембран, торможении синтеза белков и ферментов. Реакция на проникающую радиацию как единицы клеточной популяции, так и отдельной биологической единицы зависит не только от радиационно-хими- ческих повреждений, но и от условий ее существования после облучения: интенсивности обмена веществ, содержания кислорода, воды, термической характеристики, которые значительно влияют на реактивность клетки, ее выживаемость. Воздействие радиации выражается как в нарушении процессов- жизнедеятельности клетки, так и во влиянии на ее наследственные свойства. В результате лучевого воздействия возникают извращенные биохимические реакции, которые отличаются многообразием и развиваются вследствие нарушения адаптационных механизмов, регулирующих течение нормальных биохимических процессов в клетке. Губительно действует ионизирующая радиация на белковый, жировой, углеводный обмен, окислительные процессы, разрушает ферменты. Особое значение в развитии лучевого поражения 56
организма имеет разрушение белковых структур клеток и тканей. Процессы жизнедеятельности организма тесно связаны с белками, на долю которых приходится около половины массы органических веществ. Важная роль в организме отводится энзимам, участвующим в обмене веществ клетки и синтезе большинства метаболитов. Регулирует синтез белка и энзимов рибонуклеиновая кислота (РНК). Синтез же РНК осуществляется молекулами дезоксирибонуклеи- новой кислоты (ДНК). Ионизирующее излучение действует на миогомолекулярные ядерные структуры ДНК. Разрывы бывают единичные, при которых нарушается связь между группами атомов в одной из нитей молекулы ДНК, и двойные, при которых разрыв наблюдается в двух нитях, что приводит к полному распаду молекулы. Двойной разрыв цепи молекулы ДНК наблюдается в результате прямого действия радиации и приводит к необратимым генетическим сдвигам и нарушению синтеза ДНК. Одиночные разрывы связаны с непрямым действием ионизирующей радиации. Функция размножения при этом не утрачена. Нарушается только внутриклеточный обмен. При двойных разрывах сшивание молекул ДНК, как правило, не наблюдается, однако в последнее время появились исследования, указывающие на такой механизм восстановления молекул. Торможение синтеза молекулы ДНК отрицательно сказывается на воспроизведении различных белков и ферментов. Разрушение молекулы РНК не приводит, как правило, к необратимым повреждениям клетки, так как количество ферментов велико и они взаимо- ЧЯМРТ1 CTP1UT-J Гм^РТ*, WTTPTWU Н9Г"ТМП9РТ ГС ТПП nrrVUQp ПГ TTTJ ЧЙПЧП гЪрП- ментов израсходуется раньше, чем синтезируется новая молекула РНК. Извращение биохимических процессов возникает также вследствие отравления клеточных структур токсическими веществами, образующимися в результате радиолиза воды. Гибель клетки может наступить вследствие одно- и двухнитевых разрывов. Одним из ранних симптомов облучения является парализация роста и деления клетки. Задержка размножения может наступить при действии относительно небольших доз ионизирующей радиации и быть обратимой и временной. Излучение препятствует митотическому делению клеток. С повышением доз радиации в клетках наступают необратимые процессы. Вначале возникают физико- химические сдвиги, изменение вязкости, гидрофильности, электропроводности цитоплазмы, проницаемости клеточных оболочек и т. д. Затем наступают морфологические нарушения — набухание хромосом, хондриосом, изменение микросом и лизосом, деформация и укрупнение ядра клетки, появляются вакуоли в цитоплазме. Размножение клетки прекращается. Для проявления лучевого воздействия на клетку необходимо время. Мгновенно поражается не более 1 % молекул клетки. В скрытом периоде первичное лучевое поражение молекул значительно усиливается развитием цепных реакций непрямого действия. Сразу же 57
после облучения в молекулах ДНК повреждений не выявляется однако через несколько часов наблюдаются одно- или двухнитевые разрывы. Если эти разрывы множественные, клетка погибает Одновременно под действием ионизирующего излучения насту пают радиационные мутации. С дезорганизацией структуры ДНК и изменением хромосом — носителей ДНК—наступают сдвип в наследственных свойствах клетки. Количество имеющихся в ее тественных условиях мутаций значительно возрастает под де& ствием ионизирующей радиации. Измененные свойства облученной клетки передаются по наслед' ству. Дезорганизация хромосом, проявляющаяся в изменении из конфигурации и пространственного расположения (хромосомные абер^ рации), заканчивается гибелью клетки или служит причиной на^ рушения генетической информации, в результате чего у потом^ ков облученной клетки закрепляются функциональные и морфо логические сдвиги, что также ведет к их гибели. Рели мутации существенно не затрагивают жизнеспособное^ клетки и ее способность к делению, развивается аномальное потомство, нередко с тенденцией к безудержному пролиферативному росту. В таких случаях возможно возникновение лучевого рака, лейкозов и других злокачественных новообразований. Образование радиационных мутаций в половых клетках неблагоприятно сказывается на организме следующих поколений, что проявляется в виде наследственных болезней. Патологические процессы, возникшие в клетке под действием ионизирующей радиации, могут нормализоваться. Это возможно на уровне молекул пои возникновении химичрркну пеянш» пг.п. дуктов ионизации или возбуждения с другими молекулами либо на уровне клеток. В одних случаях нормализация может быть полной, в других — частичной. Процессы пострадиационного восстановления развиваются как в однородных клетках, так и в тканях, содержащих неоднородные элементы. О способности организма восстанавливать жизнедеятельность клеток свидетельствует снижение биологической эффективности при дробном облучении. Уровень восстановления, как и уровень радиационного поражения, при одинаковых физических условиях облучения определяется степенью радиочувствительности не только клетки или ткани, но и всего организма. При лучевой терапии чаще наблюдается неполное восстановление тканей, так как погибшие зародышевые и дифференцированные клетки заменяются клетками соединительной ткани. Восстановительные процессы ускоряются при улучшении кровоснабжения тканей и насыщения их кислородом. При гибели части клеток продукты клеточной диссимиляции стимулируют митоз выживших клеток. Тормозящее действие на регенерацию тканей оказывают отек, инфекция, холод, голодание,1 мышечная усталость. Успешное восстановление тканей зависит также от применения фармакологических противолучевых защитных агентов — радиопро- 58
текторов. Выше мы рассмотрели механизм действия ионизирующего излучения на клетки с позиций теории непрямого действия, или активизированной воды. До недавнего времени, а в ряде зарубежных стран и сейчас распространена теория «мишени», основанная на положении о прямом действии ионизирующей радиации на клетку. Эта теория привлекла внимание ученых к количественным закономерностям действия излучений. Теория «мишени» предполагает наличие в клетках особо чувствительных участков-—«мишеней», радиационное поражение которых ведет к нарушению процессов метаболизма в клетке и ее гибели. Согласно этой теории, клетки гибнут даже при действии ничтожно малых доз облучения, если излучение падает на эти сверхрадиочувствительные участки. Поражающее действие ионизирующей радиации на эти участки подчиняется законам вероятности, т. е. попадание является случайным. Учитывая внутриклеточную дифференциацию, теория предполагает. что возникшие в чувствительных участках реакции являются реакциями прямого действия на межмолекулярные связи в молекулярных структурах белка. Однако исследователи не нашли в клетках таких образований, которые по своей сверхрадиочувствительности могли бы играть роль мишеней. Кроме того, теория «мишени» не объясняет возможность усиления процессов поражения после лучевого воздействия на клетку; механизм действия радиации на различные биологически.1 объекты; зависимость изменения радиочувствительности от возраста, активности обмена веществ, функционального состояния тканей. Несмотря на недостатки данной теории, ряд специалистов считает, что существует возможность ппампгп тайгтшщ пятиятши и бплрр или менее чувствительные к ионизирующей радиации структурные образования в клетках. Радиационные поражения в сложных биологических объектах, таких как высшие животные и человек, не однотипны с таковыми низших животных и отдельной клетки. Причиной гибели одноклеточных организмов или отдельной клетки является необратимая денатурация белка, а гибель высокоорганизованных биологических объектов обусловлена нарушением условий их жизнедеятельности. Смертельные дозы облучения организма не являются гибельными для отдельных клеток. Выращенные в искусственной среде клетки из организма млекопитающего, погибающего от смертельной дозы ионизирующего излучения, могут жить длительное время. На чувствительность высокоорганизованных организмов к ионизирующей радиации оказывает влияние значительно большее число факторов, чем на отдельную клетку. Облучение летучей мыши в состоянии спячки смертельной дозой рентгеновских лучей не вызывает каких- либо значительных патологических процессов, животные спят в течение многих недель и гибнут от лучевой болезни лишь спустя много Дней (до трех недель) после пробуждения. Еще многие явления в биологическом действии ионизирующей радиации неизвестны. Экспериментальные и клинические исследования показали, что, чем моложе организм, тем более он чуЕствителен к облучению. 59
Очень высокой радиочувствительностью обладает эмбрион, особенно в период, предшествующий имплантации, и го время имплантации. Даже небольшие дозы радиации вызывают внутриутробную гибель плода и его выкидыш. В период органогенеза повышается резистентность эмбриона к радиации и внутриматочная выжипаемость. В плодном периоде наблюдается наибольшая радиорезистентность зародыша. Но облучение и в этом периоде приводит к осложнениям го гремя родов и появлению мертворожденных. Следствием поражения эмбриона в период органогенеза могут быть различные уродства: дефекты мозга, костей черепа, кистей, ребер, уродство глаз и др. Они появляются в тех органах, закладка которых происходила по время облучения. Новорожденные особи в значительной части умственно и физически недоразвиты, продолжительность жизни их ниже средней, приспособляемость к условиям внешней среды понижена. Неполноценные особи либо остаются стерильными, либо дают высокий процент мертворожденных или потомков с различными уродствами развития. Одним из наиболее важных факторов, влияющих на биологический эффект, является доза облучения. С нарастанием ее, как правило, нарастает степень выраженности лучевого повреждения. Интересным представляется несоответствие между незначительным количеством поглощенной тканями лучевой энергии и результатом ее действия на организм. Физики подсчитали, что облучение человека дозой 144 мКл/кг (500-Р) приводит .к поглощению организмом энергии в количестве 70—75 кал. Наблюдается колоссальное несоответствие: доза в 144 мКл/кг (500 Р), которая может вызывать гибель организма, сообщает тканям ничтожное количество энергии, ^„.,...„ iw,.,^ lj ^Miiwn -larmuH «iu/i\i\c юрлчсш чая. ионизация и возбуждение наблюдаются в ничтожно малом числе молекул в организме и этот фактор вряд ли может объяснить большую выраженность биологического эффекта облучения. Здесь вступают в действие другие механизмы, усиливающие поражающее действие ионизирующей радиации (Н. Н. Куршаков и соавт., 1975). При одном и том же источнике ионизирующей радиации местное облучение протекает легче, чем общее., Повреждающее действие ■ ионизирующего излучения зависит ст площади облучения, с увеличением которой возрастает поглощенная доза радиации. Степень повреждающего действия ионизирующей радиации связана также с локализацией лучевого воздействия. Наиболее выражено оно при' воздействии лучевой энергии на область живота, затем груди и головы, меньше всего—при облучении конечностей. Ионизирующая радиация порядка 150 мКл/кг при воздействии на все тело вызывает ярко выраженный лучеЕбй синдром, нередко со смертельным неходом. Аналогичная доза при местном воздействии для организма почти безвредна либо появляется местная реакция в виде лучевого дерматита. Биологическое действие лучевой энергии обусловлено и видом ионизирующего излучения. Различные частицы и кванты вызывают неодинаковое распределение ионов, а также органических № водных 60
радикалов в организме. Чем легче частицы и чем большей энергией они обладают, тем меньше линейная потеря энергии и тем глубже они проникают в ткани. Принято считать биологическую эффективность у-лучей равной 1. Другие виды излучения, имеющие большую плотность ионизации, оцениваются по коэффициенту относительной биологической эффективности (ОБЭ), который у а-частиц, протонов, быстрых нейтронов и тяжелых ядер может колебаться в пределах 3—20, у Р-частиц —от 1,3 до 1,7. Поток у-квантов, протонов и нейтронов проходит сквозь всю толщу биологического объекта; а-частицы частично поглощаются эпидермисом и не проникают глубже кожи; Р-частицы с максимальной энергией проникают на глубину до 1 см. Биологическое действие ионизирующей радиации зависит и от мощности дозы излучения. С ее увеличением быстро растет количество энергии, поглощенной тканями, следовательно, быстрее проявляется повреждающее действие радиации. При низкой мощности дозы ежедневное облучение животного или человека в течение длительного времени значительных лучевых повреждений не вызывает. При дробном облучении радиопоражаемость биологического объекта снижается. Например, облучение свиньи ежедневной дозой 15мКл/кг (50Р) вызывает гибель животного при достижении суммарной дозы 2500 Кл/кг (8500 Р). При одномоментном облучении свиньи смертельная доза равна 173 мКл/кг (600 Р). Для оценки радиопоражаемости приняты следующие показатели: среднесмертельная доза (СДМ)—такое количество ионизирующей, радиации, которое, будучи распределено по всему телу биологиче- - — ~ . . rtA a после облучения; минимальная абсолютно смертельная доза (СД100 или СД100/30)—количество радиации, приводящее к смерти 100% облученных особей. Лучевое поражение зависит от индивидуальной чувствительности, резистентности к ионизирующему излучению и общей реактивности во время облучения. Имеются видовые различия чувствительности у млекопитающих. Например, одни собаки погибают при действии дозы .79 мКл/кг (275 Р), другие—115 мКл/кг (400 Р), а некоторые выживают при облучении дозой 173 мКл/кг (600 Р). Выраженность биологического действия ионизирующей радиации зависит от различных физических (вид, доза, мощность дозы излучение, локализация и размеры участка облучения) и биологических (исходное состояние организма, его защитные силы) причин. Чувствительность организмов к ионизирующим излучениям варьирует в больших пределах, причем причина такой вариабельности полностью не установлена. Так как при воздействии лучистой энергии в биологическом объекте наблюдаются физиологические реакции, реакции повреждения, а также компенсаторные? то наряду с понятием чувствительности к ионизирующему излучению введено понятие радиопоражаемости. Реакции повреждения (радиопоражаемость) сетчатки глаза 61
лягушки возникают при дозе 288 мКл/кг (1000 Р) в то время, как ее физиологическая реакция констатируется при дозе 0,3 мкКл/кг (0, 001 Р). Это наглядный пример высокой радиочувствительности при низкой радионоражаемости биологического объекта. Радиопора- жаемость организмов, в основном, тем выше, чем сложнее их организация. Установлено, что среди различных биологических объектов наибольшей чувствительностью к ионизирующему излучению обладают млекопитающие, хотя из этого правила есть и много исключений. Разница в чувствительности и поражаемое™ ионизирующим излучением у простейших и высших организмов чрезвычайно велика (табл. 4). Так, смертельная доза для инфузории колеблется в пределах 86—144 Кл/кг, а для человека —0,1—0,17 Кл/кг. Таблица 4 Чувствительность к рентгеновым и Y-лучам различных биологических объектов и человека (СД5(|/30) (по Н. Н. Куршакову и др., 1975) Объект Человек Обезьяна Собака Корова Верблюд Кролик Свинья люрская свинка Крыса Мышь Сурок Хомяк Курица Золотая рыбка Карась Лягушка Тритон Доза облучения. мКл/кг (Р) 115— 145(400—500) 160— 170(550 — 600) 100- 115(350 — 400) 190 — 200(650—700) 200 (700) 200 — 230 (700 — 850) 130— 160(450 — 5.5(1) 70— 85(250 — 300) 170 — 215(600 — 750) 190—200(650 — 700) 220 — 250 (770 — 860) 225 — 260 (780 — 900) 170 — 230(600 — 800) 195(670) 520(1 800) 260—320(900—1100) 850 (3 000) Объект Осел Мул Коза Овца Черепаха Змея Улиткя Кишечная палочка Дрожжи Амеба Дрозофилы Инфузории Хлорелла Доза облучения, мКл/кг (Р) 170— 190(580—650) 190 (650) 100— 115(350 — 400) 115— 130(400 — 450) 430 —(1500) 2 300 — 5 800 (8 000 — 20 000) 5 «ПО С9П ПОП! 1610(5 600) 8 640 (30 000) 28 800(100 000) 29 000 — 43 000 (100 000 — — 150 000) 29 000 — 52 000 (100 000 — — 180 000) 5 200 — 5 800 (18 000 — — 20 000) Развивающиеся и старые организмы животных и человека более подвержены разрушительному действию ионизирующей радиации. У юных особей это связано с активными митотическими процессами и большим количеством малодифференцированных клеток. Кроме того, в детском возрасте еще недостаточно сбалансированы механизмы регуляции различных физиологических функций. В старческом возрасте причиной повышенной поражаемое™ организма лучевой энергией является нарушение процессов компенсации и восстановления. 62
Состояние организма в момент облучения имеет большое значение для выживаемости особи. При повышенной функциональной активности тех или иных гр\пп клеток, тканей и органов увеличивается их чувствительность к ионизирующему излучению. Повышение интенсивности обмена веществ и функциональной активности различных органов и систем, например эндокринного аппарата, может быть связано как с физиологическими, так и патологическими процессами. Примером повышения физиологической активности является период лактации, в котором определяется большая чувствительность молочной железы к ионизирующему излучению. Примером повышенной чувствительности органа при патологическом процессе является высокая радиопоражаемость щитовидной железы при гипертиреоидном зобе по сравнению с резистентностью железы в норме. Резистентность организма определяется также состоянием нервной системы. Возбуждение ее в момент облучения способствует повышению радиочувствительности организма; значительное преобладание процессов торможения также усиливает повреждающее действие ионизирующего излучения. Патологические процессы в жизненно важных органах и системах организма, таких как печень, почки, лимфатическая и сердечно-сосудистая системы, легкие, способствуют повышению чувствительности тканей к облучению. Резистентность биологического объекта к ионизирующему излучению связана также с полом. Самки менее чувствительны к излучению, чем самцы, хотя в период течки устойчивость животных к поражающему действию облучения резко снижается. Отрицательное влияние на радиорезистентность организма помимо пато- лпгиирркиу imniiprroR пкячыияют любые нарушения его пеактив- ности: переутомление, большая физическая нагрузка и пр. Определенную роль в выживании особи играют условия внешней среды ее обитания после облучения. Низкая температура отрицательно сказывается на резистентности облученного организма. Радиочувствительность и радиопоражаемость животных и человека колеблются в широких пределах в связи с различными причинами. В настоящее время нет исчерпывающего объяснения, почему те или иные биологические огоби устойчивы или имеют повышенную чувствительность к ионизирующему излучению. Известны следующие факты: животные с высоким дыхательным коэффициентом более устойчивы к облучению, чем с нормальным. Выявлена особая чувствительность к облучению ферментов, содержащих медь и железо. Организмы беспозвоночных сильно насыщены аминокислотами, которые обладают радиопротекторными свойствами. Этим частично можно объяснить их большую радиорезистентность, чем млекопитающих. Имеются указания на роль эндогенных тиоло- вых соединений в повышении радиорезистентности млекопитающих. Установлено, что в организме животного и человека различные клетки и ткани неодинаково чувствительны к ионизирующему излучению. Чем интенсивнее рост и обменные процессы в ткани, чем ниже уровень ее дифференциации, тем выше ее радиочувствитель- 63
Таблица 5 Чувствительность к ионизирующим излучениям различных видов клеток организма (оценка дана по морфологическим изменениям клеток) (по Б. Раевскому, 1959) Вид клеток Опгаи и ткань Доза облучения, мКл/кг (Р) прпны? "пч?'»акн повреждения (гибель отдельных клеток) тяжелые ггосрсждсп;; (гибель большей част клеток) Лимфоциты Эритроблас ты Миелоциты Миелобласты Мегакарио- циты . Сперматого- нии Яйцеклетки (в зрелом фолликуле) Клетки крипг тонкой кишки Клетки герминативного слоя Клетки сальных желез Клетки мешочка волоса Клетки потовых желез Эпителий хрусталика Хрящевые клетки Остеобласты Эндотелий сосудов Лимфатическая ткань, лимфатические узлы, селезенка, вилочкона я железа Костный мозг Яички Яичники Тонкая кишка Кожа, слизистые оболочки Кожа Глаз Растущие кости » Сосудистая система 7—15 (25 — 50) 15 — 30(50 — 100) 15 — 30(50— 100) 15 — 30 (50 - 100) 15 - 30 (50 — 100) 15 (50) 15 Л50) 30 — 60(100—200) 90 (300) 85 (300) 85 (300) 85 (300) 85 — 115 (300 — 400) 115— 170(400 — 600) 115 - 170 (Ю0— 600) 230 — 3 ,5 (800 — 1 200) 115— 170(400 — 600) 150(500) 150—170(500-600) 150— 170(500 — 600) 150—170 (500 — 600) 85— 115(300 — 400) Яг, lie; ПОП АПП\ 230 (800) 250 — 520 (350 — 1 800) 250 — 520 (850 — 1 800) 200(700) 3*15 —720(1200—2 500) 230 — 290 (800 — 1 000) 230 — 290 (800 - 1 000) 230 — 290 (800 — 1 000) 375—1 150(1200—4 000) 64
Продолжение табл. 5 Вид клеток Железистый эпителий Гепатоциты Нсфроциты Глиальные клетки Нервные клетки Дыхательный альве- олоцит Костные клетки Орган и ткань Желочм внутренней и наружной секреции Печень Почки Центральная нервная система Центральная и периферическая нервная система Легкие Кости Доза облучения, мКл/кг(Р) первые признаки повреждения (гибель отдельных клеток) 290— 1 !50(! 000—4000) 290—1 160(1000—4 000) 290—1 160(1 000-4000) 290—1 160(1000—4 000) 290—1 160(1000—4 000) 290—1 160(1000—4 000) 290-1 160(1000—4 000) тяжелые повреждения (гибель большей части клеток) 860—2 300 (300—8 000) 860—1730(3 000—6 000) 860—1 730(3 000—6 000) 86Э—1 730(3 000—6 000) 860—1 730 (3 000—6 000) 860—1 730(3 000-6 000) 860—1 730 (3 000—6 000) ность. В пределах одного и того же органа различные клетки и ткани по-разному реагируют на облучение. Однотипные клетки в разных органах также отличны по радиочувствительности. Дифференциация радиочувствительности разных видов клеток и тканей организма представлена в табл. 5. Так как эта таблица основана на сравнительно грубых морфологических проявлениях лучевых повреждений, содержащиеся в ней данные относительно нервной системы несколько однозначны. В настоящее время исследования, проведенные с помощью современных физиологических и электрофизиологических методов, выявили высокую чувствительность нервной ткани к лучевой энергии. Молодые растущие и малодифференцированные клетки менее резистентны к ионизирующему излучению. С учетом различий в радиочувствительности разных клеток в зависимости от степени их дифференциации построена лучевая терапия злокачественных новообразований. В настоящее время окончательно не выяснены причины неодинаковой чувствительности к ионизирующему излучению разных клеток и тканей. Здесь имеют значение различные факторы: активность обменных процессов, насыщенность тканей кислородом, антиокислители. Радиочувствительность тканей и клеток изменяется в связи с переменой общей реактивности организма и условий внешней среды. 5 9-412 65
Среди однотипных клеток более радиопоражаемы клетки с повышенной функцией во время облучения. Особенно чувствительны клетки к облучению в период синтеза ДНК. Для успешного воздействия на злокачественные опухоли необходимо знать радиочувствительность как опухолевых, так и нормальных клеток. Экспериментальные исследования на животных и культурах нормальных и опухолевых клеток показали, что чувствительность опухолевых и нормальных клеток к лучевому воздействию в среднем одинакова и варьирует в незначительных пределах. Однако •способность к восстановлению у нормальных клеток в 2—3 раза выше, чем у опухолевых. Глава 5 ЛУЧЕВАЯ БОЛЕЗНЬ И ЛУЧЕВЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ Лучевая болезнь развивается при облучении всего организма или больших его участков большими дозами проникающих излучений. Лучевые повреждения возникают при облучении большими дозами ограниченных участков тела. Возникают они при внешнем или внутреннем облучении любым видом проникающих излучений. В случаях кратковременного -облучения при большой мощности дозы возникают острые лучевые поражения, а хронические — при длшельном оилучении малыми мощностями доз. Несомненно, и при общем облучении, которое редко бывает равномерным, в тканях, получивших большую дозу локального облучения, возникают местные изменения, так же, как и при локальном облучении, особенно достаточно большого объема тканей, наряду с местными изменениями (повреждениями) возникает общая реакция организма как единой функциональной системы. Таким образом, в части случаев выделение местных и общих лучевых повреждений несколько условно. Но оно целесообразно не только по академическим соображениям, айв силу существенных различий клинических проявлений, тактики- лечения и последствий заболевания. ч . ОСТРАЯ ЛУЧЕВАЯ БОЛЕЗНЬ Острая лучевая болезнь развивается в результате поражающего, действия внешнего или внутреннего облучения организма ионизирующей радиацией. Заболевание возникает' при однократном облучении большими дозами всего организма или больших участков'тканей — области живота, груди, головы и др., а также при двух- или трехкратном облучении умеренными дозами. 66
Величина дозы ионизирующей радиации, поглощенной тканями организма, определяет тяжесть заболевания. . Острая лучевая болезнь возникает у людей, подвергшихся облучению большими дозами ионизирующего излучения при взрывах атомных и термоядерных бомб, авариях на атомных реакторах, а также при облучении больших объемов тканей при лучевой терапии больных онкологическими заболеваниями. Одним из ведущих синдромов при острой лучевой болезни является гибель клеток крови. Различают четыре степени тяжести в зависимости от поглощенных доз облучения: легкая — при дозе облучения 1—2 Гр; средняя — 2—4; тяжелая — 4—6; крайне тяжелая — свыше 6 Гр. Гибель человека при облучении дозой 6—10 Гр' наступает в связи с поражением крови и кроветворной системы; свыше 10 Гр — с поражением пищевого канала. Облучение дозой 50 Гр и больше вызывает смертельный исход в связи с патологическими изменениями нервной системы. После облучения у больных появляются симптомы первичной реакции: тошнота, рвота, головокружение, головная боль, повышение температуры, гиперемия пораженных участков кожи. Краткая характеристика течения острой лучевой болезни в зависимости от степени поражения При легкой степени острой лучевой болезни в- зависимости от индивидуальной чувствительности у некоторых пострадавших не ПТ.ТСТГ) Т ГТТ/-ЛТГТТ ГЧ1М1ТТГГ\-МГ1 Т ГТГ»Г\Г»Т»ТТТГТТЛ7 плшмгпп \/ ^лтп 11тттпт1Пл -»•,-» больных через несколько часов после облучения появляются тошнота, рвота, исчезает аппетит, а в последующие сутки такие больные ощущают быструю утомляемость, сонливость. При средней степени тяжести болезни ведущим симптомом является рвота, начинающаяся через 1,5—3 ч после облучения; больные жалуются на общую слабость, чувство стеснения в груди, головную боль. При тяжелой степени все указанные симптомы выражены более значительно и выявляются раньше, появляется гиперемия лица и склер. При крайне тяжелой степени острой лучевой болезни все первичные реакции начинаются очень рано. Рвота может п'оявиться в момент облучения, протекает тяжело. При очень'больших дозах (30 Гр) сразу же после облучения может появиться профузный по-' нос. Больной впадает в коллаптоидное состояние. При исследовании крови в первые часы после облучения определяется лейкоцитоз за счет увеличенного количества нейтрофило- цитов. Он более высокий при большей дозе облучения. Н. Н. Кур- шаков и соавторы (1975) указывают, что при лучевом пбражении лейкоцитоз обусловливается выбросом из костного мозга грануло-. цитарного резерва. Отсутствует четкая адекватность высоты и про- 5* 67
должительности лейкоцитоза и интенсивности провоцирующего его фактора. Поэтому первичный лейкоцитоз не является веским показателем тяжести острой лучевой болезни. В течении средней и тяжелой степеней острой лучевой болезни определяются четыре периода: первичная реакция, латентный (кажущегося клинического благополучия), выраженных клинических проявлений болезни (разгар), восстановления. Эти периоды заболевания и лучевого поражения тканей и органов неодинаковы по величине изменений и времени их проявления. I период — общей первичной реакции — описан выше в зависимости от степени тяжести поражения. II период — латентный — характеризуется исчезновением первичной общей реакции через 2—3 сут. В ряде случаев больной не предъявляет никаких жалоб, хотя и остаются признаки легкого недомогания. При тщательном обследовании больного определяется неустойчивость пульса, повышение сухожильных рефлексов. При исследовании крови выявляется стойкая лейкопения, уменьшенное количество лимфоцитов, тромбоцитов, ретикуло- цитов. III период — разгар острой лучевой болезни. После латентного периода общее состояние больного ухудшается. Возникают головная боль и головокружение, депрессивное состояние, плохой сон. Температура тела повышается до 37—39° С в зависимости от степени поражения. Кожа становится сухой, шероховатой, в местах больших доз облучения возникает эритема и эпиляция. Выражен геморрагический синдром: появляются точечные кровоизлияния на слизистых оболочках, коже, кповоточияогть гтег^н кппцяпяя рвота и понос. Снижение иммунно-биологических свойств организма приводит к присоединению инфекции. Нарушается трофика тканей. Кровоизлияния в центральной нервной системе и трофические нарушения усиливают изменение функций всех органов и систем, рефлекторной деятельности, статики, исчезает аппетит, больные худеют, появляется жажда. Больные жалуются наболи в области живота, которые возникают в результате спазма и пареза кишок. Для тяжелой формы лучевой болезни характерны различные инфекционно-воспалительные процессы в виде перитонита, пневмонии, энтероколита, язвенной ангины, стоматита и др. В период разгара острой лучевой болезни определяются характерные изменения показателей крови. Уже в начале его снижается количество лейкоцитов (до 6 — 5 • 10г в 1 мкл и меньше) и тромбоцитов. Развивается гиперхромная анемия. При большой дозе облучения организма и отсутствии своевременной интенсивной терапии в третьем периоде может наступить смерть, В тех случаях, когда облучение организма было не очень большим, клиническая картина острой лучевой болезни — менее выраженной и больному проведено комплексное лечение, наступает период восстановления. 68
IV период — восстановление. Улучшается общее состояние, снижается и нормализуется температура тела. У больного появляется аппетит, исчезает головная боль, нормализуются показатели крови и восстанавливаются функции пищевого канала, однако остается значительно выраженная анемия. Для полного выздоровления и нормализации функций всех органов и систем необходимо длительное время. Иногда полного восстановления не наступает и у больных обнаруживается ряд изменений в центральной нервной системе, сердечно-сосудистой, кроветворении, снижаются сопротивляемость организма к инфекции и регенераторные процессы, что может дать ряд осложнений в виде септикопиемии, воспаления легких и др. Лечение острой лучевой болезни Первичные реакции при легкой степени острой лучевой болезни проходят без лечебных мероприятий. При тяжелой степени заболевания, чтобы прервать тошноту и предупредить рвоту, больному назначают аэрон по 1 таблетке 2—3 раза в день. Если рвота повторяется многократно, в тяжелых случаях больным вводят под кожу 1 мл 0,1% раствора атропина сульфата. При неукротимой рвоте в результате гипохлоремии больным вводят внутривенно 30—50 мл 10% раствора натрия хлорида. Следует учесть, что при введении хлоридов больные в течение. 5—6 ч не должны получать пищу и жидкости. В связи с обезвоживанием организма вводят под кожу изотонический раствор натрия хлорида. С целью лезинтокгикяпипннпй трпяпин Кп-питл™ внутривенно вводят гемодез (неокомпенсан) или полиглюкин. При облучении большими дозами у больных может наступить коллапс, резко падает артериальное давление. Для борьбы с этим опасным патологическим состоянием применяют подкожно 1—2 мл кордиамина, 1 мл 1 % раствора мезатона, а также капелыю раствор норадреналина. Для купирования коллаптоидного состояния внутривенно вводят трасилол: 40 000—60 000 ЕД в сутки. При падении артериального давления внутривенно вводят строфантин. Лечение агранулоцитоза. При общем 7"°блучении человека дозой больше 1 Гр в результате поражения костного мозга уменьшается количество лимфоцитов и тромбоцитов в периферической крови. При больших дозах облучения происходит опустошение костного мозга, хотя и остаются отдельные островки регенерации. Развивается гематологический синдром. Если больного не лечить, этот синдром осложняется различными инфекциями. В качестве критического показателя необходимости начала профилактической антибиотикотерапии рекомендуется условно принять количество лейкоцитов, равное 1 • 102 в 1 мкл крови. Если придерживаться этого критерия, уменьшается длительность применения антибиотиков, что предотвращает развитие дисбактериоза, кандидамикоза и образование устойчивых к антибиотикам форм бактерий. 69
Если у больного повышается температура, антибиотики назначают сразу. При комбинированных поражениях (облучение, ранение, ожог) их применяют с первых дней. С целью профилактики пневмонии, сепсиса, вызванного кишечной палочкой, и других инфекций рекомендуется применять оксациллин по 0,5 г 4 раза в день вместе с ампициллином по 0,5 г 3—4 раза в день. Оба препарата дают внутрь. Олететрин назначают внутрь по 0,25 г 4 раза в день. Если количество лейкоцитов увеличилось до 2 • 103 в 1 мкл, терапию антибиотиками прекращают. В тех случаях, когда на фоне профилактической терапии развивается инфекция, дозы антибиотиков следует увеличить: оксациллина—до 8 г в сутки, оле- тетрина — до 2 г в сутки. В терапертических дозах применяют и другие антибиотики — пенициллин, стрептомицин, тетрациклин и др. При стойком агранулоцитозе с повышением температуры необходимо создать для пострадавшего асептические условия, больным с кожными поражениями следует выдавать стерильное белье. Если у больного не поражены слизистые оболочки пищевого канала, ему назначают полноценную калорийную диету с достаточным количеством белка (120—150 г). Витаминотерапия обязательна при лечении облученных больных. Назначают аскорбиновую кислоту, пирндоксин, рибофлавин, фолиевую и никотиновую кислоты, цианокобаламин и другие. В тех случаях, когда количество лейкоцитов резко падает и доходит до 5 • 102 в 1 мкл, рекомендуется переливание лейкоцитарной массы по 20—25 млрд. клеток. 1 еморрагическии синдром развивается в результате значшель- ного уменьшения количества тромбоцитов. Тромбоцитопения при острой лучевой болезни возникает одновременно с появлением агранулоцитоза. При появлении кровоизлияния в слизистые оболочки, пете- хий, кровоподтеков на месте инъекций применяют аминокапро- новую кислоту внутрь по 4—5 г 4—5 раз в день. Местно на кровоточащую слизистую оболочку накладывают тромбин, гемостати- ческую губку, гемостатическую марлю. При значительном уменьшении количества эритроцитов необходимо переливание крови или замороженной эритроцитарной массы. Больным, получившим дозу облучения более 5—6 Гр, показана трансплантация 10—15 млрд. клеток костного мозга, совместимого по антигенному составу. ХРОНИЧЕСКАЯ ЛУЧЕВАЯ БОЛЕЗНЬ Хроническая лучевая болезнь развивается при длительном облучении организма ионизирующим излучением дозами; большими предельно допустимых. Чаще всего страдают лица, работающие 70' •
с ионизирующим излучением и не соблюдающие правила защиты от излучений. Хроническая лучевая болезнь может развиться у больных злокачественными опухолями, которые получали лечебные дозы ионизирующего излучения на большие участки тканей. Процесс развивается при поглощенной суммарной дозе не менее 2 Дж/кг, причем особое значение имеет темп нарастания дозы— обычно не менее 1—1,5 Дж/кг в год (Л. Д. Линденбратен, 1969) Согласно существующему законодательстьу, лица, работающие с ионизирующим излучением, должны периодически проходить специальный медицинский осмотр. Диагноз хронической лучевой болезни ставится на основании глубокого изучения профессионального анамнеза и детального клинического обследования. При хронической лучевой болезни функциональные и морфологические изменения возникают во всех органах и системах. Клиника хронической лучевой болезни Различают три стадии хронической лучевой болезни. В связи с тем, что сейчас хороню организована защита персонала, работающего с ионизирующим излучением, запущенных форм хронической лучевой болезни, как правило, не встречается. Первая стадия хронической лучевой болезни характеризуется появлением патологических изменений функционального характера. Определяются нарушения функции нервной системы. Больные жалуются на слабость, головную боль, быструюутомляемость, нения клеточного состава. Функциональные изменения пищевого канала проявляются диспепсическими нарушениями. Хроническая лучевая болезнь второй стадии характеризуется '. более стойкими и труднее обратимыми патологическими изменениями с появлением признаков органических нарушений в тканях. Повышается проницаемость стежок сосудов; количество лейко- ^ цитов снижается до 2,5—3 • 103 в 1 мкл, развиваются тромбоцито- пения и геморрагический синдром. Определяются значительные- изменения нервной системы: нарушается сон, усиливается головная боль, слабеет память. Появляются субфебрильная температура, ^тахикардия, снижается функция щитовидной и надпочечных желез. В результате лучевого воздействия нарушается функция пище- ■ кого канала: появляются тошнота, рвота, спазм тонкой и толстой кишок. Больной худеет. Выявляются трофические изменения в виде ломкости ногтей, атрофии кожи с образованием трещин и др. В результате снижения иммунобиологических свойств организма возникают инфекционные поражения в виде пневмонии, гепатита, энтерита, нефрита и др. 71
Тяжелым поражением организма является хроническая лучевая болезнь третьей стадии. У больного наблюдаются необратимые изменения органов и систем с утратой способности к регенерации. Резко угнетается функция кроветворной системы, наступает гипоплазия костного мозга. Угнетается функция лимфоидной ткани. Количество лейкоцитов уменьшается до 1,2—1,5 • 103 в 1 мкл, развиваются гиперхромная анемия, тромбоцнтопения. В результате выраженных изменений в системе крови, еще больших, чем при второй стадии хронической лучевой болезни, усугубляется геморрагический синдром: появляются кровоизлияния в слизистые оболочки, кровотечение из носа, десен и т. д. Изменения нервной системы проявляются в виде токсической энцефалопатии. В результате нарушений сердечно-сосудистой системы возникают тахикардия, одышка. Значительные изменения наблюдаются в эндокринных железах. Вследствие снижения сопротивляемости организма развивается сепсис. Лечение хронической лучевой болезни При появлении первых признаков хронической лучевой болезни пострадавшего отстраняют от работы с ионизирующим излучением. Лечение должно быть комплексным и строго индивидуализированным. Больных хронической лучевой болезнью первой и второй стадий госпитализируют, тщательно обследуют и проводят общеукрепляющую терапию. После клинического лечения их направляют хронической лучевой болезни назначают более длительное лечение с применением общеукрепляющих процедур, полноценного высококалорийного питания, витаминотерапии, десенсибилизирующих средств, препаратов, укрепляющих функцию нервной системы, а также антибиотиков широкого спектра действия. При третьей стадии хронической лучевой болезни больному в стационарных условиях проводят комплекс терапевтических мероприятий. Так как иммунобиологические реакции организма значительно снижены, для предупреждения и лечения инфекционных осложнений назначают антибиотики. Больным с выраженным геморрагическим синдромом назначают препараты, укрепляющие сосудистую стенку. Больных переводят на инвалидность. ХРОНИЧЕСКИЕ ЛУЧЕВЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ При длительном воздействии малых доз облучения на кожу (у лиц различных профессий, работающих с ионизирующими излучениями) развивается хронический дерматит. Он возникает постепенно, носит дистрофический характер и бывает атрофическим или гипертрофическим. Чаще всего поражается кожа кистей. При 72
атрофическом дерматите кожа истончена, блестящая, местами покрыта пигментными пятнами, лишена волос, на ней легко образуются ссадины и мелкие трещины. При гипертрофической форме отмечается сухость кожи, грубые трещины, особенно на сгибах, гипертрофические наслоения, кожа приобретает синюшный оттенок. Ногти становятся ломкими, с продольной или поперечной исчерченностыо. Дистрофические изменения кожи могут явиться основой для развития рака кожи (профессиональный рак). , ЛУЧЕВЫЕ РЕАКЦИИ И ОСЛОЖНЕНИЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ Любая энергия излучения, поглощенная тканями организма, вызывает ответную биологическую реакцию. Степень выраженности лучевой реакции зависит от дозы, радиочувствительности организма и других факторов. Ионизирующее излучение, направленное на облучение патологического очага, воздействует на кожу, слизистую оболочку, подлежащие и рядом расположенные ткани и органы. Таким образом, облучение очага сопровождается изменениями тканей не только в участке подведения излучения, но и во всем организме. Малые поля и дозы облучения общих реакций почти не вызывают, в то время как облучение больших участков тела сопровождается разнообразными клиническими симптомами. Иногда общая лучевая реакция наблюдается не только во время лечения больного, но и в течение длительного времени после его окончания. Первыми симптомами, свидетельствующими о воздействии на весь организм, могут быть: общая слабость, головокружение, головная боль, сонливость или нарушение сна, раздражительность, извращение вкуса, потеря аппетита, тошнота и рвота. Наиболее чувствительна нервная система, дающая ответные реакции на очень малые дозы облучения (5 • Ш~4 Гр тотального облучения). Разнообразие клинических симптомов зависит и от функциональных и морфологических изменений в различных системах организма. Лучевые поражения, которые возникают в тканях или органах, но не вызывают стойких патологических изменений, называются лучевыми реакциями. Проявления общей лучевой реакции, а также ее профилактика и лечение подробно описаны в разделе о лучевой болезни. Местная лучевая реакция — это комплекс патологических изменений, развивающихся на участке тела (коже, слизистой оболочке) после однократного или многократного воздействия ионизирующего излучения. Степень реактивности кожи к ионизирующему излучению зависит от ряда факторов: возраста, иола, месторасположения облученного участка: на передних поверхностях конечностей кожа более чувствительна. 73
Радиочувствительность меняется (повышается) при некоторых патологических состояниях организма: заболеваниях почек, сердца, эндокринных расстройствах и пр. Местные реакции при лучевом лечении больного проявляются в различные сроки. Реакции, появляющиеся в первые 24 ч после начала лечения, называются ранними. При дромном лечении от применяемой разовой дозы на кожу или слизистую оболочку, как правило, реакции не должно быть. Появление эритемы указывает на измененную чувствшельность кожи у данного пациента. Врач- радиолог при этом должен выяснить, какими эпдо- или экзогенными факторами обусловлена ранняя эритема, и учесть их при дальнейшем облучении пациента. Ранняя реакция может наблюдаться в органах или тканях, расположенных поблизости от поля облучения. Например, при облучении зон, граничащих с околоушной железой, нередко наблюдается болезненность ее, иногда резкая, с повышением температуры тела. В местах скопления лимфоидной ткани в организме (носовой части глотки, глотке, гортани, средостении и др.) иногда также наблюдается ранняя реакция в виде набухания или отечности ее. При этом больные жалуются на затрудненное дыхание носом или неудобство, болезненность при проглатывании твердой нищи. В зависимости от степени выраженности ранней реакции и индивидуальных особенностей строения голосовой щели у больных отмечается затрудненное дыхание вплоть до асфиксии, требующей специального лечения. Поэтому облучение в области голосовых связок следует назначать и проводить осторожно. При значительной ранней реакции применяют соответствующие реакция в последующие 24 ч и, как правило, не повторяется. При лучевом лечении дробным методом после ряда сеансов облучения развивается эритема — собственно реакция облучаемой кожи или слизистой оболочки. В зависимости от применяемого источника излучения: рентгеновского, у- или мегавольт- ного сроки появления ее неодинаковы. Эритемные дозы для различных источников излучения указаны в соответствующих разделах. На коже в области поля облучения интенсивность эритемы усиливается с каждым последующим сеансом. Появление яркой эритемы требует прекращения дальнейшего облучения независимо от того, выполнен ли предусмотренный план лечения. В области эритемы появляется пигментация и спустя несколько дней начинается шелушение. В зонах роста волос через 17—20 дней после последнего сеанса облучения начинается эпиляция. Шелушение длится 5—б нед, после чего кожа принимает обычный нормальный вид. Такая реакция называется сухим эпидермптом. Реакция слизистой оболочки проявляется усилением интенсивности окраски с последующим образованием маленьких белесоватых точек, указывающих на превышение ее толерантности. В этой фазе развития лучевой реакции облучение следует прекратить. В течение после- 74
дующих дней реакция усиливается, отдельные точки сливаются в белесоватую поверхность, реакция определяется как радиоэпи- телиит. Через 5—6 нед слизистая оболочка принимает обычный вид. Если же, несмотря на лучевую реакцию кожи или слизистой оболочки, продолжать облучение, повреждение становится более глубоким. Больной жалуется на зуд, иногда жжение или болезненность кожи в зоне облучения. При осмотре кожа представляется отечной, синюшной, видны маленькие пузырьки. После прекращения облучения в данной фазе лучевой реакции в течение последующих 10—12 дней процесс продолжает развиваться. Отдельные пузырьки сливаются, целостность эпидермиса нарушается, образуется общая мокнущая поверхность. Затем она подсыхает, обнаруживаются желтого цвета корки, под которыми начинается постепенная эпи- телизация. Такая реакция в виде экссудативиого, или мокнущего эпидермита сопровождается болью, жжением и длится й.0 10—12 нед. Заканчивается мокнущий эпидермит атрофией кожи и стойким об- Рис- 33- Лучевая реакция, протекающая ЛЫСением по типу экссУДативного эпидерчита. Реакция в виде мокнущего эпидермита (рис. 33) недопустима, так как с течением времени атрофия усугубляется, развиваются телеангиэктазии. В результате нарушения трифики ь смдалемные сроки mui у i ра^вшы.» низднис лучевые язвы. Лучевое лечение следует прекратить при реакции в стадии сухого эпидермита. Образование в результате передозировки во время лечения больного острых лучевых язв свидетельствует о грубом нарушении правил работы с ионизирующими источниками. Острая лучевая язва образуется быстро, ее сопровождают острая боль и зуд. Язва окружена синюшно окрашенной кожей с явлениями мокнущего эпидермита, края и дно ее сальные. Применение различных медикаментозных средств при этом малоэффективно. Течение длительное. Тенденция к заживлению почти полностью отсутствует. Наиболее радикальным средством лечения считается иссечение язвы в пределах здоровых тканей и замещение кожным лоскутом. Поздние реакции развиваются в различные сроки после окончания лучевой терапии: от 5—6 мес до несколько лет. Время появления и степень выраженности поздних лучевых реакций зависят от степени изменений, возникающих во время проведения курса лучевого лечения. Поздняя лучевая реакция в виде атрофии кожи в зоне проведенного лучевого лечения проявляется истонченностыо ее, 75
мраморностью, так как участки депигментации чередуются с гипер- пигментированными, широкой сетью телеангиэктазпй. Подлежащие ткани не изменены. В тех случаях, где помимо атрофии кожи определяется уплотнение подлежащих тканей, позднюю реакцию следует считать более тяжелой. Деревянистая плотность, определяемая при пальпации, указывает на склерозирование тканей в результате лучевого повреждения. Трофика в этих участках нарушена. Такие изменения тканей нися! название инлуративного отека. Б этих областях через неопределенные промежутки времени образуются поздние лучевые язвы. Поздние лучевые повреждения развиваются в результате нарушения нормальной жизнедеятельности облученных тканей, связанного, в основном, с передозировкой во время лучевого лечения. Различные механические, термические, химические факторы, дополнительно оказывают отрицательное влияние на ранее облученную кожу или слизистую оболочку, влекут за собой ускоренное развитие лучевых повреждений в виде язв. Поэтому большое значение имеет правильный уход за облученной кожей. Повторные курсы лучевой терапии опасны из-за образования лучевых некрозов. Поздние лучевые повреждения наблюдаются не только на коже или слизистой оболочке, но и в органах и тканях, расположенных рядом или подлежащих облученному участку. QiXJ В связи с увеличением сроков жизни больных, благодаря ксмп-"' „. лексной терапии злокачественных опухолей, через 4—12 лет после лечения стали наблюдать поздние лучевые повреждения дистрофи-_ ческого характерам костях и внутренних органах. 2 r^riUiUu, ,i,n>,i;i;n icjjdiitin рака милочнои железы, пищевода, легких, бронхов, злокачественных опухолей средостения в легочной ткани образуются склеротические участки — пневмо- склероз, бронхоэктазы, межплевральные шварты, а также дистрофические лучевые повреждения в миокарде и перикарде. Облучение злокачественных опухолей матки, придатков яичника, прямой кишки, мочевого пузыря вызывает лучевые повреждения не только мягких тканей и смежных органов в виде слицч'и- вых процессов и ^свищей (пузырно-маточный свищ), но и поражение костей бедра и таза. В костях медленно развивается остеопороз, переходящий впоследствии в остеопекроз, который при микротравмах ведет к образованию патологических переломов. Остеонек- розы чаще всего наблюдаются в ребрах, ключице, плечевом поясе, костях таза, бедренной кости. Уменьшить количество наблюдаемых поздних лучевых повреждений можно, индивидуализируя подбор дозных полей по топо- графо-анатомическим эскизам расположения патологического очага и окружающих жизненно важных органов и тканей. Выбор наиболее рациональных параметров облучения, обеспечивающих щажение здоривых тканей, позволит проводить эффективную лучевую терапию с минимальными поздними лучевыми повреждениями. 76
Глава 6 РАДИОИЗОТОПНАЯ ДИАГНОСТИКА ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ РАДИОИЗОТОПНОЙ ДИАГНОСТИКИ Рядиоизптппнзя диагностика разрабатывает вопросы теории и практического применения радиоактивных изотопов для диагностики заболеваний. Ее основой является измерение радиоактивности. Впервые метод радиоиндикации в биологии применил русский ученый Е. С. Лондон в 1904 г. Он получил на фотографической пластинке изображение тела лягушки, предварительно вдыхавшей радиоактивный газ радон. В 1913 г. венгерский химик Г. Хе- веши использовал радиоактивный изотоп свинца в качестве меченого атома для изучения химических превращений, а в последующем его транспорта в организме животных при исследовании механизма отравления свинцом. Возможность получения искусственных радиоактивных изотопов позволила расширить сферу применения радиоактивных индикаторов в различных отраслях науки, в том числе биологии и медицине. В 30—40-х годах радиоактивые индикаторы начали широко применяться в эксперименте и клинике для изучения метаболизма различных химических элементов в норме и при патологии. В 1939 г. Hamilton применил радиоактивный йод для диагностики нарушения функции щитовидной железы. Дальнейшее развитие метод ПЯТТМОНТПТППИПЙ ПТТЯГНПГ"ГТ.П/Т1 ГТОТцгтттЛ Г> ^П_С» Г^тт t т/^т-т1 ^r r ita налажено промышленное получение радиоактивных изотопов и созданы чувствительные и надежные радиометрические приборы. В настоящее время развитие диагностики идет по пути синтеза новых меченых соединений и усовершенствования радиологической аппаратуры, разработки и внедрения метода в широкую сегь здравоохранения. Это связано с высокой чувствительностью; большой точностью и физиологичностью радиологических методов исследования, простотой их выполнения и ценностью полученных результатов в постановке диагноза, контроле за результатами лечения и прогнозировании течения и исхода заболевания. В основу радиоизотопной диагностики положена способность некоторых радиоактивных изотопов или меченых ими более сложных химических соединений избирательно и с различной скоростью поглощаться отдельными органами и тканями, в том числе и патологически измененными. В клинической радиоизотопной диагностике в настоящее время применяются очень многие радиоактивные изотопы, чаще всего: 2-.\а; 24Л'а; 32Р; 47Са; 51Сг; 6,Fe; 75Se; 85Kr; 85Sr; "Тс; 126I; 181I; 133Xe; J60Yb; li)7Hg; li!8Au и др. Кроме необходимых биологических свойств радиоактивные изотопы должны обладать низкой радиотоксичностью, иметь 77
достаточную для проведения радиологического исследования продолжительность жизни, приемлемую для регистрации характеристики излучения. . Радиотоксичность в основном определяется не химическими, а физическими свойствами препарата, т. е. лучевой нагрузкой на организм. Токсичность выше у радиоактивных веществ с большим периодом полураспада, обладающих тропностыо к жизненно важным радиочувствительным органам т. тканям. Однако важное значение в определении радиотоксичности имеют эффективный период полураспада, вид и энергия излучения. Так, тритий, период полураспада которого 12 лет, средняя энергия р-частиц всего 6 кэВ и в организме распределяется равномерно, гораздо менее токсичен по сравнению с фосфором-32, период полураспада которого 14,3 сут, средняя энергия р-частиц 695 кэВ, обладающим выраженной тропностью к кроветворным и паренхиматозным органам. Эффективный период полураспада у этих изотопов примерно одинаков и составляет 8 12 сут, но вследствие тропности фосфора к радиочувствительным органам и значительно большей энергии Р-излучения его радиотоксичность значительно Еыше, чем трития. Чистые у-издучателп менее токсичны, чем а- или р-излучающие изотопы, так как лишь неоольшая часть у-пзлуч"ений~пТП7ющаетСя в пределах~_организМа, в чи врешуык~знетггая~~^- и Р-лучей лдалти-. чески вся поТлоЩаедси организмом вследствие их небольшой проникающей способности. Характеристика наиболее часто применяемых радиофарманев- тических препаратов и лучевые нагрузки при диагностических Естественно стремление к использованию очень короткоживу- щих радиоактивных веществ с периодом полураспада в несколько часов или десятков минут. Но применение таких изотопов затруднено по целому ряду обстоятельств: 1) при транспортировке из радиохимических лабораторий в лечебные учреждения радиоактивность таких препаратов значительно снижается вплоть до. ее полного исчезновения; 2) эти изотопы нельзя использовать в тех случаях, когда диагностика требует длительного наблюдения (часы, дни и даже недели); 3) вследствие быстрого уменьшения радиоактивности возникают большие сшибки при расчете количества радиоактивного препарата; 4) чтобы лечебное учреждение получило достаточную радиоактивность, радиохимическая лаборатория с учетом распада во время транспортировки должна приготовить порцию, во много раз больше требуемой; большие количества радиоактивных веществ требуют и большой защиты, что значительно увеличивает стоимость поставки; 5) содержание в радиоактивном препарате более долгоживущих примесей ограничивает пригодность его для клинических исследований не более чем пятью периодами полураспада. В связи с использованием хз клинической практике специальных генераторов некоторые короткоживущие изотопы можно получить 78
непосредственно перед применением и здесь же с их помощью пометить более сложные химические соединения, .снеобходимыми биохимическими свойствами. Сейчас в генераторах-пол у чают T^VfT^ ,,2,4 ч), м'"Тс (Г =-6 ч), 1131п (f ^ 1,74 ч) и др. Генератор для получения технеция-99/n (рис. 34) представляет собой помещенную в стеклянный флакон нерастворимую в воде соль молпбднга-99, которая в результате электронного захвата превращается в растворимую соль технеция. Периодически, по мерс- надобности, технеций вымывается изотоническим раствором натрия хлорида. Период полураспада молиблена -_6 суду, поэтому генератор может продуцировать технеций в течений трех педель. Для получения йода-132 используют генератор из теллура-131, а для получения индия-113—изотоп олова-113. Если радиоактивный изотоп введен в качестве метки в состав более сложных химических соединений, поведение его в организме и радиотоксичность определяются свойствами меченого соединения. Иттербий- 169 имеет период полураспада 34 сут, а в составе нефротропного соединения ДТПА половина активности выводится из организма в течение первого часа. Важное значение при регистрации излучения от радиоактивных веществ, находящихся в организме, имеет проникающая способность излучений, излучение от Р-радиоактивных изотопов можно регистрировать только _из поверхностно расположенных тканей, из Рис. 34. Схема получения короткоживущих изотопов в генераторе: /--генератор; 2—изотонический раствор натрия хлорида; 3— емкость воспринимающая радионуклид; '/ — механическая задвижка. глубины не более 1 см. Наиболее подходящими для наружной регистрации являются 7-излучаю[цие радиоактивные изотопы с энергией излучения в пределах 100 — 200 кэВ. При более низкой энергии 7-излучения в значительной степени поглощаются тканями организма, а при более высокой энергии нежелательно возрастает доза облучения организма реципиента и окружающих людей, усложняются защитные мероприятия и регистрирующие приборы, в первую очередь, детекторы излучения. Для повышения эффективности счета сцинтилля'ционные кристаллы должны быть больших размеров, что значительно увеличивает их стоимость. К тому же большие кристаллы требуют более тяжелой и объемной защиты от излучения фона. Для ограничения поля зрения детектора коллиматоры должны быть массивными, а несущие их штативы большими и тяжелыми, что делает аппаратуру крупногабаритной и малотранспортабельной. 79
Приготовление радиоиндикаторов заданной активности Срок годности радиофармацевтических препаратов, как правило, • не менее одной недели, что позволяет их использовать в течение длительного времени. Во время хранения активность препарата снижается по экспоненциальному закону. Для упрощения расчета оставшейся активности используют специальные таблицы, в которых указан процент активности в любое время по отношению к исходной, принятой за 100% (см. «Приложение», табл. 1). Рассчитав время, прошедшее^с момента приготовления препарата, указанную в паспорте на изотоп исходную активность умножают на найденный в таблице соответствующий этому времени процент, делят на 100 и получают искомую активность в данное время. Например, требуется определить общую активность препарата 1311 на 13 ч 6 сентября. В паспорте указана исходная активность 370 МБк (10 мКи) на 9 ч 2 сентября. В таблице находим, что за истекшие 4 сут и 4 ч активность уменьшилась до 69,7% исходной, а следовательно, будет равна 370 ^ = 258 МБк (6,97 мКи). Искомую активность любого препарата можно определить с помощью универсальной таблицы (см. «Приложение», табл. 2), умножив исходную активность на коэффициент k, соответствующий частному от деления истекшего со времени приготовления препарата времени t на период полураспада изотопа Т. Например, если с момента, указанного в паспорте на 1311, прошло 12 сут, а Т равен 8 сут, то Т —12:8=1,5, что соответствует k, равному 0,354. При исходной активности 1311 в 370 МБк (10 мКи) по истечении iz сут она оудет равна cwu u,ci04 = ui мьк (3,04 мКи). В зависимости от свойств радиоактивного вещества, цели и метода исследования, характера распределения его в организме и чувствительности детектора используются различные количества радиоактивных изотопов. Поставляемые в радиологические отделения радиодиагностические препараты обычно имеют большую удельную радиоактивность от 20 до 750 МБк/мл (от 0,5 до 20 мКи/мл) и более. Чтобы взять 0,1 МБк (2,7 мкКи) изотопа с удельной радиоактивностью 100 МБк (2,7 мКи/мл), следовало бы отмерить объем 0,001 мл, что практически выполнить невозможно. Приходится разводить этот исходный раствор водой или физиологическим раствором в 10—1000 раз и получать рабочий раствор. В нашем случае, если добавить к 1 мл исходного раствора 9 мл изотонического раствора натрия хлорида (это позволяет объем пенициллиновых флаконов, в которых поставляют радиоактивные вещества), концентрация радиоактивного вещества уменьшается до 10 МБк/мл (270 мкКи/мл), из полученного раствора микропипеткой можно взять 0,01 мл, т. е. требуемые 0,1 МБк (2,7 мкКи) радионуклида. При большей удельной радиоактивности из первого рабочего раствора готовят второе разведение и т. д. и получают препарат любой удельной активности. Для приготовления стандартных 80
растворов небольшие объемы исходного раствора или предварительные его разведения разбавляют большим количеством жидкости (0,1 — Ю л). Методы радиоизотопной диагностики По способу получения информации, ее обработки и интерпретации методы ралиоизотопной лиаптгтики делятся на две большие группы: исследования в целостном организме (in vivo) и в биологических образцах жидкостей или тканей (in vitro). В зависимости от техники измерения радиоактивности Г. А. Зед- генидзе и Г. А. Зубовский делят методы радиоизотопной диагностики на четыре группы: 1) определение активности биологических сред; 2) клиническая радиометрия — определение концентрации радиоактивных препаратов в органах и тканях; 3) радиография, или автоматическая регистрация динамики перераспределения препаратов в организме; 4) сканирование, или у-графия — определение топографии распределения радиоактивных изотопов в органах и тканях. Радиометрию в лабораторных условиях чаще всего проводят в таких биологических средах, как кровь, моча, слюна, кал, спинномозговая, асцитическая и плевральная жидкости, а иногда и кусочки тканей, спустя определенное время после введения в организм радиоактивных веществ. В последнее время особенно распространены методы радиоизотопной диагностики, основанные на изучении степени биохимического взаимодействия меченых радиоактивных BeilTPCTR С биОЛОГИЦРГКИМИ ГРР1ЯЧМ ИЯП1Р PHRnnnTlfrtl" крови или эритроцитами после их инкубации в пробирке. Эти методы удобны тем, что выполняются in vitro и полностью исключают лучевое воздействие на исследуемого. Наибольшее распространение они получили в эндокринологии. Радиолабораторными методами исследуют как |3-, так и у-излу- чающие радиоактивные вещества. Для регистрации (3-излучающих радиоактивных изотопов применяют торцовые газоразрядные или жидкостные сцинтилляционные счетчики. Радиоактивность у-излу- чающих сред с большей эффективностью регистрируется с помощью колодцевых сцинтилляционпых счетчиков. Для защиты детекторов излучений от радиоактивною фона используют свинцовые экраны-домики. Электрические импульсы тока со счетчика снимаются с помощью простых декадных пересчетных приборов, а также одно- или многократных амплитудных анализаторов, высокая чувствительность которых обеспечивает регистрацию импульсов от слабых вспышек (сцинтилляций) в жидком сцинтилля- торе и позволяет в одном образце раздельно регистрировать излучение от смеси двух изотопов (рис. 35). Подобные приборы обычно снабжают устройством для автоматической смены проб. С помощью данного метода диагностики, как и большинства других, чаще определяют не абсолютную, а относительную радио- 6 9-112 81
активность, что гораздо проще и не снижает достоверности исследования. В самом деле, для того чтобы знать, сколько принятого человеком радиоактивного йода выделяется за сутки с мочой, достаточно приготовить две равные порции препарата, одну из которых дают выпить исследуемому, а вторую — «стандарт» — оставляют для контроля. Через сутки в одинаковых геометрических условиях производят счет «стандарта» и суточной мочи, радиоактивность которой выражают^в" процентах, приняв за !00% количество импульсов от «стандарта». Для уменьшения объема мочи ее можно упарить или взять для счета небольшую ее часть и сделать в последующем пересчет на весь объем. Рис. 35. Одноканальный амплитудный анализатор импульсов ■ УР-5-2 («Пульт-А»). Клиническая радиометрия, используется в случаях изучения относительно статических, т. е. медленно протекающих процессов накопления и выведения радиоактивных веществ в органах или тканях, когда требуется однократное измерение или многократное через достаточно большой промежуток времени — минуты, часы или сутки. Результаты радиометрии обычно выражаются в процентах по отношению к принятому больным количеству радиоактивного вещества или патологического участка тела по отношению к здоровому. Иногда, например, при изучении скорости всасывания в пищевом канале меченых белков или жиров, скорости резорбции радиоактивных веществ из тканей и др.,. результат всех последующих измерений сравнивают с первым измерением радиоактивности области живота или места введения радиоактивного вещества (24NaCl, ш1-альбумина и др.). Очень важно, чтобы при всех измерениях хороню воспроизводились стереометрические взаимоотношения детектора и исследуемого участка тела. Для диагностики лучше использовать специальные радиометры. Так, изучать йодпоглотительную способность щитовидной железы 82
лучше с помощью сцинтилляционного радиометра ДСУ-2-1, колли- мированный детектор которого оборудован световым центратором или специальной выдвижной линейкой. Дифференциальную диагностику характера опухолевого роста по накоплению фосфора-32 в здоровой и опухолевой тканях производят с 'помощью радиометра УР-3-2 (см. рис. 25), снабженного набором р-зондовых сцйнтилля- ционных, газоразрядных и полупроводниковых детекторов излучения. Необходимо создать удобное положение больному и хороню зафиксировать детектор излучения во избежание изменения их взаимного положения в процессе радиометрии. Для изучения быстропротекающих физиологических процессов при фазовом анализе работы сердца, определения скорости кровообращения, вентиляционной способности легких, функционального состояния печени и почек применяют клиническую радиографию. Кривая измерения радиоактивности вычерчивается автоматически самописцем, подключенным к радиометру. В связи с необходимостью регистрации радиоактивности в нескольких участках тела одновременно применяют многоканальные радиографы. Для радиоизотопной ре- нографии, гепатографии, циркулографии и других исследований чаще всего применяют отечественную четырех канальную универсальную радиодиагностическую установку (УР-1-1) или четырехканальный радиометр фирмы «ГАММА» (ВНР). Для фазового анализа вентиляционной способности легких отечественная промышленность выпускает восьмиканальный радиограф УР-1-3 («Ксенон»). Одинаковая чувствительность всех каналов радиометра устанавливается с помощью образцового источника 137Cs или препарата, с которым производится данное исследование. Постоянную времени радиометра и скорость записи устанавливают в зависимости от цели исследования. Они должны обеспечить четкую регистрацию отделы ных колебаний радиоактивности, а вся кривая умещаться в пол( зрения исследователя или объектива фотоаппарата. С целью увели чения объема информации исследования в некоторых случаях скорость записи следует менять. Низкие кривые и записанные с малой постоянной времени и большой скоростью движения ленты самописца трудно поддаются математической обработке. А кривые, записанные с большой постоянной времени, скрывают важную информацию при регистрации быстропротекающих процессов. Всегда нужно стремиться выбрать оптимальный вариант режима работы радиографа. Риг 36 ТТилитппицргкнп (а) и конический (б) коллиматоры. 6* 83
Важно также правильно выбрать коллиматор, определяющий форму, размер и глубину «видимого» детектором участка тела. По мере увеличения длины и уменьшения поперечного сечения канала коллиматора уменьшается телесный угол зрения сцинтиллятора и скорость, или эффективность, счета. Одновременно с этим возрастает разрешающая способность, т. е. способность различать по активности меньшие участки тела, что "используется при сканировании. При функциональных исследованиях в поле зрения детектора должен находиться весь орган. В этом случае применяют цилиндрические коллиматоры с большим отверстием или конические с вершиной, обращенной к сцинтиллятору (рис. 36). Общим для методов клинической радиометрии является изучение скорости перемещения радиоактивных веществ, обусловленного их физико-химическими свойствами, участием в обмене веществ или пассивным перемещением с жидкостями и газами организма. Методика зависит от целей и задач исследования, характера изучаемых явлений в организме и выбора радиоактивного вещества. Например, определение функции щитовидной железы основано на изучении различных этапов обмена йода в организме; скорости кровотока — по времени переноса радиоактивных веществ по сосудистому руслу током крови; уровня непроходимости позвоночного канала — на различии относительной плотности спинномозговой жидкости и радиоактивного газа ксенона и т. д. Сканирование _ .„ ^^ ....ч..,™^ишч .i-juwijci/iw-in-i/i распределении ^адиоак- тивного вещества в отдельных органах, тканях или во всем теле. Производится с помощью меченых соединений, избирательно накапливающихся, т. е. тройных к исследуемому органу, ткани или патологическому очагу. Иногда патологические очаги определяются по снижению накопления в них радиоактивного вещества. Это зависит от физико-химических свойств радиоактивных препаратов и патофизиологических особенностей очага. С помощью сканирования определяют функциональную топографию органов или тканей. Метод позволяет определить: 1) месторасположение органа или патологического очага; 2) их форму и размеры; 3) равномерность распределения радиоактивного вещества, что позволяет выявлять очаговую патологию; 4) взаимоотношение органа или патологического очага с окружающими органами или тканями; лучше этот вопрос решается при сканировании с двумя радиоактивными веществами, тройными к различным органам, или при рентгеносканировании. В последнем случае фотос'канограмма получается на рентгенограмме до ее химической обработки. В Советском Союзе для сканирования чаще всего применяются два типа у-топографов — отечественный ГТ-2 и венгерские «Сцин- тикарт» и «Сцинтикарт-нумерик». 8-t
, Принцип работы сканера показан на рис. 37. Коллимированный сцинтилляционный счетчик (/) автоматически ступенеобразно передвигается над исследуемой областью (2) и регистрирует интенсивность излучения в отдельной точке или сумму импульсов за каждые 5 с счета. Электрический импульс с детектора поступает в пересчетный прибор (3), где усиливается, формируется и в определенной кратности подается на регистрирующее устройство (например, соленоид 4), которое перемещается над бумагой синхронно Рис. 37. Схема сканирования щитовидной железы (пояснения см. в тексте). с детектором излучения и через копировальную бумагу или цветную ленту выдает информацию на обычной писчей бумаге в виде штрихов или цифр. В момент, когда детектор совершает реверс, т. е. делает шаг на линию, расположенную на 3—16 мм ниже предыдущей, и меняет направление движения на обратное, бумага также протягивается па величину этого шага. Информация может подаваться на фотографическую или термоэлектрическую бумагу, рентгеновскую пленку или вводиться в ферромагнитную память, а потом воспроизводиться на бумаге или осциллоскопе. Минимальный размер патологических очагов, которые могут выявляться на сканограмме, не менее 1 см в диаметре. В массивных органах мелкие участки повышенного и сниженного накопления
изотопа маскируются излучением от близлежащих и более удаленных от детектора тканей. Особенно ощутима маскировка таких очагов, степень накопления изотопа в которых мало отличается от радиоактивности- окружающих тканей, и в органах обо- идной формы. Глубокорасположенные мелкие патологические очаги выявляют с помощью многоканальных фокусирующих коллиматоров (рис. 38). Сканирование — процесс довольно длительный, от нескольких десятков минут до 1,5—2 ч в зависимости от размеров исследуемых органов, скорости и шага перемещения детектора. Поэтому для обнаружения патологических очагов во всем теле, например с целью выявления метастазов рака щитовидной железы в кости, предварительно используют профильное сканирование. Детектор излучения со щелевидпым коллиматором автоматически перемещается вдоль тела больного, а сигнал радиоактивности регистрируется самописцем в виде профильной кривой. Распределение изотопа в органах и тканях со временем изменяется. Если производить яинямичрскор сканирование, т. е. получать сканограм- мы через разные промежутки времени после введения изотопа, это позволит с большей достоверностью выявить патологические очаги и одновременно составить представление о функциональном состоянии органа. Это возможно при наличии быстродействующего сканера и относительно медленном перераспределении радиоактивного вещества в органе. Наилучшим способом получения изображения органа через малые промежутки времени в динамике является ^камерныи метод^. В у-камере (см. рис. 22) детектор излучения представляет собой большой сцинтилляционный кристалл (диаметр 22 см и более), на который попадает у-излучение одновременно со всех участков исследуемого органа через коллиматор с большим количеством отверстий. Благодаря специальной схеме включения 19 и более ФЭУ электрический сигнал подается на осциллоскоп, поляроид- ную бумагу и компьютер, где регистрируется в соответствии с коор- Рис. 38. Фокусирующий коллиматор с изосчетной кривой: / — вид сверху; 2 — вертикальный разрез; 3 — изосчетные кривые. 86
динатами участков органа, видимых через каналы коллиматора. Электронно-вычислительная машина, согласно заложенным в ее память программам, производит анализ и вывод результатов исследования. у-Камеры — очень сложные и дорогостоящие приборы и оснащение ими медицинских учреждений только начинается. Для у-сцинтиграфии необходимо вводить в организм большое количество радиоактивного изотопа. Лучевая нагрузка на организм небольшая, так как используются только очень короткоживу- щие изотопы с периодом полураспада от нескольких десятков минут до 6 ч и чистые у-излучатели. Такие изотопы или меченые ими соединения . получают в генераторах. Измерение радиоактивности всего тела Методика основана на применении высокочувствительных сцин- тилляционных детекторов, которые регистрируют радиоактивность всего тела. Создано несколько' типов конструктивно отличных спектрометров излучения человека (СИЧ) с подвижным и неподвижным одним или несколькими детекторами. Используются твердые и жидкие сцинтилляторы. Для уменьшения помех от естественного радиоактивного фона детекторы и исследуемого помещают в непроницаемые для внешнего излучения толстостенные железные камеры. рометров препятствуют их широкому применению в медицинских учреждениях. Мы совместно сСКБ Киевского радиозавода применили в конструкции СИЧ стандартные блоки детектирования и защитное оборудование. Защита сцинтилля- тора диаметром 100 мм от излучения фона обеспечивается следующим образом. Детектор находится в специально отлитом свинцовом коллиматоре, имеющем вид четырехугольной усеченной пирамиды и закрепленном на жесткой арматуре на расстоянии 1,5 м от человека. Исследуемого помещают в свинцовый короб из стандартных блоков БС-50 размером по периметру 150 X X 80 см и высотой 60 см. Угол зрения коллиматора перекрывается со всех сторон верхним краем короба, что предотвращает попадание в детектор прямых излучений фона. Исследуемого располагают в виде дуги радиусом 1,5 м, что обеспечивает хорошую изосчетную характеристику по всему длиннику тела (рис. 39). Такая конструкция на один порядок снижает радиоактивный фон, обеспечивает А А А / -^"**-^. /5 <■<<<*<< А А N Рис. 39. Схема измерения радиоактивности всего человека на СИЧ: / — детектор; 2 — коллиматор; 3 — анализатор импульсов; 4 — свинцовая защита. Ь7
эффективность счетчика не ниже 0,01% и позволяет с достаточной достоверностью производить радиометрию после введения человеку 0,4—0,5 МБк (10—15 мкКи) радиоактивных изотопов. Вначале счетчики активности всего тела применяли специалисты по радиационной гигиене для идентификации и определения количества радиоактивных изотопов, попавших в организм. В последнее время СИЧ успешно используются в клинической диагностике для изучения динамики выведения радиоактивных препаратов из организма, тканевого этапа метаболизма тиреоидных гормонов, ренометрии и др. Мы используем эту методику для изучения водно- электролитных нарушений у больных нефропатиями. РАДИОИЗОТОПНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ В медицинской практике заболевания щитовидной железы встречаются довольно часто и их диагностика для опытного врача сравнительно проста. Однако дифференциация симптомов нервно- вегетативного и гипертиреоидного генеза, вопросы патогенеза заболевания, медико-хирургические проблемы и назначение патогенетической терапии требуют совершенствования методов диагностики забо:!*_заний щитовидной железы. С этой целью успешно используются радиоактивные изотопы йода, метаболизм которых в организме идентичен стабильному йоду. Щитовидная железа была первым органом, для диагностики заболеваний которого были применены радиоактивные изотопы, ч^сичси. и^пилмунл различные методы исследования, основанные на изучении обмена йода. Йод является важным компонентом структуры тиреоидных гормонов. Потребность организма в нем составляет 100—200 мкг/сут. Такое его количество поступает с пищей и водой и выделяется с мочой, слюной и потом. Основная масса йода содержится в щитовидной железе (от 6 до 30 мг/100 г), 4—6% йода неорганического, примерно 75% входит в состав гормонов, остальной — в состав других органических соединений. В плазме крови в виде связанного с белками или гормонами находится всего 0,5—0,8 мкг/л йода и лишь около 0,03 мкг/л — в виде свободного натрия йодида. В других органах и тканях организма концентрация йода такая же, как в плазме крови. Выделяют неорганическую и органическую фазы обмена йода в организме. В неорганической фазе анион йода всасывается из пищевого канала в кровь. Из крови большая часть йода поглощается щитовидной железой, а остальной распределяется в межклеточной жидкости и выводится из организма. В щитовидной железе йодид окисляется до элементарного йода, на этом заканчивается неорганическая фаза обмена. В дальнейшем йодид включается в щитовидной железе в гормональный органический этап обмена. 88
Прд действием йодиназы в тиреоидных клетках тирозин присоединяет йод и превращается в моно-, а затем в дийодтирозин, которые в тиреоидном коллоиде, соединяясь попарно, превращаются в три- йодтиронин или тетрайодтиронин. (тироксин). Эти гормоны высвобождаются из фолликулов в кровь, где связываются с фракциями белков сыворотки. Отсюда гормоны используются тканями, в основном участвуют в метаболизме — потенцируют фосфорилирование в реакциях клеточного гликолиза. В результате декодирования, декарбоксилирования и дезаминирования гормоны превращаются в йодпировиноградпые кислоты, а затем в уксусную кислоту. Часть освободившегося йода принимает участие в синтезе вновь образующихся гормонов, а остальной выводится из организма. При чрезмерной секреции тироксин может выделяться печенью с желчью в кишки. Гормоны гипофиза и надпочечных желез регулируют образование тиреоидных гормонов в щитовидной железе и способствуют их утилизации. В плазме крови тиреоидные гормоны в основном находятся в виде тироксина и трийодтиронина. В тканях тироксин превращается в трийодтиронин. Метаболизм тиреоидных гормонов изучают с помощью различных изотопов йода (1251, 1271, 1281, ш1, 13'2]), чаще всего ш1 с периодом полураспада 8,05 сут. Радиоизотопная диагностика заболеваний щитовидной железы осуществляется методами функционального исследования различных этапов обмена йода и сканирования. Больных необходимо готовить к исследованию. Чтобы предупредить насыщение организма большими количествами стабильного НОЛЯ И б.ППКЯГП/ тиТППИЛНПЙ дарчмы QQ 1 ^ О 1\»ол пг, ппп чп. дования больной прекращает принимать препараты, содержащие йод (раствор Люголя, дийодтирозин, рентгеноконтрастные вещества) и бром, который близок по химическим свойствам к йоду и может частично блокировать щитовидную железу. Нельзя смазывать кожу или слизистые оболочки растворами йода и Люголя, санировать пульповую камеру зуба йодоформом. Отменяют такие антитиреоидные препараты, как перхлорат калия, метилтиоура- нил, мерказолил, а за 4—5 нед — препараты щитовидной железы и тиреоидные гормоны (тиреоидин, трийодтиронин, тироксин), которые изменяют внутритиреоидный обмен или нарушают взаимоотношения между щитовидной железой и гипофизом. В ближайшие к исследованию две недели прекращается прием гормональных препаратов коры надпочечных желез, гипофиза, половых гормонов, которые влияют на внутритиреоидный обмен йода и изменяют связь тиреоидных гормонов с глобулинами плазмы крови. Следует помнить также о возможности прямого или опосредованного через механизмы нейро-гуморальной регуляции влияния на функцию щитовидной железы и других медикаментов (валокордина, антибиотиков, кофеина, производных салициловой кислоты и др.). Главное управление лечебно-профилактической помощи МЗ СССР утвердило оптимальный комплекс радиоизотопных тестов, 89
отражающий изменения йодного метаболизма на внутритиреоид- ном, транспортно-органическом и периферическом этапах. Приводим подробное описание комплекса. Внутритиреоидный этап обмена йода в организме а) Метод суммарной оценки внутритиреоидного этапа обмена йода по йоднакопительной способности щитовидной железы отличается простотой исследования и информативностью полученных результатов, применяется чаще других методов. Рис. 40. Радиометрия щитовидной железы с помощью ДСУ-68. Для исследования больной натощак выпивает 4—15 • 10* Бк йода-125 или йода-131, разведенных в 20—30 мл воды или 5% раствора глюкозы. Йод-132, ввиду очень малого периода полураспада (2,3 ч), используется в количестве 200—400 кБк (5—10 мкКи). Для уменьшения потери индикатора стаканчик, из которого больной принимал раствор йода, трижды прополаскивают водой, которую также дают выпить. Если процент накопления радиоактивного йода в щитовидной железе определяется в комплексе с другими тестами или со сканированием щитовидной железы, активность йода-131 увеличивают до 1—2 МБк (30—50 мкКи), а йода-125 — до 2—4 МБк (50—100 мкКи). В качестве «стандарта» точно такое же количество радиоактивного йода, какое принял больной, закупоривают во флакон или помещают на алюминиевую подложку и измеряют радиоактивность в тканеэквивалентном фантоме шеи, изготовленном из парафина или гетинакса толщиной 5—10 мм. Радиометрию щитовидной железы и «стандарта» производят по Y-излучению сцинтилляционными или газоразрядными счетчиками 90
в одинаковых пространственных условиях. Газоразрядный счетчик для обеспечения механической защиты и электрической безопасности помещают в алюминиевый цилиндр. С помощью гибкого провода детектор радиометра соединяют с пересчетным устройством и располагают над передней поверхностью шеи на уровне проекции щитовидной железы. Если исследование проводят колли- мированным сцинтилляционным счетчиком (рис. 40), торец его располагают ня расстоянии 2п или ЯП см от поверхности теи. чтобы исключить зависимость результатов измерения от глубины залегания щитовидной железы и ее размеров. Измерения производят через 2, 4 и 24 ч после приема изотопов, а иногда через 48 и 72 ч. При использовании .»,„„„ юо . /о 80- 70- короткоживущего йода-132 радиометрию щитовидной железы и «стандарта» проводят через 1, 2 и 4 ч. Процент накопления радиоактивного йода в щитовидной железе (А) рассчитывается по формуле: £^•100, с — ф ' А 60 50 40 30 20 10 I О 2 4 6 д 10 12 К 16 18 20 22 24 Время, v Рис. 41. Поглощение 1311 в щитовидной I— норма; 2— гипертиреоз; 3— гипотиреоз. где В — радиоактивность щитовидной железы, имп./мин; С — радиоактивность «гтянпяптя» имп./мин; Ф — радиоактивность фона, имп./мин. Диагностическая сцинтилляционная установка ДСУ-68 (см. рис. 20) рассчитывает процент накопления индикатора в щитовидной железе полуавтоматически. Для этого вначале в поле зрения детектора помещают «стандарт». Радиометр автоматически фиксирует время, за которое стрелка потенциометра отклоняется до отметки шкалы 100%. Затем перед детектором усаживают пациента. С помощью реле восстанавливается время, полученное при счете «стандарта». По истечении этого времени счет автоматически прекращается и со шкалы прибора или светового табло снимается готовый показатель процента накопления радиоактивного йода. У здоровых людей в щитовидной железе при дистанционном измерении в среднем накапливается через 2 ч — 10%, через 4 ч — 15, через 24—35, через 72 ч — 29% радиоактивШЗГо йода (рис. 41). Но следует помнить о больших индивидуальных колебаниях процента поглощения йода щитовидной железой и различиях, связанных с геобиологическими условиями местности, а также с меюдикой радиометрии. Как правило, при исследовании с помощью ДСУ процент накопления радиоактивного йода выше, чем 91
при радиометрии газоразрядными счетчиками. При эутиреоидном зобе процент накопления препарата щитовидной железой незначительно выше показателей нормы. При пшертиреозе поглощение его находится в прямой зависимости от степени тяж?стн тиреотоксикоза и может быть более 80%. Чем выше функция щитовидной железы, тем выше процент накопления радиоактивного йода и тем короче сроки получения его максимального значения. При гипотиреозе кривая нарастания радиоактивности щитовидной железы монотонная, поглощение изотопа не превышает 15%, максимальное значение получают лишь на вторые сутки после приема индикатора. Не менее ценные данные о функциональном состоянии щитовидной железы можно получить с помощью непрерывной радиографической регистрации ее активности на протяжении двух часов после внутривенного введения радиоактивного йода. Результаты выражаются в процентах по отношению к количеству введенного препарата. Радиоактивный йод, не поглощенный щитовидной железой, в основной массе выводится с мочой. Поэтому метод измерения радиоактивности суточной мочи можно использовать как вспомогательный для определения функции щитовидной железы. При нормальной ее функции в первые сутки с мочой выводится 20— 40% препарата. При тиреотоксикозе в зависимости от тяжести — от 1 до 15%, а при гипотиреозе — 60—90%. Лучше проводить исследование мочи за каждые 8 ч. Метод ценен при исследовании тяжелых нетранспортабельных больных. Определение функции щитовидной железы по выделению йода СО СЛЮНОЙ ВСЛеЛСТВИе СЛОЖНОСТИ И TnvirnpviKnrTM птддаисютса now,-. б) Определение неорганической фазы внутритиреоидного этапа обмена йода основано на гим, что пертехнетат — "тТс04, как и йод-131, избирательно накапливается в ткани щитовидной железы, но в синтезе гормонов не участвует. Пертехнетат получают из молибдена ("Мо) в генераторе и применяют внутрь в количестве 1,5—2 МБк (40—50 мкКи). Такое же количество препарата берут для «стандарта». Первую радиометрию щитовидной железы и «стандарта» с помощью ДСУ-68 проводят спустя 1,5—2 ч после приема пертехнетата, когда наблюдается максимальное его поглощение щитовидной железой. Как и при исследовании йоднакопительной способности щитовидной железы, рассчитывают процент поглощения технеция в железе. Сразу же после радиометрии больной принимает внутрь 0,2 г перхлората аммония или 1 г перхлората калия, которые вытесняют из железы "тТс04. Через 20—30 мин повторяют радиометрию для—аир-еделения количества препарата,^ циркулирующего.в„ сосу-_ дах шеи^ Разница результатов (процента поглощения пертехнетата) первой и второй радиометрии представляет собой процент накопления "тТс Еггкани щитовидной железы. При эутиреозе он колеблется в пределах 1—2^ГТ11ТШадль¥о~пШьтшается при гипертиреозс. Как самостоятельный тест поглощение технеция щитовидной железой 92
имеет вспомогательное значение, роль его возрастает при использовании в составе метода оценки органической фазы внутритирео- идного этапа йодного обмена и выборе дозы перхлората калия для блокады неорганической фазы синтеза тиреоидных гормонов. в) Оценка органической фазы внутритиреоидного этапа обмена йсдсодержащих гормонов производится путем вычисления разности процентов накопления изотопов йода и пертехнетата в ткани щитовидной железы через 2 ч с момента их введения внутрь. Ввиду короткого периода полураспада 99тТс (6 ч) лучше вначале произвести исследование с пертехнетатом, а через сутки — с йодом-131. Если исследование с радиоактивным йодом производится спустя 2 и более суток, нет необходимости вычитать результаты радиометрии 99тТс. При эутиреоидных состояниях среднее содержание органического йода в щитовидной железе составляет 9 ^ 1,5%, повышение этого показателя наблюдается при гипертиреозе, снижение — при гипотиреозе. Использование для радиометрии амплитудного анализатора позволяет произвести исследование одновременно с йодом и технецием. Метод пенен не только как функциональный тест, он позволяет уточнить показания и дозы мерказолила, метилтиоурацила и других препаратов, избирательно блокирующих образование органических соединений йода. Транспортно-органический этап обмена йода Метаболизм йода слагается из образования гормонов, их выброса щитовидной железой в кровь и перехода в ткани организма. При повышении функции щитовидной железы ускоряется превращение ucupi сшичеепш и иида в (рииод! иронии и тироксин, соотношение между ними изменяется в пользу тироксина. Синтезированные гормоны, содержащие йод-131 или йод-125, выделяются в кровь и связываются с белками плазмы и эритроцитами. а) Наиболее распространенной методикой определения транс- портно-органического этапа обмена йода является изучение соотношения концентрации белковосвязанного и общего йода плазмы. Для этого больному натощак дают выпить 0,7—1,0 МБк (20— 30 мкКи) NamI или 2—2,5 МБк (50—70 мкКи) Na125I. Через 2 или 3 сут из локтевой вены гепаринизированным шприцом берут 8—■ 10 мл крови, центрифугируют и отделяют плазму. 4—5 мл плазмы радиометрируют в колодцевом сцинтилляционном счетчике, затем к плазме добавляют равное количество 10% трихлоруксусной кислоты для осаждения белка и центрифугируют. Надосадочную безбелковую жидкость выбрасывают, а белковый осадок еще дважды промывают трихлоруксусной кислотой, затем растворяют, доводят до первоначального объема сыворотки двухнормалыюй щелочью (NaOH или КОН) и производят радиометрию. Конверсионное соотношение определяется в процентах по формуле: * = й- loo, 93
где К —коэффициент превращения, %; Св — связанный с белком радиоактивный йод плазмы, ими./мин; Об — общий радиоактивный йод плазмы, имп./мин. При эутиреозе коэффициент превращения в среднем составляет 25%, у больных гипертиреозом — 75, гипотиреозом — 6%. Результаты исследования функции щитовидной железы становятся еще более убедительными после определения регрессионного соотношения между количеством ш1 в щитовидной железе и радиоактивностью белка, между которыми существует обратная зависимость. б) Метод определения функционального состояния щитовидной железы in vitro с помощью трийодтиронина, меченного изотопами ш1 или ш1, основан на существовании прямой зависимости между степенью включения экзогенного гормона в эритроциты крови исследуемого и функцией щитовидной железы и на обратной корреляционной связи ее с емкостью тироксинсвязывающего белка сыворотки крови. Для исследования у больного из локтевой вены берут 2 мл крови и помещают в гепаринизированную пробирку. Сюда добавляют 0,1 МБк (2,7 мкКи) тироксина в объеме 0,1 мл и помещают на 1—1,5 ч в термостат при температуре 37° С, периодически пробирку встряхивают. После инкубации радиоактивность крови определяют в колодцевом сцинтилляциоппом счетчике. Затем кровь центрифугируют, надосадочную жидкость сливают, а эритроциты 5 раз отмывают от несвязавшегося с ними гормона 2—3-кратным объемом холодного изотонического раствора натри i хлорида, доводят им до z мл и радиометрируют. Рассчитывают процент включения 1311-трийодтиронина в эритроциты (X) по формуле: Х = ф~- 100, . где А —радиоактивность эритроцитов, имп./мин; Б — радиоактивность крови, имп./мин; В — средний венозный гематокрит здорового человека; Г — гематокрит исследуемого. При нормальной функции щитовидной железы включение трийодтиронина в эритроциты в среднем равно 14%, при гиперфункции — 24, при гипофункции — 6%. в) /'етод определения функции щитовидной железы с помощью 1311-тироксина основан на его способности при электрофорети- ческом разделении в различных количествах связываться с отдельными белковыми фракциями сыворотки крови бслыюго и в определенной зависимости от функции железы исследуемого. 95% органического йода сыворотки крови приходится на долю тироксина, в основном связанного со специфичным, тироксинсвя- зывающим глобулином, который при электрофоретическом разде- 94
лении располагается между а-фракциями глобулинов. Способность тироксинсвязывающего глобулина дополнительно присоединять еще некоторое количество экзогенного тироксина находится в обратной зависимости от его насыщения эндогенным тироксином, т. е. от гормонообразовательной функции щитовидной железы. Для исследования на хроматографическую бумагу электрофо- ретического аппарата ЭФА-1 со стороны отрицательного полюса наносят 0,01 мл сыворотки крови исследуемого, а на расстоянии 1—2 см в таком же объеме 10 кБк (0,2 мкКи) 1311-тирокснна. Полученную через 6 ч разгонки электрофореграмму окрашивают, фиксируют, высушивают, вырезают кусочки с ссг, а2- и Р-фракциями. Каждую фракцию радиометрируют с помощью торцового или колод- цевого счетчика. По соотношению суммы импульсов в минуту от а-глобулиновых к |3-глобулиновым фракциям рассчитывается фактор F по формуле: Р &1 ~Г ^2 Р ' При эутиреоидиом состоянии фактор F колеблется в пределах 1—2, при гиперфункции — он ниже 1, а при гипофункции щитовидной железы — больше 2. Периферический этап обмена йода Периферический этап йодного обмена оценивают с помощью радиометрии всего тела, которая основана на противоположно на и содержания радиоактивного йода в тканях организма при нарушении тироксинсвязывающей способности белков плазмы крови. Для исследования больной натощак выпивает 1—2 МБк (25— 50 мкКи) Na131I. Через 2 ч производится радиометрия всего тела и количество импульсов в минуту за вычетом фона принимается за 100%. Радиометрию повторяют через 1, 3, 5 и 8 сут, каждый раз без экранирования и с экранированием области щитовидной железы свинцовым блоком толщиной 4—5 см. Результаты выражают в процентах к первой радиометрии всего тела через 2 ч. Расчет для каждого промежутка времени исследования осуще- В Е ствляется по формуле: А = g • 100; Д = ^ • 100; F = А — Д, где F — содержание ш1 в щитовидной железе пациента, %; А —содержание mI во всем теле, %; В — радиоактивность всего тела, имп./мин; С ■— радиоактивность всего тела через 2 ч, имп./мин; Д — содержание 1311 в теле при экранировании области щитовидной железы, %; Е — радиоактивность тела при экранировании области шеи, имп./мин. 95
Таблица 6 Результаты исследования йодного обмена с помощью радиометрии всего тела (в норме) Время исследования 2 ч 1 о,-т 3 » 5 » 8 » Накопление в щитовидной железе, % 13,8 +0,8 34,4 ±0,8 33,3 ± 4,6 32.1 ± 4,8 31.2 ± 2,8 Выведение из тела, о/ /0 ГА П ■ 1 ^ ии,о х 1 ,и 62.4 ± 2,0 66.5 ± 1,7 67,8 ± 1,8 Содержание в теле, % 86.2 ± 2,8 13.3 х 2,5 4.3 ±0,1 1.4 ±0,1 1,0 ± 0,1 Средние показатели содержания радиоактивного йода в щитовидной железе и тканях тела в норме представлены в табл. 6. Для гипертиреоза характерно повышение накопления йода в щитовидной железе и ускоренное выведение из железы и окружающей ткани. При гипофункции щитовидной железы накопление йода в железе низкое, а выведение из организма ускоренное. Диагностика нарушений различных этапов обмена йода позволяет проводить патогенетическую терапию дистиреозов. Сканирование щитовидной железы Накопление и распределение радиоактивного индикатора в щитовидной железе обусловлено функциональной активностью ее отдельных участков. Сканирование (v-графия) щитовидной железы позволяет определить месторасположение оогана. атипично пягпо- ложенные участки тиреоиднои ткани, величину всей щитовидной железы, каждой ее доли и перешейка, структуру органа и характер контуров, патологические очаги в структуре ткани. Для радиоизотопного сканирования щитовидной железы в зависимости от степени поглощения ею препаратов, периода полураспада изотопов и размеров органа внутрь принимают 0,7—2 МБк (20—50 мкКи) Ха13Ч, 2—4 МБк (50—100 мкКи) Na126I, 4—6 МБк (100—150 мкКи) Na132I или 55—75 МБк (1500—2000 мкКи) "'"Тс. Как правило, при использовании 1251 и 1311 сканирование производится через сутки, а в случае применения очень короткоживущих изотопов 1321 и "«Тс — через 3—5 или даже 1,5—2 ч. При повышенной йоднакопительной способности щитовидной железы, наблюдаемой при тиреотоксикозе, можно получить сканограмму хорошего качества через 4—5 ч после приема пациентом йода-131. В случае необходимости получения сканограммы в условиях блокады щитовидной железы йодсодержащими препаратами больному дают выпить в 5—10 раз больше радиоактивных изотопов йода или технеция. Если йоднакопительная способность железы снижена вследствие получения больным накануне исследования органических антитиреоидных препаратов, удовлетворительную сканограмму можно получить через неделю после их отмены. 96
Для сканирования используются цилиндрические коллиматоры диаметром 5 мм, конические или фокусирующие. Больного укладывают на спину, под плечи подкладывают мягкий валик. Чтобы изображение щитовидной железы располагалось в соответствии с анатомическими образованиями, с помощью имеющегося в сканере маркера на сканограмму наносят ориентиры: яремную вырезку, подъязычную кость, ключицы, среднюю линию и др. Щитовидная железа на сканограмме имеет форму подковы или бабочки, располагается симметрично по обе сторсны трахеи ниже перстневидного хряща, имеет площадь 14—16 см2. Штриховка распределяется относительно равномерно. Густота ее снижается от центра органа к периферии, что связано с постепенным уменьшением толщины органа в сагиттальной плоскости (рис. 42, /). Следует помнить, что густота, или плотность штриховки скано- граммы не имеет самостоятельного значения в оценке функции щитовидной железы, так как зависит от количества принятого исследуемым изотопа, степени его поглощения органом, чувствительности сканера, которая, в свою очередь, обусловлена размерами сцинтнллятора, отверстия и длины коллиматора, коэффициентом пересчета, процентом отсечки фона, скоростью сканирования и прочими причинами. Учет плотности штриховки оправдан лишь при сравнении ее в различных участках органа, что помогает в выявлении очаговой патологии. Неравномерность штриховки также может быть результатом низкого уровня концентрации изотогга в органе, недостаточной чувствительности детектора и связанной с ними неудовлетворительной статистики регистрации изотопа. Использован ир цветного окяниппвячип и ниФпг)прчятя!лгпиу vnTnoftcTR vnnn- щает и ускоряет количественную оценку накопления изотопа в разных участках органа и с большей достоверностью позволяет выявить очаговую патологию. Изменения щитовидной железы на сканограмме могут проявляться в виде атипичной локализации органа (за грудиной, в корне языка), дополнительных участков тиреоид- ной ткани (метастазы злокачественной опухоли), изменения размеров органа, возникновения участков с повышенным («горячие» очаги), пониженным («теплые» очаги) или с отсутствием накопления изотопа («холодные» очаги), неравномерности или нечеткости контуров при расположении в них патологических очагов (особенно злокачественных опухолей) и др. При диффузном зобе на сканограмме определяется обычной формы, но увеличенная в размерах щитовидная железа с равномерным распределением изотопа, контуры органа ровные, четкие. Чаще, чем в норме, отмечается некоторая асимметрия размеров долей железы (рис. 42, //). Отличить эутиреоидный зоб от тирео- токсического по сканограмме без учета клинических проявлений и изучения йодного обмена невозможно. Узловые формы поражения щитовидной железы проявляются в виде «горячих», «теплых» или «холодных» очагов. Узловые токсические формы зоба выявляются на сканограмме в виде-изолированных «горячих» узлов. 7 9-412 97
«Холодные» узлы наблюдаются при доброкачественном узловом зобе, а также при низкодифференцированных злокачественных опухолях (рис. 42, IV). Дифференцировать их, кроме клиниче- Рис. 42. Сканограмма щитовидной железы: 1-й норме; //—диффузный зоб; ///—загруднниый зоб; IV—смешанны!) зоб, очерчен пальпируемый «холодный» узел. ских признаков, можно с помощью раднопзотопиого исследования с фосфором-32. Для выявления опухолевых узлов и метастазов опухоли щитовидной железы, не включающих в себя радиоактивный йод, их активируют введением больному в течение 3 дней по 10 ЕД тиреотропного гормона. Этот способ помогает визуализировать и нормальные ткани щитовидной железы при токсической аденоме. Некоторые высокодифферепцированные раковые опухоли (аденокар- 98
цинома, злокачественная аденома, цистоаденокарцинома, струма Лангенса и др.) по иодонакоиительнои способности не отличаются от интактной ткани щитовидной железы и на скапограмме не определяются. При загрудинном зобе вся щитовидная железа, дополнительная доля или увеличенный перешеек локализуются ниже яремной вырезки (рис. 42, ///). Важную роль играет сканирование при подозрении на рецидив зоба после операции, когда вследствие анатомо-тонографических изменений, особенно у тучных лиц с короткой шеей, пропальпировать щитовидную железу невозможно. РАДИОИЗОТОПНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕЧЕНИ И ЖЕЛЧЕВЫВОДЯЩИХ ПУТЕЙ Радиоизотоппай диагностика функционального состояния клеток паренхимы печени чаще всего осуществляется методом гепатогра- фни .- помощью таких гепатотропных препаратов, как бенгальская роза (тетрайодфлуоресцеин), меченная йодом-131, коллоидный раствор золота-198 и других соединений. Исследование выполняют с помощью универсальной радиодиагиостической установки (УРУ). Функциональную топографию печени изучают с этими же гепа- тотропными радиоактивными препаратами методом сканирования. Исследование функционального состояния гепатоцитов и желчевыводящих путей UCtti d^ibCivdX yU-id Hj ixyijaii lijijllyciiVviLitiu nut vtuLna^i^ji jliiaju- цитами и выводится с желчью в кишки. Регистрируя динамику радиоактивности крови, печени, желчного пузыря и тонких кишок, определяют состояние внутрнпеченочного кровообращения, функцию гепатоцитов, желчных протоков и желчного пузыря. В положении больного лежа па спине один из коллимирован- ных сцинтилляцноипых детекторов УРУ или четырехканалыюго радиографа фирмы «Гамма» размещают вплотную к подхрящевой области живота в месте проекции правой доли печени, второй — над областью желчного пузыря, третий — над тонкими кишками (в области пупка), четвертый — над областью сердца. Исследуемому внутривенно в объеме 0,3—0,6 мл быстро вводят 3—6 кБк/кг (0,1—0,15 мкКи/кг) массы тела радиоактивного препарата и в течение 60—90 мин получают радиоизотопную гепатограмму (рис. 43, /). При исследовании трехканальным радиометром записывают радиоактивность крови или желчного пузыря в зависимости от того, чго представляет больший интерес для диагностики — оценка суммарной функции печени или желчного пузыря. Функциональное состояние гепатоцитов оценивают с помощью различных критериев. Наиболее важные из них имеют в норме следующие значения: высота сосудистого сегмента — 10 ими./с; 7* 99
угол подъема паренхиматозного сегмента гепатограммы — 50° при скорости протяжки лепты самописца 180 мм/ч; время максимального накопления радиоактивного вещества в печени — 25 мин; длительность плато — 30 мин; уровень максимального накопления препарата в печени — 20 нмп./с; время полуочищения крови от радиоактивного вещества — 15 мин; время поступления препарата в кишки — 30 мин; время снижения радиоактивности печени в 2 раза — 1,5 ч. О 15 3D 45 60 15 0 15 J0 45 60 15 I Время, мин и Время, мин имп/с/ГТ7~ТТ ГТ~Гn"T"L I I I I I I 1 -H-t-f-j-rH бенгальской розой: /— в норме; //— у больного с гипокинезией желчного пузыря по гипо- моторному типу; ///— у больного с механической желтухой. Кривые радиоактивности: ;—крови; 2— печени; 3— кнщок; 4— желчного пузыря. Стрелка показывает момент введения желчегонного завтрака. С целью определения сократительной способности желчного пузыря применяют желчегонный завтрак. Больному в момент максимального подъема активности желчного пузыря дают выпить два яичных желтка и учитывают степень снижения его радиоактивности и темп выброса желчи в кишки. При нарушении функционального состояния печени вследствие гепатита, цирроза, опухолей или других заболеваний снижается высота сосудистого сегмента гепатограммы, кривая радиоактивности над областью печени становится более пологой и низкой, в более поздние сроки наступает максимум радиоактивности, удлиняется время плато, замедляется время очищения крови, снижается и уплощается кривая радиоактивности над желчным пузырем и кишками, запаздывает поступление препарата в кишки (рис. 43, 100
//). Медленное накопление радиоактивности в желчном пузыре отмечается при холестазе, нарушении концентрационной способности желчного пузыря, а медленная эвакуация препарата из желчного пузыря — при снижении его сократительной способности или препятствии в желчных протоках — камни, опухоль (рис. 43, ///). Следует отметить, что кривая радиоактивности над печенью является составляющей одновременно протекающих процессов захвата гепатоцитами из крови бенгальской розы и ее выведения желчными путями за пределы печени. В первые 20—30 мин исследования восходящая часть кривой радиоактивности печени отражает преобладание фиксации гепатоцитами радиоактивного препа- у & рата над его выведением из печени, которое начинается уже с первых минут исследования. Плато обусловлено динамическим равновесием этих процессов, а в последующее время уменьшение радиоактивности над печенью связано с превалированием экскреции препарата над его захватом гепатоцитами вследствие продолжающегося снижения концентрации бенгальской розы в крови. Скорость увеличения и спада радиоактивности прврни чягтгнт пт иитриггтипгтц кровоснабжения в органе и функции желчевыводящих путей. Нарушение кровоснабжения печени, снижение функции гепатоцитов обусловливают низкую и пологую кривую радиоактивности над печенью в секреторной и экскреторной ее фазах. Затруднение оттока желчи выражается более длительным периодом нарастания радиоактивности печени и увеличением высоты подъема кривой радиоактивности. Но при длительном нарушении выведения желчи неизбежно возникают дистрофические изменения гепатоцитов, что проявляется снижением высоты гепатограммы. Любое нарушение кровоснабжения печени, функции гепатоцитов или желчевыводящих путей сопровождается снижением скорости очищения крови от бенгальской розы. Подвергая математической обработке кривую радиоактивности, записанную над областью сердца, или результаты изьшрения радиоактивности отдельных проб крови, взятых через различные интервалы времени после внутривенной инъекции бенгальской розы, можно определить клиренс крови, т. е. количество крови, которое очищается печенью от бенгальской розы за единицу времени (мл/мин), что является объективным признаком функционального состояния печени. 30 АО 50 60 Врет, мин Рис. 44. Прекардиальная кривая в полулогарифмическом масштабе. 101
Учитывая, что снижение концентрации бенгальской розы в крови имеет экспоненциальную зависимость от времени, коэффициент этого снижения (К) можно получить из уравнения: к _ IgCj-lgC, Л tt-h ' где С\ и С2 представляют "собой относительную радиоактивность крови, измеренную соответственно во время t1 и t2. Если принять, что С2 = т^ь а ^ — ii = T (т. е. периоду по- . „ 0,693 гр луочищения крови), то после решения уравнения К = —~— / легко определяется из полулогарифмического изображения прекардпальной кривой без измзрения радиоактивности крови (рис. 44). Первая экспонента снижения радиоактивности крози (7 — 6 мин) в основном обусловлена уменьшением концентрации радиоактивного препарата вследствие его перемешивания в крови. Поэтому в расчетах необходимо использовать вторую экспоненту. В норме время полуочпщения крови равно 40—55 мин. Для его определения вторую экспоненту необходимо экстраполировать ко времени /0. В приведенном на рис. 44 случае она пересекается с логарифмом концентрации бенгальской розы в крови, который равен 5. Уменьшение радиоактивности крови в 2 раза соответствует времени 55 мин. Следовательно, /С = 0,693 : 55 = 0,0126, или 1,26%. Если принять объем всей плазмы равным 2700 мл, то каждую минуту печень „. „ 1,26 • 2700 0. очищает от бенгальской розы —^— = 34 мл плазмы. Определение функционального состояния звездчатых ретикулоэндотелиоцитов печени Клеткам ретикулоэндотелиалыюй системы свойственно удалять из плазмы все частицы размером более 1 им, 75—90% радиоактивного коллоидного раствора золота (шАи) с размерами частиц 40—80 нм активно поглощают звездчатые ретикулоэндотелдациты печени, 5—7% — ретикулоциты селезенки, а остальное — клетки ретикулоэндотелиалыюй системы других паренхиматозных органов. Они прочно фиксируют коллоидный раствор золота и поэтому радиоактивность снижается исключительно благодаря физическому распаду препарата. Учитывая, что коллоидный раствор золота полностью переходит из циркулирующей в печени крови в ее паренхиму, можно не только определять функцию печени, но и по скорости очищения крови судить об интенсивности портального кровообращения. Это имеет существенное значение в дифференциальной диагностике гепатита и цирроза печени. Функциональную активность звездчатых ретикулоэндотелиоцитов исследуют с помощью универсальной радиодиагностической 102
установки (УРУ), детекторы которой размещают над печенью, селезе1!Койи_се2Дцем. Коллоидный раствор золота вводят внутри- веТшо-из" расчета 2—4 кБк/кг (0,05—0,1 мкКи/кг) массы тела. Вследствие короткого периода полураспада 198Аи (Т = 2,7 сут) доза облучения печени не превышает 0,002 Гр. По сравнению с бенгальской розой коллоидный раствор золота поглощается печенью более активно. Поэтому процесс накопления его печенью в норме заканчивается через 10 мин, а исследование больного продолжается не более 25—30 мин. Кривые изменения радиоактивности над печенью и селезенкой состоят из сосудистого и паренхиматозного сегментов, высота последнего меньше. Гепа- тограмма с коллоидным раствором золота в отличие от кривой, полученной с бенгальской розой, имеет более крутой подъем, экскреторный сегмент отсутствует. Очищение крови протекает значительно быстрее. 103
Критериями для оценки функции звездчатых ретикулоэндоте- лиоиитов служат следующие показатели: высота подъема всей кривой радиоактивности над печенью, а также сосудистого и паренхиматозного сегментов в отдельности, угол подъема радиоактивности над печенью и время появления плато, время полуочищения крови, высота и угол подъема радиоактивности над селезенкой. В норме высота сосудистого сегмента составляет примерно половину всей высоты кривой радиоактивности над печенью, максимум подъема которой достигается к lU-й минуте; время полуочищения крови составляет 4—5 мин. При заболеваниях печени, патологии системы крови и сердечно-сосудистой системы радиоизотопная гепатограмма изменяется (рис. 45). Кривая радиоактивности над печенью уплощается и снижается в зависимости от степени поражения паренхимы, а над селезенкой — повышается, увеличивается время полуочищения крови. Особенно заметно увеличивается высота подъема кривой радиоактивности над селезенкой при циррозах печени, когда она достигает высоты радиоактивности над печенью, а при значительно выраженном гепато-лиеналыюм синдроме и превосходит ее. Подобные изменения гепатограммы не свойственны хроническому гепатиту и раку печени, что может служить дифференциально- диагностическим признаком. В случае тяжелой механической желтухи, сопровождающейся холестазом, снижением скорости портального кровообращения и дистрофическими изменениями гепатоцитов, резко снижается скорость включения частиц 1S8Au в печень и гепатограмма уплощается: кривая радиоактивности над печенью снижается, умень- 1"".:;.: .,--.- ..^^...ч, и .у»aiw.ii.w_yivi пакинленим сдвигается в конец первого часа исследования, снижается клиренс крови, возможно некоторое повышение накопления коллоидного раствора в селезенке. Сканирование печени и желчного пузыря Гепатосканирование производится с меченной ш1 бенгальской розой или коллоидными растворами радиоактивного золота, индия, технеция и др. Выбор препарата обусловлен целью исследования, которая определяется патологией печени. Сканограммы желчного пузыря также получаются с бенгальской розой. Количество препарата зависит от чувствительности сканера, размера коллиматора, функционального состояния и размеров печени и колеблется в пределах 75—150 кБк/кг (2—4 мкКи/кг) массы тела больного. Препараты вводят внутривенно, сканирование начинают по достижении максимума радиоактивности печени. Время максимума накопления препарата определяют при сочетании сканирования с изучением функции печени. Радиоактивный препарат вводят исследуемому на столе у-топографа, детектор 104
сканера располагают над печенью, а параллельно интенсиметру включают через согласующее сопротивление самопишущий прибор. На практике чаще сканирование начинают спустя час после введения больному радиоактивного препарата, когда даже при тяжелых поражениях печени достигается максимум ее радиоактивности. Учитывая непрочность связи метки йода-131 с красителями, для предотвращения поглощения отщепленного радиоактивного йода щитовидной железой накануне сканирования в течение 3— 4 дней больному назначают 3 раза в день по 10 капель раствора Люголя. Комплексное исследование печени вначале с бенгальской розой, а спустя 3—4 дня с коллоидным раствором золота дает возможность вначале выяснить степень поражения гепатоцитов и нарушения желчевыделительной функции, а затем состояние крого- тока, функцию ретикулоэндотелиальной системы, установить ана- томо-топографические особенности органа и выявить очаговые поражения печени. Сканирование печени с бенгальской розой необходимо начинать от нижнего края печени к верхнему, пока радиоактивный препарат не поступил в кишки, изображение которых проекционно сливается с нижним краем печени. Сканирование печени с коллоидным раствором золота можно начинать и сверху, и снизу. Учитывая длительную задержку коллоида в печени, исследование при необходимости можно повторить через сутки. Для лучшего выявления очаговой патологии печени сканирование с коллоидным раствором ЗОЛОТа Необходимо ПППВПТТМТК Р ttrvy тяичнл nonnminiit/vnn^miv проекциях — в положении больного на спине и на левом боку. Недопустимо смещение больного в процессе исследования; дыхание должно быть ровным, так как значительные дыхательные экскурсии печени делают нечетким изображение ее границ. Сканограмма печени позволяет получить представление о положении, ф'орме, размерах органа, равномерности распределения препарата, очаговых образованиях и в какой-то степени о взаимоотношении очагов и самой печени со смежными органами. Для этого на сканограмму наносят анатомические ориентиры: мечевидный отросток, места пересечения среднеключичной линии с реберной дугой и др. Изображение нормальной печени на сканограмме имеет вид прямоугольного треугольника с гипотенузой, соответствующей нижнему краю печени, и катетами, располагающимися в надчревной области и по передней подкрыльцовой линии (рис. 46, /). По среднеключичной линии часто определяется ямка желчного пузыря. Верхний край печени неровный, с выпуклостью в центральной части и сердечным вдавлением слева. Наиболее густая штриховка соответствует центральным отделам массивной правой доли печени, в сторону левой доли и к периферии печени отмечается разрежение штриховки, особенно заметное по тонкому нижнему краю печени. 105
При сканировании с бенгальской розой на фоне печени по нижнему краю ее определяется участок повышенной плотности штриховки, соответствующий желчному пузырю. '%%,' II С помощью гепатосканограммы выявляются диффузные и очаговые поражения печени. При хроническом гепатите, жировой дистрофии и циррозе печени определяется неравномерное распре- 106
деление препарата, которое в центральной части органа скрадывается большой массой ткани и более отчетливо выявляется в менее массивной левой доле и тонких краевых зонах печени. В случае тяже- /// Рис. 46. Сканограмма печени: /— в норме; //— при гепатите; ///— при циррозе. лого поражения печени накопление препарата в левой доле и по краям грамме значительно меньше ее истинных размеров, определяемых пальпаторно или при перкуссии. Первичные и метастатические опухоли печени, абсцессы, эхинококк и другие крупноочаговые поражения выявляются по обширным участкам с редкой штриховкой или без нее. Радиологическая семиотика некоторых заболеваний печени Комплекс радиоизотопных методов исследования позволяет определить не только функционально-анатомические особенности печени, но и уточнить отдельные вопросы патогенеза заболевания. При доброкачественном течении хронического гепатита размеры печени на сканограмме соответствуют истинным, густота штриховки в области правой доли достаточно большая и равномерная, и лишь в области левой доли отчетливо выявляется диффузно неравномерное распределение препарата (рис. 46, //). Изображение селезенки на сканограммах с 198Аи отсутствует; гепатограмма, выполненная с бенгальской розой не изменена или выявляет незначительное снижение поглотительной и выделительной функций паренхимы. 107
При прогрессирующем течении хронического гепатита на ска- нограмме отмечается неравномерное распределение препарата в обеих долях печени, уменьшение размеров органа по сравнению с истинным, на гепатограмме — явные признаки снижения поглотительной и выделительной функций печени. При жировой дистрофии печень на сканограмме обычной формы и размеров, но со значительно выраженным мелкоочаговым неравномерным включением коллоидного раствора золота. Аналогичная картина может наблюдаться у страдающих ожирением: беспорядочное распределение препарата в печени с формированием отдельных крупноочаговых опухолевидных участков разрежения штриховки. Своеобразна радиоизотопная характеристика портального, би- лиарного и постнекротического цирроза (рис. 46, III). При портальном циррозе изображение печени на сканограмме соответствует истинным размерам или резко уменьшено, распределение препарата неравномерное, селезенка значительно увеличена и активно поглощает коллоидный раствор золота. На гепатограмме отмечается значительно сниженное накопление и выведение печенью бенгальской розы. В результате регенерации сохранившихся гепатоцитов и желчных путей, разрастания соединительной ткани при билиарном и постнекротическом циррозе нарушается правильная дольчатая структура печени, образуются соединительнотканные тяжи и узлы регенерации, нередко компенсаторно увеличивается селезенка. На сканограмме размеры печени меньше истинных, отмечается неравномерность включения изотопа в паренхиму, увеличение селезенки И ПОВЫШеННОР ИКЛЮЧение П нее кпл.лгшпнпгп пягтпппя -зплюта Пл мере прогрессирования цирроза уменьшается площадь штриховки печени, особенно в наиболее массивной правой доле, включение препарата наблюдается в основном в области ворот печени, значительно увеличивается селезенка, возрастает ее радиоактивность по отношению к радиоактивности печени. Гипертрофический цирроз, как правило, не. сопровождается увеличением площади штриховки на сканограмме'пеяени. Важным для диагностики признаком цирроза печени и его тяжести является снижение печеночно-селезеночного индекса, т. е. уменьшение различия радиоактивности или густоты штриховки на сканограмме печени и селезенки. В норме радиоактивность печени в 5—7 раз выше радиоактивности селезенки. Как правило, при обычных условиях сканирования селезенка не визуализируется. При циррозе печени на сканограмме появляется ее изображение. По мере развития цирроза различие радиоактивности печени и селезенки нивелируется как вследствие снижения захвата коллоидного раствора золота звездчатыми ретикулоэпдотелиоцитами печени, так и вследствие компенсаторного увеличения накопления ' изотопа в селезенке. Более достоверно печеночно-селезеночный индекс определяется подсчетом импульсов над печенью и селезенкой с помощью коллимированного сцинтилляционного счетчика 108
с большим углом зрения (при диаметре отверстия коллиматора 4—6 см). Первичные или метастатические злокачественные опухоли печени на сканограмме определяются в виде единичных или множественных участков с редкой штриховкой или без нее, без четких границ перехода к области интактной ткани печени (рис. 47). Густота штриховки в окружающих опухоль зонах печени, как правило, снижена и неравномерна. Это объясняется вызванными опухолью застойными явлениями в кровеносных сосудах и желчных Рис. 47. Сканограмма печени при метастаз рака желудка. ходах, а при первичных опухолях печени — еще и дистрофическими изменениями гепатоцитов, которые и являются причиной метаплазии. Наблюдается смещение органа. Доброкачественнее опухоли, эхинококк, гемангиома также дают картину дефекта штриховки и смещения печени. Распределение изотопа в интактных зонах печени, как правило, равномерное, а накопление препарата интенсивное. Иногда по контурам опухоли определяется полоса более густой штриховки, соответствующая сжатой ткани печени. Через 1—2 ч после внутривенного введения 75—150 кБк/кг (2—4 мкКи/кг) массы больного бенгальской розы на сканограмме получается изображение желчного пузыря (рис. 48), площадь и густота штриховки зависят от его размеров и концентрационной способности. Для определения сократительной способности пузыря 109
ii "'ПИ И)' I I ■ >"" 4 1 1 Г" ' Mill | I I I I l i I l I I I • Mill inn j ii i м I i M ' ! I ! Ill I i ' II I I > 1 I s a и iii ; t j i i Рис. 48. Скамогра.мма желчного пузыря: Л 1ГЯ (4'ПЧО Tlnm,-ni"l TM-mi.V^n^T. ПППЛШ. „„41,, т.^.^~по ... -~ r. .- ~ - . . ■• .,„„-.,,_,.- вующая величине и форме желчного пузыря; 0—после желчегонного завтрака желчный пузырь сократился и на еканограмме не выявляется. сканирование повторяют через полчаса после желчегонного завтрака (двух яичных желтков). Перспективным является 7~камерный метод исследования, позволяющий одновременно определять функциональные и структурные изменения печени. Для снижения дозы облучения печени при этом используются коллоидные растворы, меченные короткоживу- щими радиоактивными изотопами, чаще всего технецием-99 т или индием-113 от. Наиболее полную информацию о состоянии гепато-билиарной системы можно получить, сочетая рентгеноконтрастные и радиоизотопные методы исследования с общеклиническими и лабораторными. РАДИОИЗОТОПНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЧЕК И МОЧЕВЫВОДЯЩИХ ПУТЕЙ Вследствие большой информативности, простоты и физиологичное™ радиологическое исследование очень широко применяется в урологических и нефрологических клиниках. С его помощью изу- 110
чают функции почек и мочепыводящих путей и определяют их ана- томо топографические особенности. Наибольшее распространение получили радноизотопная ренографпя и реноцистография, рено- метрия, определение эффективного почечного кровотока, плазмо- тока, величины клубочковой фильтрации и сканирование почек. Радиоизотопная ренография Радиоизотопная ренография, или радионефрография, основана на графической регистрации скорости счета путем наружного измерения у-излучения от каждой почки после внутривенного введептгя нефригрипниш радиоактивного индикатора. Чаще всего исполь: зуются гиппуран, мечешшй йодом-.131. ДТПА (диэтилентриамино- пентоацетагк меченный иттербием-169. и инулин, .меченный йодом- 125. Исследование проводят с помощью трех- или четырехканаль- ной универсальной радиодиагностмческой установки (УРУ), УР-1-] или четырехкапалыгого радиометра фирмы «Гамма» (рис. 49). Индикаторное количество препарата 2,5-5 кБк/кг (0,07— 0,15 мкКи/кг массы больного), разведенного в 0,3—0,5 мл 0,85% раствора натрия хлорида, быстро вводят в локтевую вену. Предварительно коллимированные сцинтплляциопные детекторы располагай Рис. 49. Исследование функции почек с помощью трехканалыюго радиометра УРУ-61. Ill
гают над областью левой и правой почки, над сердцем и мочевым пузырем. В этом случае получают радиоизотопную реноцисто- грамму, которая дает представление о функции каждой почки и мочевыводящих путей. Из перечисленных выше нефротропных препаратов только гиппуран элиминируется одновременно клубочками и канальцами почек, Причем 80% препарата секретируется канальневым эпителием, около 20% фильтруется в клубочках. Меченые ДТПА и инулин выводятся из крови путем клубочковой фильтрации. Это позволяет раздельно изучать функцию клубочков ~и-канальцев. В зависимости от меха- имп./с 15 20 Время, мин Рис. 50. Ренограмма с 1311-гиппураном в норме: Л — левая почка; /7— правая почка; К — прекар- см. в тексте). пень кровоснабжения почек. HMi 1311-гиппурана пизма элиминации препаратов (канальцевого или клубочкового) радионефро- граммы имеют различный вид. Радиоизотопная ренограмма с 1311-гиппураном в норме (рис. 50) имеет три сегмента: нервый — начальный быстрый подъем в течение 15—20 с обусловлен попаданием радиоактивного индикатора с током крови в сосудистую систему почек и околопочечных ткянрй. Нячьтяетгя он го- судистым сегментом, высо-~ fa его характеризует сте- - более медленный подъем, Вдщюй по высоте примерно равен первому, длится 3—4 мин и отражает захват 1311-гиппурана из кровяного русла эпителием канальцев и его циркуляцию в собирательной системе почек. Он обусловлен преимущественно секреторной способностью проксимальных отделов нефрона и называется секреторные ^гмм^п» Третий — нисходящий сегмент ренограммы — имеет вид экспоненты. Он обусловлен пассажем мочи из почки в мочевые пути и называется экскреторным сегментом. Прекардиальная кривая (Д)'ИМееТ вид экспоненты с максимумом через 3—5 с после внутривенного введения ш1-гиппурана. В первые 3—5 мин снижение кривой отражает в основном разведение радиоактивного индикатора в кровяном русле, а в последующем — скорость его элиминации из крови (клиренс крови). Крутизна спада кривой зависит от суммарной функции обеих почек и с 4-й по 16-ю минуту в норме снижается не менее чем на половину высоты. Отношение высоты прекардиальной кривой радиоактивности на 16-й минуте к высоте кривой на 4-й минуте, принятое за 100%, предложено Winter (1956) в качестве показателя 112
суммарной функции почек. В норме показатель Винтера составляет 30-40%. Увеличение его выше 50% свидетельствует о почечной , недостаточности. Кривая радиоактивности над мочевым пузырем после быстрого невысокого сосудистого подъема кратковременно (около 3—5 мин) снижается параллельно клиренсу крови, а с момента попадания в мочевой пузырь радиоактивной мочи кривая повышается вначале быстро, а затем более медленно и к 16—20-й минуте перехолит в плато. Патология почек чаще всего проявляется снижением высоты ренограммы и увеличением времени достижения максимума радиоактивности над почками, снижением скорости уменьшения радиоактивности крови и попадания индикатора в мочевой пузырь. Заболевания, снижающие кровообращение почек или функцио- ' нальную способность эпителия канальцев, дают снижение и упло- ' - щение двух первых сегментов ренограммы, увеличивают время до- . стижения максимума радиоактивности над почками и ее снижения. Одновременно с этим наблюдается уменьшение скорости снижения прекардиальной кривой и темпа повышения радиоактивности над мочевым пузырем. Несмотря на свободный пассаж мочи из почки в мочевые пути снижение экскреторного сегмента ренограммы замедляется, что обусловлено более длительным очищением крови, задержкой 1311-гиппурана в клетках эпителия канальцев и сниже- - нием скорости тока мочи в самой точке вследствие снижения фильтрационной способности клубочков и секреции в канальцах. Такие ренограммы называют гипофункциональными. Преимущественное замедление экскреторного сегмента кривой ИЛИ ПОСТОЯННО? nORKTIIIPIIHP пяштлгтнтштч л/^тгтгч ^пг,-,п,,^ ~ ---• стичной или полной закупоркой мочеточника. Реиограмма принимает вид обструктивной, высота ее чаще снижена, но при сохранившейся функции почки иногда может быть выше, чем в норме, несмотря на заметное снижение секреторной способности эпителия канальцев и связанный с этим менее крутой подъем секреторного сегмента. По мере развития почечной недостаточности высота ренограммы уменьшается, менее отчетливо выделяется секреторный сегмент, уменьшаются крутизна спада прекардиальной кривой и темп повышения радиоактивности над мочевым пузырем. В терминальной стадии заболевания ренограмма над почками и мочевым пузырем приобретает афункциональный вид, располагаясь низко, параллельно оси абсцисс, в то время как в прекардиальной области кривая радиоактивности длительное время держится на высоком уровне, указывая на почти полное отсутствие очищения крови. Все эти типы ренограмм представлены схематически на рис. 51. В качестве иллюстрации приводим описание ренограмм при некоторых заболеваниях. На рис. 52 показана ренограмма больного почечнокаменной болезнью со значительным поражением паренхимы левой почки, нарушением экскреции справа и почечной недостаточностью. Ренограмма над левой почкой (Л) значительно сни- 8 9-412 113
жена, угол подъема второго сегмента очень малый, экскреторный сегмент отсутствует. Справа (П) ренограмма выше, что свидетельствует о большей сохранности паренхимы почки. Длительный подъем радиоактивности и отсутствие экскреторного сегмента связаны с нарушением оттока мочи из почки в мочевые пути. Показатель Винтера равен 70%, что свидетельствует о почечной недостаточности. 20 Время, мин Рис. 51. Типы ренограмм: /— гипофункциональиыб; 2 — обструктивный; 3 — изосте- нурический; 4 — афункцио- кальный. инп./с Рис. 52. Ренограмма больного почечнокаменной болезнью (пояснения см. в тексте). При остром и хроническом пиелонефрите в зависимости от степени снижения функции органа и нарушения пассажа мочи ухудшаются все показатели ренограммы. Поскольку чаще поражается одна из почек, изменения ренограммы асимметричны, в то время как при гломерулонефрите они. как правило, симметричные. По мере нарастания почечной недостаточности высота ренограмм снижается, границы между первым и вторым сегментами плохо дифференцируются, замедлена скорость снижения прекардиалыюй кривой (рис. 53). При гидронефрозе, туберкулезе и опухолях почки изменения на ренограмме соответствуют степени поражения паренхимы почек и затруднения оттока мочи. 114
Неоспоримо значение изотопной ренографии при гипертонической болезни и реноваскулярных заболеваниях. Она позволяет установить ранние изменения функции почек и отобрать больных для ангиографии. При урологических заболеваниях диагностическая точность ренографии приближается к 100%, я луцеияя inrpvovn п 100, pij» меньше, чем при обзорной рентгенографии, и не превышает ит/с Рис. 53. Реиограмма больного хроническим гломерулонеф- ритом в стадии почечной недостаточности. 20 &ремя,мин тл/с Рис. 54. Реиограмма с 1MYb- ДТПА в норме (пояснения см. в тексте). 15 го Время, мин 2 10~4 Гр. Это позволяет проводить исследования у детей, у больных в динамике, что очень важно в определении степени реабилитации, особенно после хирургического лечения. ' Радиоизотопные ренограммы, выполненные с 166УЬ-ДТПА или 1251-ину-тчном, которые выводятся из крови с помощью клубочковой фильтрации, характеризуются отсутствием или очень низким и непродолжительным (0,5—2 мин) секреторным сегментом, более пологим экскреторным сегментом и более медленным падением радиоактивности над областью сердца по сравнению с ренограм- мой, полученной с помощью ]3!]-гилпурана (рис. 54). Наличие секреторного сегмента сзязано с замедленной циркуляцией радиоиндикатора в собирательной системе почек; высота и продолжи- 8* 115
тельность этого сегмента возрастает при снижении клубочковой фильтрации и скорости tokj мочи. Наряду с этим наблюдается снижение скорости очищения крови. Фактически, начиная с 4-6-й минуты исследования, все три кривые снижаются в одном темпе. Определение функции мочевых путей Радиоизотопные исследования эффективны и физиологичны при выявлении рсфлюксов, т, е. обратной) заброса мочи из мочеточников или мсчевого пузыря в почечные лоханки. Это вызывает нарушение пассажа мочи и ретроградное инфицирование почек. • " Для выявления пузырно-лоханочного рефлюкса в мочевой пузырь с помощью катетера вводят 0,4—0,5 МБк (10—15 мкКи) 131Г-гиппурана в 150 мл стерильного раствора этакридина лактата (риванола). Расположенные над почками детекторы у-излучения при наличии рефлюкса регистрируют появление радиоактивности в лоханках при натуживании больного. Данное исследование чаще производится после изотопной ренограммы, когда введенный внутривенно ш1-гиппуран удаляется из почек и скапливается в мочевом пузыре. Все чаще радиоизотопные методы применяют для определения функции мочеиспускания при нарушении сократимости мочевого пузыря, аденоме предстательной ^ТГ\Т1Т/ТЧ,Г\0 мгшотпитд и w 'Л Рис. 55. Радиофлуограмма: А — начало мочеиспускания; В — конец мочеиспускания (пояснения см. п тексте) а также для определения объема остаточной мочи. После ренографии над мочевым пузырем над крестцовой или лобковой областью размещают у-детектор радиометра и на бумаге подключенного к нему самописца регистрируют динамику радиоактивности в процессе мочеиспускания (рис. 55). Разделив объем (мл) полученной мочи на время мочеиспускания (количество секунд мочеиспускания определяют путем деления длины записи на бумаге от точки А до точки В на скорость протяжки ленты самописца), получают объем выделенной мочи за 1 с В норме он равен 10—12 мл/с, снижаясь до 1—2 мл/с и менее при патологии мочевого пузыря, мочеиспускательного канала и предстательной железы. Например, при мочеиспускании получено 60 мл мочи, скорость протяжки ленты самописца 10 мм/с, расстояние между экстраполированными на абсциссу точками А и В равно 100 мм. Флуометрический индекс = 60 : -^- - -. 6 мл/с. 116
Если после выделения v мл мочи радиоактивность мочевого пузыря уменьшается с Я, до Я2, это свидетельствует о наличии остаточной мочи (иост). Ее объем определяется по формуле '_ И2 ■у VoCT '' Hr-H2 ■ Пример: уровень радиоактивности мочевого пузыря (Hi) до мочеиспускания—'90 имп./с, после мочеиспускания - 30 имп./с над уровнем фона тела. Количество выделенной мочи 60 мл. Оста-, точный объем мочи равен: 30 -60 90 — 30 — 30 мл. Определение почечного плазмотока, кровотока и величины клубочковой фильтрации Согласно теории мочеобразования, проходящая через почки плазма крови и содержащиеся в ней метаболиты фильтруются в клубочках, образуется первичная моча. При прохождении через канальцы из нее реабсорбируется 99% воды, натрий, глюкоза и прочие вещества, другие же метаболиты секретируются эпителием канальцев в их просвет, в результате образуется окончательная, или пузырная моча. Вследствие фильтрации (20%) и секреции (80%) 1311-гиппуран, попадая с током крови в почки, полностью переходит в пузырную мочу. Поэтому с помощью этого индикатора, уравнения Смита и результатов радиометрии пробы крови и мочи можно рассчитать величину эффективности почечного плазмотока (ЗИП), а с учешм гемаюкрита- зф4>ек1ишшш ничеч- ный кровоток (ЭПК): - О • Р ЭПП = -О-», . п где Ом —минутный диурез, мл; Рм — радиоактивность мочи, имп-мин_1-мл-1; Р„ — радиоактивность плазмы, имп • мин-1 мл-1. эпк = ?1^_) юо, где Я —гематокрит. У человека одновременно взять для анализа на радиоактивность пробы крови и мочи практически невозможно. Поэтому в классических методах определения ЭПП кардиотраст вводили внутривенно путем длительной капельной инфузии. пока концентрация его в крови и моче становилась постоянной. Такой метод очень трудоемок и обременителен для больного, поэтому в настоящее время ЭПП определяют с помощью кп1-гиппурана. Благодаря большой чувствительности метода радиоиндикации и наличию радиоактивной метки для определения ЭПП достаточно Ш
внутривенно ввести 0,4—0,5 МБк (10—15 мкКи) 1311-гиппурана. Мочу для радиометрии обычно собирают за 30 мин, а кровь берут на 15-й минуте исследования. Метод дает удовлетворительную точность в определении ЭПП и ЭПК и хорошо сопоставимые результаты. На точности определения отрицательно сказываются усредненные результаты радиометрии мочи за все время ее соби- 0 J /0 15 20 0 5 10 15 20 25 а Время, мин г Время, мин Рис. 56. Прекардиальная кривая элиминации 131Г-ги[шурана из крови (а); та же кривая в полулогарифмическом масштабе (б). рания. Этот недостаток можно исключить, пользуясь методом определения ЭПП, исходя из объема распределения 1311-гиппурана (Ог) и константы его элиминации (К): ЭПП = Ог ■ К, где Ог — у человека равен 17% массы тела; К — исходя из экспоненциальной зависимости элиминации "Ч-гиппурана, равна ^~-, где 0,693 — натуральный логарифм из 2, Т — время полуоч щения крови от индикатора. Определяют Т путем построения прекардиальной кривой в полулогарифмической системе координат (рис. 56). Пример: масса больного 70 кг, время полуочищения крови от ш1-ги1шурана 25 мин, гематокрит 48%. ЭПП - JI • 100 • 1000 ■ ^ = 671 мл/мин; ЭПК ^Т~?48 = 1290 мд/мин- Аналогично определяют величину клубочковой фильтрации с помощью ШУЬ-ДТПА, объем распределения которого составляет 7,5% массы тела, или 1251-инулина с объемом распределения 63% массы тела. Радиоизотопная ренометрия Для исследования степени поражения обеих почек и количества функциональной паренхимы отдельно в каждой почке используют метод определения радиоактивности всего тела человека. Ш
В качестве радиоактивного индикатора используют неогидрин_ (промеран), меченный И,:Н£, с периодом полураспада 2,7 сут, который длительное время фиксируется в проксимальных отделах нефрона. 0,4—0,5 МБк (10—15 мкКи) промерана вводят внутривенно и сразу же определяют радиоактивность всего тела, которую принимают за 100%. Через I сут осуществляют повторную радиометрию всего тела и рассчитывают процент оставшегося ь организме радиоиндикатора. При использовании короткоживущего изотопа ртути-197 делается поправка на распад. Экранируя свинцом поочередно одну и другую почку, определяют содержание радиоактивного препарата в каждой почке и околопочечной клетчатке. Отношение радиоактивности почоч к радиоактивности околопочечной клетчатки определяет функциональную способность обеих почек, а соотношение радиоактивности правой и левой почек — относительное количество сохранившейся паренхимы в каждой почке. Особое значение эти показатели имеют при определении показаний к нефрэктомии. Пример расчета: радиоактивность всего тела сразу после введения промерана 10000 имп./мин, а через сутки — 8000 имп./мин. Если исходную радиоактивность принять за 100%. через сутки она равна ' = 80%. Следовательно, за сутки выведено 20% препарата, суммарная функция почек хорошая. При понижении функции почек скорость выведения промерана из организма уменьшается и процент радиоактивности через сутки выше 80. Поочередно экранируя левую и правую почку, получили следующие результаты радиометрии: при экранировании левой ПОЧКИ — ОУУМ ИМП./МИН, правим — лии и.шы.ыт. о чшшвал, ни при экранировании одной почки к радиоактивности другой добавляются импульсы от околопочечной клетчатки, радиоактивность последней равна (5900 + 3100) — 8000 = 1000 имп./мин, а обеих почек — 8000 — 1000 = 7000 имп./мин, или 7008°000100 =88%, что является признаком хорошей суммарной функции почек. Радиоактивность левой почки равна 3100— 1000= 2100 имп./мин, а правой — 5900—1000 = 4900 имп./мин. В процентах функция левой почки составляет: —7 ' = 30%, а 100 — 30 = 70% — функционирующая паренхима правой почки. Сканирование почек Получают сканограммы почек путем последовательной регистрации с помощью сканера у-излучения от предварительно введенных d организм нефротропных веществ. Ввиду длительности процесса сканирования медленно передвигающимся сцинтилляционным счетчиком такье высокотропные к паренхиме почек радиоактивные вещества^ как ш]-гиппуран, ШУЬ-ДТПА и др., для данного исследования мало пригодны вслед- 119
ствие быстрого выведения. Использование для сканирования внутримышечного, капельного внутривенного введения этих веществ или задержка их в почках обтурацией мочеточников не позволяют получить качественных сканограмм. Л '4"';М!!5||"И"':: ' '' iMiMs^-^ ',' I Рис. 57. Сканограмма почек: /— в норме; //— хронический гломерулонефрит: 111 — гипернефрома, в область нижнего полюса правой почки изотоп вклюиается слабо; /V— гипоплазия правой почки; // — левая почка; /7 — правая почка. Чаще всего для сканирования почек применяют неогидрин, Леченный ,07Hg, который хорошо накапливается и длительно фик- сируется в канальцах почек. Внутривенно вводят 5—10 кБк/кг (1,5—3 мкКи/'кг) массы больного, сканирование проводят через 2—3 ч, когда накопление препарата в почках приближается к максимальному. Перспективно применение более короткоживущего, 12Q
изотопа 9!,'"Тс в комплексе с железом или менее длительно фиксирующегося в. почках хеллата ЭДТА (этилендиаминотетраацетат) Сканирование почек проводят в положении больного лежа на животе. Чтобы определить расположение почек, на сканограмму !¥ наносят анатомические ориентиры: остистый отросток XII грудного позвонка и точки пересечения наружного края длиннейших мышц спины с XII ребром. В норме на сканограмме почки имеют бобовидную форму с равномерным распределением радиоактивности, четкими контурами и; снижением густоты штриховки иди цифровых значений активно- 121
сти от центра к периферии (рис. 57, /). Длинная ось почек располагается под углом, открытым книзу, а высота расположения соответствует пересечению границы средней и нижней трети органа с линией, соединяющей вышеуказанные анатомические ориентиры. Причем левая почка, как правило, дает менее плотную штриховку и определяется ниже правой, что обусловлено изменением анатомического взаимоотношения органов в положении лежа на животе, несколько приподнятым во время сканирования верхним отделом туловища и более вентральным расположением левой почки. Диффузные или очаговые поражения паренхимы почек на скано- грамме не имеют патогномоничных симптомов для отдельных заболеваний и проявляются изменением расположения, величины и формы, а также неравномерным распределением изотопа. Нео- гидрин фиксируется лишь функционирующими проксимальными отделами нефронов, что позволяет определить степень и протяженность функпионально-морфологических изменений паренхимы почек. Если почка не функционирует, изображение ее ка сканограмме полностью отсутствует. При диффузных поражениях почек контуры изображения соответствуют их анатомическому положению, но площадь и густота штриховки по мере уменьшения функционирующей паренхимы снижаются пропорционально степени поражения, увеличивается неравномерность распределения штрихов, когда участки плотно расположенных штрихов чередуются с небольшими участками их очагового разрежения или выпадения (рис. 57, //). Ограниченные поражения почек, обусловленные опухолями, ТЧ'^Ат^ттАТПЛ/! I41l(iMllOPrifHW ItPI/ППЧПМ ИЛИ КИСТЯМИ. ВЫЯВЛЯЮТСЯ. если их размеры не менее 2—3 см, в виде единичных или множественных участков снижения или отсутствия штриховки. При множественных поражениях сканограмма имеет пестрый вид. При гидронефрозе пестрота сканограммы сочетается с увеличением площади штриховки. Крупноочаговые поражения почек (опухоли, туберкулез, карбункул, киста и др.) на сканограмме определяются как соответствующие очагам участки дефекта штриховки (рис. 57, ///), а большие опухоли — дополнительным смещением органа в здоровую сторону. Особое значение при решении вопроса об удалении «немых» или «закрытых» почек, не обнаруженных при экскреторной урогра- фии, имеет выявление методом сканирования функционирующей ткани почек. Обнаружение ее с помощью сканирования свидетельствует о возможности обратного развития патологического процесса, что исключается в случаях отсутствия накопления изотопа в почке. Ценные сведения удается получить с помощью метода сканирования для уточнения вида врожденных аномалий и локализации почек (дистопированная, подковообразная или удвоенная почка), а также для диагностики вторичной реноваскулярной гипертонии, при гипоплазии почек (рис. 57, IV). ' 122
РАДИОИЗОТОПНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ Радиоизотопное исследование сердца и сосудов широко используется для определения объема циркулирующей крови, плазмы или эритроцитов по степени разведения соответствующего радиоактивного индикатора в кровяном русле, величины кровопотери, например, при хирургических вмешательствах и др. В специализированных клиниках широко используют радиоциркулографию — радиоизотопный метод изучения интенсивности кровообращения на различных участках сосудистого русла. В основу метода положено определение пассивного перемещения радиоактивных веществ с током крови. Он позволяет исследовать состояние кровотока в магистральных и периферических сосудах, различных органах и тканях. Наиболее часто радиоциркулографию применяют для определения нарушения кровообращения в головном мозге, ударного и минутного объема крови, скорости кровотока в большом и малом круге кровообращения, кардио-портального кровотока, состояния артериального и венозного кровотока и лимфотока на различных участках сосудистого русла и др. С помощью радиоциркулографии можно определять как линейный, так и объемный кровоток, чаще—линейный, т. е. время прохождения радиоактивного индикатора, которое выражается в секундах. Регионарный объемный кровоток представляет собой математическое с.рал::.,.^ клн/.-йнса, т. е. скорости очищения тканей от введенного непоспелсм^нио в чих через пшающую аотерию инерт-" ищи i ajd, ue.;i к а или диуюго радиоактивного вещества, которое находится в прямо" зависимости от интенсивности кровообращения^ Определение объема циркулирующей крови Метод основан на принципе разведения радиоизотопа. По степени разведения введенного в сосудистое русло калиброванного количества радиоактивного вещества, которое длительное время не покидает пределы сосудистого русла, вычисляют объем его _разведеник, т. е. объем циркулирующей крови (ОЦК). Применявшийся ранее метод определения ОЦК с помощью красителей, например синьки Эванса (Т-1824), давал завышенные на 6—15% показатели вследствие проникновения красителя в лимфу и межклеточную жидкость. Точность этого метода снижалась вследствие ошибки при колориметрировании, обусловленной гемолизом, хлопьями фибрина и эмульгированным жиром. Физиологичность, большая точность и чувствительность радиоизотопных методов обеспечивают их преимущество перед другими. Использование различных меченых соединений позволяет определить как общий, так и плазменный объем крови. 123
В настоящее время объем циркулирующей крови чаще всего исследуют с помощью меченного 1311' сывороточного альбумина или хлорида хрома (51СгС13), 98% которого после внутривенного введения быстро^ и прочно связывается с белками плазмы. Объем циркулирующих эритроцитов измеряют с помощью эритроцитов, меченных чнёстивален.тным хромом (Na^Cr04). ОЦК можно рассчитывать rib' объему эритроцитов или плазмы с учетом гематокрита. После'центрифугирования крови межДу эритроцитами остается около 4% плазмы, что учитывают поправочным коэффициентом 0,96. Для определения общего соматического гематокрита, который меньше венозного, вводится поправочный коэффициент 0,91. При исследовании ОЦК с помощью альбумина за сутки до определения щитовидную железу блокируют раствором Люголя. Рабочий раствор альбумина удельной активностью 40 кБк/мл (1 мкКи/мл) в количестве 5—10 мл вводят внутривенно. Во избежание ошибки, связанной с остающейся в шприце радиоактивностью, предварительно проводят радиометрию шприца с раствором альбумина и повторно после введения индикатора в вену. По разности количества импульсов за вычетом фона определяют количество импульсов введенного раствора. Радиометрию шприца осуществляют на таком расстоянии от сциитилляционного счетчика (20—25 см), чтобы эффективность счета снизилась в 1000 раз, что позволит избежать приготовления стандартного раствора и связанной с этим ошибки, а также сопоставить данные радиометрии шприца и крови больного, помещенной непосредственно в колодец сциитилляционного счетчика. Через 10 мин, когда меченый альбумин пяттмтнп пягттрпр.питгя в Иипкулипуютпей кпови (пин недостаточности кровообращения - через 15—25 мин), из вены противоположной руки гепаринизированным шприцом б,ерут около 10 мл крови, точный объем переносят в пробирку и радиометрируют в ко- лодцевом счетчике. Часть крови используют для определения венозного гематокрита. ОЦК рассчитывают по формуле: Л'в • 1000 • v °Ц^ ^ Nn(\—H • 0,96 -0,91) • Л МЛ' где NB ■— активность введенного альбумина, имп./мин; Nn — активность пробы крови, имп. • мин""1; 1000 — постоянный для данных условий коэффициент, нивелирующий различия в эффективности счета радиоактивности крови в колодце, и вводимого альбумина на расстоянии 20—25 см от колодцевого счетчика; v — объем взятой для радиометрии плазмы, мл; Н- 0,96 -0,91 —гематокрит тела с поправкой на плазму, остающуюся между эритроцитами после, центрифугирования; 124
К — поправка на утечку за пределы кровеносного русла отщепившегося от альбумина йода, равная 1,02. Массу циркулирующих эритроцитов (МЦЭ) и объем циркулирующей плазмы (ОЦП) определяют по формулам: МЦЭ = ОЦК ■ Н • 0,9Q; ОЦП = ОЦК — ОЦЭ. Для непосредственного определения ОЦП взятую кровь разделяют центрифугированием на плазму и эритроциты: радиеметри- руют плазму крови. Определение ОЦК с помощью трехвалентного хрома аналогично измерению с меченым альбумином. Для определения МЦЭ эритроциты метят шестивалентным хромом. При этом методе к 10—15 мл взятой у больного крови добавляют 1—2 МБк (25—50 мкКи) натрия хромата (\'а251Сг04) и после 30-минутной инкубации при комнатной температуре вводят ее внутривенно. Через 10 мин из вены противоположной руки берут 8—10 мл крови для определения се активности и гематок- рита. Массу циркулирующих эритроцитов рассчитывают по формуле NR • 1000 .v • // • 0,96 ML^ NK.K • где Мв —введенная радиоактивность, имп./мин; /VK • — радиоактивность взятой крови, имп. • мин-1; ,. К _ -— поправка, равная 1,02, обусловленная тем, что только 98% хрома связывается >с эритроцитами. ОЦК и ОЦП определяют, исходя из ОЦЭ: i оцк= оцэ Н • 0,96 • 0,91 ' ОЦП = ОЦК —МЦЭ, в норме ОЦК = 75 мл/кг. В дальнейшем, производя радиометрию проб крови, взятой через 2, 3, 5 и 10 сут, по графику экспоненциальной зависимости снижения радиоактивности эритроцитов можно определить время снижения концентрации меченых эритроцитов на половину (Г), их жизнеспособность и продолжительность жизни, суточную потерю меченых эритроцитов. В ургентных случаях можно чаще производить заборы крови и по убыли эритроцитов определить величину кровопотери. Величину кровопотери во время операции определяют, сопоставив радиоактивность тампонов с радиоактивностью крови больного. Например, радиоактивность крови больного 300 имп. • мин-1 • мл-1, а общая радиоактивность тампонов составляет 60 000 имп./мин. Общая кровопотеря равна 60 000 : 300 = = 200 мл. 125
Определение ударного и минутного объема кровотока Ударный и мшп'тный объемы (УО и МО) кровотока определяются методом графической записи прекардиалыюй кривой радиоактивности, падение которой обусловлено внутрисердечным разведением радиоактивных веществ. В качестве индикаторов используют меченный йодом-131 альбумин человеческой сыворотки или меченные хпомом-51 эритроциты. Эритроциты по сравнению с альбумином дольше циркулируют в сосудистом русле и поэтому их целесообразнее применять при изучении динамики сердечной деятельности в физиологических UMHJC 300 патологических ус- (РКГ) 200 100 50 5пр -А ~Ж- v f^Af, D шуж^ и/ Зле 9 1 ,_1 i 10 20 J0 40 50 60 70 80 J h 600с Рис. 58. Радиокардиограмма: S —площадь под кривой разведения индикатора и правом (пр) и левом (лее) желудочках сердца. локтевую вену или и особенно ловиях. j Радиокардиография осуществляется радиометрами типа ДСУ, УРУ, «Ксенон» с соответствующими коллиматорами и широкоформатными самописцами. В положении больного лежа па спине коллимированный сцннтилляционный счетчик устанавливают по левой парастер- нальной линии ча уровне IV межреберья. ш1-альбумин из расчета 20 кБкАкг (1),Ь мк"Ки/кг) в объеме 0,2—0,3 мл быстро зондом в правое сердце. На РКПППГТКТП 1П . ■ ВВОДЯТ В самописце, бумага которого и потягивается do см/мин, автоматически отмечается время введения. На радиокардиограмме (рис. 58) отмечается латентный период продолжительностью 2—4 с, соответствующий времени до поступления альбумина в правый желудочек. По мере нарастания радиоактивности в"правом желудочке кривая быстро поднимается, достигая максимума в точке В. После кратковременного экспоненциального снижения кривой, вследствие изгнания крови в легкие, следует новое повышение с пиком в точке Д, соответствующее поступлению радиоактивной крови из легких в левую половину сердца. Последующее экспоненциальное снижение кривой обусловлено изгнанием крови в большой круг кровообращения. После нескольких невысоких всплесков радиоактивности, отражающих рециркуляцию альбумина в сердце, через 7—10 мин устанавливается плато (/), характеризующее равномерное распределение индикатора во всем объеме циркулирующей крови. Недостающие части кривой разведения индикатора в правом и левом отделах сердца восстанавливаются путем аппроксимации до изолинии начального отрезка кривой разведения (ВС и DE). Построенная в полулогарифмическом масштабе кривая разведения превращается в прямую линию, по которой легко определить время полувыведепия изотопа из полостей сердца. 126
Изменение топографии сердца и циркуляции крови в нем сопровождается деформацией радиокардиограммы, нарушается соотношение высоты пиков правого и левого желудочков или регистрируется одногорбая кривая. При изолированных пороках получаются довольно типичные радиокардиограммы (рис. 59). Минутный объем кровотока определяют по формуле МП = _d»_ С • 7 ' где Ав — активность введенного изотопа; С — средняя концентрация индикатора при первом прохождении через полости сердца; Т — время первой циркуляции изотопа в сердце. Активность введенного изотопа (Лв) определяют подсчетом импульсов от приготовленного из него стандартного раствора или по разнице радиоактивности шприца до и после введения изотопа. Время первой циркуляции изотопа в полостях сердца (Т) определяется расстоянием (/) от начала РКГ до пересечения экстра- пплипгтяннпй npRnwfnvirrmirrmnii кпмппй г пгкю ябгпмгг чрттг>инк!м на скорость протяжки ленты самописца (V): Т = у. Средняя концентрация индикатора в крови (С) равна средней высоте радиоциркулограммы. Средняя высота ее (Н) рассчитывается по измеренным планиметрически площадям радиоактивности правого и левого отделов сердца по формуле Рис. 59. Радиокардиограмма: /— в норме; 2— митральный порок; 3— аортальный порок. н ПР Средняя концентрация радиоактивного вещества при первом его прохождении полостей сердца (С) определяется из соотношения высоты прекардналыюй кривой (К) и концентрации крови (С), взятой на 10-й минуте, по уравнению // h г II -с (S„p -f 5лев) • с -Q- — — > откуда С — — а МО = С • Т -Л, h (SnP + 5лйв) • с /_ I -h V I -h AJi.V (S„P ■! S,J-c' Ударный объем кровотока получают путем деления минутного объема на количество сокращений сердца в 1 мин. 127
Для определения МО правого и левого желудочков раздельно в формулу подставляют значения площади под кривой активности соответствующего желудочка.- , ■ - Если на радиокардиограмме плохо дифференцируется кривая разведения в правом желудочке, то минутный объем определяют из площади под кривой, экстраполированной по нисходящему отделу левого желудочка. Важное значение в клинике имеет изучение состояния деятельности сердца в динамике, особенно при прогрессировании заболеваний. Использование для этих целей радиокардиографии и определения минутного и ударного объема кровотока методом разведения радиоактивного изотопа мало пригодно вследствие необходимости повторного введения индикатора. Разработанная в Киевском институте усовершенствования врачей МЗ СССР Т. П. Сива- ченко и соавторами методика радиокардиометрии с использованием элементов фазового анализа деятельности сердца и длительно циркулирующих в кровяном русле радиоактивных изотопов (меченых эритроцитов или альбумина) позволяет даже в течение нескольких недель определять изменения минутного и ударного объема кровотока.С помощью специального радиометра интенсивность у-излучения над прекардиальной областью регистрируется последовательно в определенные фазы сокращения сердца и суммируется с помощью шести счетчиков импульсов за несколько десятков или сотен сердечных циклов. Это позволяет с высокой статистической достоверностью получить кривую изменения объема желудочков. Синхронность включения счетчиков импульсов с фазами сеплечного никла осуществляется сигналами электпо- и боно- кардиографа. Разность радиоактивности сердца в диастоле и систоле выражает относительную величину объема сердечного выброса. Для определения абсолютных величин МО и УО кровотока используются данные, вычисленные по кривой разведения индикатора. Определение периферического кровообращения и проницаемости сосудов Скорость периферического кровотока можно определить по крутизне и длительности подъема радиоактивности в исследуемой области после введения в локтевую вену радиоактивного индика-' тора, например меченного 13Ч-альбу_мина. В норме максимум высоты радиоактивности в области пятки достигается ко 2—3-й минуте (рис. 60). Одновременно с этим исследованием по радиоцирку- лограмме определяют время от введения изотопа до-появления первой волны радиоактивности, т. е. скорость тока крови в большом круге кровообращения. Скорость капиллярного кровотока определяется по времени^ резорбции из мыщеч_ного~ТП1и кижнит^адпорадйоакгивного йнди- катора. Для этого внутримышечно в объеме не более 0,5 мл вводят
раствор натрия-jM и с помощью радиографа регистрируют убыль радиоактивности из мышечного депо (рис. 61). Переведя кривую в полулогарифмическую, систему координат, легко определить время полурезорбции, которое является объективным показателем скорости капиллярного кровотока. В настоящее время для. изучения капиллярного кровотока все чаще применяют радиоактивные инертные газы. Благодаря своей 30 20 10 липофильности они легко проникают через Инертные газы практически не ^"~ рециркулируют, ибо, попадая ~|/# в легкие, поч"ти полиостью диф- ^"^ фундируют в воздух. Поэтому, определив по кривой клиренса период полувыведения (Т) 133Хе из мышечного депо, легко рассчитать количество циркулирующей крови в 100 г мышечной ткани в каждую минуту по формуле, универсальной для всех случаев определения объемного кровотока, в том числе и для мышцы сердца: ОМК==100-°-|Э -К Т7Т7Г7— • Т 100 г/мин Коэффициент диффузии, ксенона из мышечной ткани в кровь j (К\ rtmrorw ., „-,,,,,,,..~ о ,,~^.-.-„ без физической нагруз'кТГобъем- / ный мышечный кровоток (ОМ К) ° чные мембраны. 6 Время, мин Рис. 60. Радиоциркулограмма периферического кровотока: / — в норме; 2 — при хронической коронарной недостаточности. Стрелкой обозначен момент введении индикатора. N 8 ж равен 4—5 мл • 100 г-1мин-1, О 10 15 Время, мин Рис. 61. Радиоциркулограмма капиллярного кровотока. а при мышечной работе возрастает до 40—45 мл • ЮОг^мин-1. Аналогично по скорости рассасывания из тканевого депо крупномолекулярных веществ, например шГ-альбумина, определяют интенсивность лимфообращения. Важным показателем состояния сердечно-сосудистой системы является проницаемость сосудов. Наиболее объективным ее выражением является скорость выхода через стенку сосудов наиболее дисперсного белка альбумина. Убыль альбумина из кровяного русла подчиняется экспоненциальному закону. Для определения константы элиминации после блокады щитовидной железы раствором Люголя больному внутривенно вводят 0,4 МБк (10 мкКи) 311-альбумина. Через 0,5 и 3,5 ч из противоположной локтевой вены берут 2—3 мл крови и в колодцевом сцинтилляционпом счетчике подсчитывают количество импульсов. Коэффициент проницаемости К определяется по формуле у _2,3(1gCj-lgC2) '2 — '1 9-412 129
где 2,3 — коэффициент перевода натуральных логарифмов в десятичные; Cj и С2 — концентрация индикатора в крови, ими./мин, соответственно во время Tt и Т2. Коэффициент К находится в обратной зависимости от константы проницаемости. Поэтому из формулы экспоненциальной зависимости определяется время удаления из кровяного русла половины белка (Т) по формуле Т — -ljt—, которое в норме колеблется в пределах 20—25 ч. Скорость кардио-портального кровотока: с помощью двухканаль- ного радиографа определяют интервал времени между появлением радиоактивности над сердцем и печенью после внутривенного вве- 0 № JO SO 0 10 J5 60 I Вреня,с Е Врещс Рис. 62. Радиоциркулограмма кардио-портального кровотока: / — в норме; // — у больного хроническим гепатитом; 1 — над сердцем; 2 — над печенью. дения оадиоинднкатора — 7—10 кБк/кг (0,2—0,3 мкКи/кг) массы тела "Ч-альбумина. В норме время между появлением пика радиоактивности над сердцем и печенью составляет 20—25 с. Кривая радиоактивности над печенью (рис. 62, /) характеризуется крутым подъемом, переходящим в плато, на котором выявляются два пика: первый пик (А) обусловлен печеночным артериальным, второй (В) — портальным кровообращением. Синдром портальной гипертензии, который наблюдается при недостаточности сердца, хронических воспалительных поражениях печени, поджелудочной железы и особенно при циррозах печени, достоверно диагностируется по замедлению кардио-портального кровотока, что значительно облегчает дифференциальную диагностику с опухолями и кистами в левой подхрящевой области. Патология печени проявляется /снижением крутизны подъема кривой радиоактивности над печенью, сглаживанием ее пиков, увеличением времени кардио-портального кровотока до 35—50 с и более (рис. 62, //). Причем при циррозах печени последнее возрастает в большей степени, чем при гепатитах и опухолях печени. В редких случаях при метастатическом поражении печени время циркуляции изотопа уменьшается вследствие развития коллатерального кровотока. 130
Сканирование сердца и сосудов С помощью сканирования сердца можно изучить состояние венечного кровотока, полостей сердца и крупных сосудов. Сканирование миокарда основано па избирательном накоплении в патологических очагах (инфаркт и другие) радиоиндикаторов, введенных в общий кровоток или непосредственно в венечные сосуды. В зоне инфаркта накапливаются изотопы 42К, 8eRb или 204Т1 в больших количествах по сравнению с интактной мышцей. В последнее время применяют "тТс-пирофосфат. Для непосредственного введения в венечные сосуды используют микросферы альбумина, меченного 1311 или "«Тс Успешно внедряется -,--сцинти- графия Рис. 63. Скаиограмма сердца при дилатации полостей (а) и выпотном перикар- Изображение полостей сердца можно получить методом сканирования с помощью длительно циркулирующих в крови радиоактивных препаратов, в первую очередь меченого альбумина. Это позволяет получить представление о степени дилатации или гипертрофии сердца, выявить аневризмы сердца и крупных сосудов. Сочетание сканирования с рентгенографией сердца позволяет провести дифференциальную диагностику между выпотным перикардитом и дилатацией сердца, по размерам тени сердца на рентгенограмме и полостей сердца на скан01 рамме определить величину перикардиального выпота (рис. 63), отдифференцировать медиа- стинальную форму рака легкого от аневризмы аорты и др. РАДИОИЗОТОПНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЛЕГКИХ В наиболее общем представлении функция легких обеспечи вается их вентиляционной способностью, легочным кровотоком и диффузией газов через альвеолы. Все эти показатели изучают с помощью радиоактивных газов, прежде всего l;,:iXe- Внешняя регистрация у-излучения с помощью многоканальных радиометров 9* 131
после ингаляционного или внутривенного введения 133Хе позволяет определить соответственно регионарную вентиляцию или регионарный легочный кровоток. Для получения информации о состоянии регионарной легочном вентиляции успешно применяют метод сканирования после ингаляционного введения радиоактивных аэрозолей, чаще всего альбумина человеческой сыворотки, меченного ш1, МтТс, 1131п, или коллоидного раствора 198Аи. Метолом сканирования изучают также состояние сосудистой сети легких. С этой целью используют меченные 1251, ш1, "«Тс или й1Сг макроагрегаты альбумина человеческой сыворотки. Коллоидные суспензии частиц альбумина размером 10—20 мкм при внутривенном введении задерживаются в виде микроэмболов в капиллярах легких в количестве, находящемся в прямой зависимости от степени кровоснабжения соответствующего участка легких. Для полноты информации следует упомянуть о трансмиссионном сканировании легких и сердца, при котором грудная клетка находится между детектором сканера и жестко связанным с ним источником мягкого у-излучения (133Хе — 80 кэВ, 204Т1 — 77 кэВ, 241Агп — 60 кэВ,) а также о сцинтиграфии с помощью у-камер сразу же после ингаляционного или перфузионного введения соответствующих радиоиндикаторов. Изучение регионарной вентиляции и кровотока в легких Исследование проводят с помощью радиометра «Ксенон» УР-1-3. шесть детекторов которого устанавливают над верхними, средними и нижними отделами (зонами) обоих легких по среднелопаточной линии (рис. 64). По методике, предложенной В. Н. Корсунским (1967) и В. М. Боголюбовым (1975), вначале с помощью спирографа вводят ингаляционно, а затем, не меняя положения детекторов, внутривенно по 50—150 МБк (1,5—2,5 мКи) 133Хе и записывают кривые динамики радиоактивности. Для получения радиопневмограммы (рис. 65) вначале больной в течение 10—15 с дышит обычным воздухом, записывают фон. Затем поворотом крана спирографа подключают дыхание воздушно-ксеноновой смесью. При спокойном дыхании записывается кривая, отражающая увеличение скорости счета над всеми участками легкого вплоть до установления плато. Затем исследуемый делает глубокий вдох и после кратковременной задержки дыхания глубокий выдох. После записи радиопневмограммы при спокойном дыхании отключают спирограф и записывают «отмывание» из легких 133Хе. Эффективность вентиляции определяется по времени смешивания воздуха соответствующей зоны легкого с радиоактивной газовой смесью спирографа наполовину (Т) или по времени полувыведения 133Хе. Максимальную емкость соответствующей зоны легкого (МЕЛ) определяют по отклонению пера самописца 132
Рйс. 64. Исследование регионарной вентиляции легких с" помощью восьмнканалыюго радиометра «Ксенон» (УР-1-3). ттшш1Ш1[щж штат ifHffl Ж ^-■'' 'Пи LAil 'u-Hiiitfl+rtll 11 < I ' I ■ "'+HT rirtTTtr jiftit) limi/M Ш1ш,тг Рис. 65. Раднопневмограмма: 1.2,3 — соответственно верхний, средний и нижний отделы правого (Л) и левого (Б) легкого.
на максимально глубоком вдохе, а остаточный объем (00) — при максимальном выдохе. Количественно вентиляционную способность оценивают по вкладу каждой зоны (X) в общий объем вентилируемого пространства (ОВП) по формуле А-з0ПЫ^|^ 100, где Язоны — высота радиоспирограммы искомой зоны от уровня фона до плато, мм; 2/7 —сумма уровней плато всех шести зон, мм. Аналогично производится расчет вклада кровотока каждой зоны в общий легочный кровоток. Для этого используют данные высоты подъема кривых радиоактивности от фона до плато в соответствующих зонах легкого, полученные после внутривенного введения раствора 133Хе. Для расчета абсолютных значений жизненной емкости легких (ЖЕЛ), остаточного объема и других показателей вентиляционной способности каждой зоны легкого используют показания суммарной вентиляции легких, полученные методом обычной спирометрии. При патологии высота радиопневмографических кривых снижается, в зонах гиповентиляции уменьшается скорость нарастания и снижения радиоактивности, уменьшается высота осцилляции на вдохе и выдохе,. По крутизне подъема кривой радиоактивности на вдохе и спада на выдохе можно дифференцировать инспиратор- ный тип нарушения бронхиальной проходимости от экспираторного. Сканирование легких Исследование начинают через 5—10 мин после внутривенного введения 75 кБк/кг (2 мкКи/кг) массы больного, меченного 1311 или другими изотопами макроагрегата альбумина, размеры частиц которого не превышают 100 мкм. Частицы размером менее 10 мкм не задерживаются в капиллярной сети легких, накапливаются в печени и селезенке. Сканирование можно производить в передней и задней проекциях. В норме па сканограмме в передней проекции определяется разрежение или отсутствие штриховки в месте проекции сердца и органов средостения. На всем протяжении легких определяется равномерная штриховка, густота которой к периферии и особенно к верхним и нижним отделам легких снижается. На сканограммах, выполненных в задней проекции, силуэт сердца слабо выражен, а размеры площади с редкой или отсутствующей штриховкой значительно меньше. При диффузном или очаговом поражении легких на сканограммах определяются соответственно распространенные или отдельные участки с пониженной интенсивностью штриховки или отсутствием ее (рис. 66). Размеры их превышают видимые на рентгенограмме. Это объясняется рефлекторным спазмом сосудов или сбро- 134
сом крови через образующиеся артерио-венозные шунты, минуя капиллярную сеть. При сканировании с помощью ингаляционного..введения препарата получают важную информацию о состоянии проходимости iff» - ч*'е»тш»Я*жт1>м щ s« s 4 '•■?в"'ЧЪЧТ, *WMBWelS^#' s ? >lii i {■ > ,, ■ r'mnmit-i** 'i ■> ! ' '*! *;,,{' ;M'< > ■ 4! «4 '«» ;'. ... ft Рис. 66. Сканограмма легких при раке левого легкого (передняя проекция). бронхов и степени вентиляционных нарушений. Сочетание сканирования с помощью ингаляционного и щг^узионйош-введения пре- патологического процесса и тяжесть изменений. РАДИОИЗОТОПНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГОЛОВНОГО И СПИННОГО МОЗГА Тесная анатомо-физиологическая связь вещества мозга и кровеносных сосудов обусловливает изменение последних при патологии нервной системы. Поэтому наиболее эффективные методы диагностики заболеваний центральной нервной системы основаны прежде всего на определении степени и локализации нарушения кровообращения. Самыми важными из них являются радиоциркуло- графия, сканирование головного мозга, миелография, а в последние годы — динамическая у-спиптиграфия. Радиоциркулография головного мозга Исследование пронодят с помощью трехканального. радноцир- кулографа, один из детекторов которого центрируют над областью поражена мозга, второй — над контрольным симметричным участком, третий — над местом слияния синусов. Для изучения регионарного кровотока лучше использовать восьмиканальный радиометр Р-8 (рис. 67). 135
Для радиоциркулографии в локтевую вену быстро вводят 20 кБк/кг (0,5 мкКи/кг) массы больного 1311-альбумина в объеме 0,2—0,3 мл или раствор 13;!Хе в изотоническом растворе натрия Рис. G7. Радиоциркулография головного мозга с помощью радиометра Р-8. ; S3 г <о4 ? 7 о * 1 1 V \' £ 1 •^ -"- % ф\ в j i Л ~ТЮ }) и) ш -iillL \ - -\| j 7 4 в авс 16 20 24 J Время,с -~-~_ Л J 1 / J t \ \\ w JV tf л в 12 16 18 24 28 32 36 40 111 Время, с V ж А в г г I —-=rz \ \ *-~J кл. Л 16 20 24 Рис. 68. Радиоциркулограмма головного мозга: / — в норме; // — менингиома; /// — саркоматозная менингиома (пояснения см. в тексте). хлорида (для уменьшения эффекта маскировки вследствие попадания радиоактивности в ткани, окружающие мозг, индикатор лучше было бы вводить во внутреннюю сонную артерию, однако это сложно). 136
7- 6- 14 . =j Радиониркулограмма здорового человека (рис. 68, /) представляет собой кривую, отражающую прохождение индикатора по артериям (а), капиллярам (в) и венам (с). Расстояние между точкой пересечения перпендикуляров, опущенных из точек А и D, с изолинией характеризует скорость кровотока над исследуемой областью мозга. В норме радиоиндикатор проходит его за 7—9 с. Артериальная фаза (А В) длится 2—3 с, капиллярная — (ВС) — 1—^5, венозная (CD) — 3—4 с. Учитывается также форма, амплитуда, крутизна подъема и спада кривой. Значения периода полунакопления (Тх) и полувыведения (Т2) дают представление об изменениях радиоциркулограммы при нарушениях кровообращения в головном мозге. Высокая, но монотонная и сглаженная кривая с наличием плато на вершине, характеризующая замедление кровотока, указывает на регионарный отек- ткани мозга (рис. 68, //). Кривая с высокой амплитудой, выраженным плато на вершине и большим количеством дополнительных зубцов свидетельствует о рециркуляции изотопа и характерна для злокачественной опухоли (рис. 68, ///). При арте- рио-венозных шунтах радиоциркулограммы имеют высокий пик, от- ? ГС"^.".^ .^,. ^uivipuni спад раДИиаК- ТИВНОСТИ, отсутствует капиллярная фаза. Над участками ишемии получаются низкие и монотонные кривые с удлинением перепадов подъема и спада радиоактивности и слабой выраженностью отдельных компонентов. Для определения регионарного объемного мозгового кровотока (РМК) больному во внутреннюю сонную артерию вводят 10— 20 МБк (300—500 мкКи) 133Хе, растворенного в 2 мл изотонического раствора натрия хлорида. Запись радиоактивности производят в течение 10 мин над пораженными и рядом расположенными участками мозга радиометром УР-1-3, позволяющим получать 4—6-зональную радиоциркулограмму. Крутизна спада кривой клиренса находится в прямой зависимости от интенсивности кровотока в данной области мозга (рис. 69). РМК рассчитывается по формуле i 1 1 1 , 1 _ т / 2 \ ню 6 7 в 3 1С Время, мин Рис. 69. Схема записи регионарного объеМНОГО МОЯГПНПГП mnnnrnv». / — в норме; 2 — над глиобластомой. РМК = Hi) //](! к мл 100 г. мин' где Н0 — высота кривой радиоактивности мозга на максимуме, имп./с; • Н10—высота кривой радиоактивности через 10 мин после введения изотопа, имп./с; 137
S — площадь на 10-минутном графике, ограниченная кривой выведения и осями координат, имп./мин; К — коэффициент распределения 133Хе между тканями мозга и кровью. Он зависит от содержания гемоглобина в эритроцитах и колеблется в пределах 1,0—1,3. В норме РМК равен 50—55 мл на 100 г вещества мозга в 1 мин. При сосудистой патологии и опухолях в зависимости от васкуляри- зацнн изучаемых зон мозга отмечается как снижение его, так и увеличение. Метод раздельного анализа радиоциркулограмм позволяет одновременно определять кровоток в сером и белом веществе мозга. Для этого радиоциркулограмму графически изображают в полулогарифмической системе координат. В пей выделяют две экспоненты — быструю, отражающую выведение 133Хе из серого вещества, и медленную — выведение 133Хе из белого вещества. Определив соответствующие периоды полуочищения (Тх и Т2), рассчитывают РМК раздельно для серого и белого вещества головного мозга по формуле РМК-^3-Я мл 100 г-мин в которую подставляют соответствующие значения Т и К для серого и белого вещества мозга. Сканирование головного мозга Метод сканирования дает возможность выявить локализацию, размеры опухолей мозга и в какой-то степени определить их гистологическую структуру. Сканирование производят спустя 1 — 6, а если позволяет время жизни изотопа, то 24 и даже 48 ч после внутривенного введения 0,2—0,4 МБк/кг (6—12 мкКи/кг) массы больного 13Ч-альбумина человеческой сыворотки и 197Hg-npoMe- рана, 1—1,5 МБк/кг (30—40 мкКи/кг) адтТс-пертехнетата, 75Se- метионина, 169УЬ-ДТПА или других препаратов, которые вследствие нарушения опухолью проницаемости гематоэнцефалического. барьера и усиленной васкуляризации накапливаются в патологическом очаге в большей концентрации, чем в окружающей непораженной ткани. Поэтому при таких хорошо васкуляризованных опухолях, как глиобластома, ангиома, менпнпюма, метастазы рака, получаются положительные сканограммы, т. е. опухоли выявляются по более густой штриховке (рис. 70). В то же время малодифференцированная глиома, астроцитома, эпидермоидные опухоли мало или вовсе не накапливают радиоактивные .препараты, дают отрицательные результаты сканирования и диагностируются при сочетании сканирования и ангиографии. Для уточнения локализации процесса сканирование выполняют в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. 138
Рис. 70. Сканограмма'головного мозга при глиобластоме. С' Положительные результаты сканирования можно получить УН при таких очаговых поражениях мозга, как абсцесс, субдураль- V,>1 (Л 1 KJ .VI (Л II /XIJ . Радиоизотопная миелография Топическая диагностика опухолей, грыж межпозвоночных дисков, травматических повреждений спинного мозга и других заболеваний основана на определении степени и уровня блокады ликворных путей с помощью радиоактивных газов, чаще всего шХе. Больному в положении сидя или лежа на боку с приподнятым краниальным концом туловища через пункиионную иглу в позвоночный канал вводят 0,2—0,4 МБк (5—ЮмкКи) 133Хе в 2 мл воздушно-ксепоновой смеси, пузырьки которой поднимаются кверху и за- Рис. 71. V-Грамма при непроходимости субарахно- идалыюго пространства на уровне VII шейного позвонка (стрелкой показано место введения препарата). го jo 40 имп/с держиваются в месте его сужения. Тотчас с помощью радиометра типа РК, сцинтилляционный детектор которого автома- 139
тически передвигается вдоль позвоночного столба, регистрируют интенсивность у-излуч«ния. Место препятствия определяют по всплеску волны радиоактивности (рис. 71). РАДИОИЗОТОПНАЯ ДИАГНОСТИКА В ОНКОЛОГИИ В диагностике опухолей можно выделить два направления. Первое основано на изучении функции органов, в которых предполагают опухолевое поражение, и визуализации объемных патологических образований методом у-графии. Второе направление основано на использовании опухолетропных радионуклидов и специальных методик с целью дифференциации характера опухолевого роста, т. е. отличия злокачественных опухолей от доброкачественных, в том числе и воспалительных процессов. Прежде всего имеется в виду радиофосфорная диагностика опухолей кожи и слизистых оболочек, радиоизотопная диагностика опухолей костей и метастазов опухолей в лимфатические узлы и некоторые другие методы. Радиофосфорная диагностика злокачественных опухолей Методика основана на повышенной способности метаплазиро- ванных клеток накапливать 32Р вследствие усиления их метаболической и митотической активности. Фосфор-32, не отличаясь по химическим свойствам от стабильного фосфора, в виде макроэргических соединений и ферментов принимает участие в обмене веществ в опухоли, а, участвуя в синтезе нуклеиновых кислот, прочно включается в ctovktvdv ядер клеток. Фосфор-32 с Г = 14,3 сут является чистым р-излучателем, с максимальной энергией частиц 1,7 МэВ и,длиной пробега в мягких тканях не более 1 см. Поэтому его применяют для диагностики опухолей, расположенных на глубине не более ! см от поверхности кожи или слизистой оболочки. Изотоп в количестве 20—40 кБк/кг (0,5—-1 мкКи/кг) массы тела, разведенный в 40—50 мл воды или 5% раствора глюкозы, дают выпить больному натощак. Радиометрию производят с помощью специализированного для этих целей аппарата «Комета», снабженного набором сцинтилляционных, газоразрядных и полупроводниковых Р-зондовых детекторов, позволяющих контактным методом определять накопление фосфора в патологических очагах кожи и слизистых оболочек полых органов (рис. 72). Накопление 32Р регистрируют в импульсах за 1 мин и определяют через 4 ч, 1, 2, 3, а в сомнительных случаях — через 4—5 сут после приема больным изотопа. При обширных опухолях наиболее активный участок выбирают с помощью ручного сканирования. Для этих целей в радиометре «Комета» имеется интенсиметр. Одновременно с радиометрией опухоли подсчитывают количество импульсов и в симметричных с нею участках кожи или слизистой оболочки. При затруднении выбора таких участков иссле- 140
дуют близкие по интенсивности кровообращения и обмена веществ рядом расположенные участки или переднюю поверхность кожи бедра. Электронное реле времени позволяет установить необходимую продолжительность каждого измерения. По истечении заданного времени счет автоматически прекращается. Количество им- Рис. 72. Исследование опухоли кожи с помощью радиометра «Комета». пульсов от симметричного или рядом расположенного с опухолью участка (Nc) за вычетом фона принимается за 100%. Процент на- ности (Л'о), определяется из уравнения % Л = 100. 400 "с Показателем злокачественности ; при раке кожи является 120%, /4<? Рис. 73. Динамика включения 3?Р в опухоли различного гснеза; / — критерий злокачественности; 2 — доброкачественные опухоли; 3 — рак кожи; 4 — мелало- бластома; 5 — хроническое воспаление. 120 WU 1 г . Г* —v J ! X \ 1 2 . J 1— __ц 4ч 1 3 4 5 Время, сут т. е. накопление 32Р в опухоли на 20% превышает таковое в здоровых участках тканей. При доброкачественных опухолях накопление 32Р ниже 120%, а при меланобластомах оно в три и более раза превышает накопление в здоровой ткани (рис. 73). Особо следует обратить внимание на дифференциацию злокачественных опухолей от воспалительных процессов, при которых фосфор-32 активно накапливается (150—180%) в первые сутки. В поелеллл шее впемя чтот ппппрнт бктгт п умрнмияртпа пижр кпи.
тёрия злокачественности. Это, по-видимому, связано с метаболическим механизмом включения с них радиофосфора. При злокачественных опухолях процент накопления фосфора в опухоли со временем возрастает или стабилизируется па высоком уровне, а если и уменьшается, то не ниже 120%. Вероятно, в этом случае доминирует митотический механизм включения фосфора. Это обстоятельство нужно всегда иметь в виду при осложнении опухолей воспалительным процессом, а также при неспецнфических изменениях в опухолях, подвергнутых облучению. Учет этих особенностей позволяет определить эффект лучевой терапии и своевременно выявить рецидив опухоли. Важное значение радиофосфорное исследование имеет при выявлении малых форм рака и момента малигнизации при предраковых состояниях. Неоспоримо значение этого метода при отрицательных результатах биопсии. Стойкое повышение накопления фосфора в опухоли в этих случаях свидетельствует о злокачественном течении процесса и требует радикального лечения. Особо нужно подчеркнуть значение метода при подозрении на мелано- бластому, когда биопсия может спровоцировать быстрый рост опухоли и метастазирование. Метод позволяет определить границы опухоли и выявить субклиническое метастазирование, метастатическое поражение поверхностно расположенных лимфатических узлов. Радиофосфорное исследование успешно используется для диагностики рака полости рта, гортани, пищевода, желудка, прямой кишки, опухолей глаза, молочной железы, матки, яичников, головного мозга. Достоверность диагностики достигается в 95% случаев и иыше. г\ошактное расположение детектора с опухолью обеспечивается набором р-зондовых детекторов. Иногда, чтобы подойти к опухоли, необходимо хирургическое вмешательство. Радиоизотопная диагностика костных опухолей Радиоизотопная диагностика костных опухолей чаще всего осуществляется с помощью изотопа стронция-85 — чистого у-излуча- теля с энергией квантов 0,513 МэВ и Т = 64 сут. Аналогично кальцию 20—40?{) стронция, введенного в организм, накапливается в костях, преимущественно в метафизарных зонах. Наблюдается также повышенное его концентрирование в остеокластических патологических очагах, какими чаще всего бывают первичные и особенно метастатические опухоли костей. Концентрация 8oSr в участках опухолевой деструкции в 5—10 раз превышает ее в ин- тактной костной ткани. С помощью радиоизотопного метода опухоли выявляются на 4—7 мес раньше, чем при рентгенографии, которая дает положительные результаты лишь при резорбции 30-40% кальция из кости. Метод позволяет не только выявить, но и отдифференцировать злокачественные опухоли от доброкачественных. 142
700 600 500 400 300 200 WO v^ -/ 2 1 t ,1 0/234 Применяется 85Sr без носителя в изотоническом растворе натрия хлорида; вводится внутривенно но 40—60 кБк/кг (1,0—1,5мкКи/кг) массы больного. Через 3 ч, 1, 2, 3, 4, а иногда и через 5—7 сут с помощью коллимированного сцинтилляционного счетчика производят внешний подсчет импульсов над опухолью и здоровым участком кости, радиоактивность которого принимают за 100%. По отношению к интактной кости высчитывают процент накопления стронпия-85 в патологическом участке. При первичных опухолях подозрительный участок для радиометрии определяют по рентгенограмме или по клиническим признакам, а при множественных метастатических опухолях костей — методом профильного сканирования. При злокачественных опухолях костей максимальное накопление стронция-85 наблюдается через 2 сут и держится на высоких цифрах в последующие 3—7 сут, а при доброкачественных —повышенная концентрация препарата наблюдается только 2— 3 дня (рис. 74). Для определения протяженности опухолевого поражения кости и диагностики метастазов, особенно в труднодоступных для рентгеновского исследования областях (грудина, лопатки, ребра), применяется сканирование костей. Сканирование лучше проводить через 5—7 сут после введения стронция-85. В более ранние сроки нысокии фон 1ела, иоусдовленныи оольшим содержанием изотопа в крови и тканях, маскирует изображение опухоли на сканограмме. По этой же причине накануне сканирования нижних отделов позвоночного столба и костей таза очищают кишки от выделившегося в них 85Sr. Не все злокачественные опухоли в равной степени поглощают 85Sr. Остеогенная саркома, хондросаркома, злокачественная остео- бластокластома накапливают его в 2—10 раз больше по сравнению с нормальной костной тканью и дают положительные скано- граммы (рис. 75). Ретикулосаркома, саркома Юинга, миеломная болезнь по сравнению со здоровым участком кости поглощают стронция всего в 1,5—2 раза больше и дают отрицательные ска- нограммы. 47Са и 87Sr ввиду короткого периода полураспада имеют ограниченное применение. Обнадеживающие результаты дает исследование опухолей костей с помощью e7Ga с Т = 64 ч, который позволяет снизить дозу облучения по сравнению с 85Sr в 63 раза и получить качественные сканограммы. Все чаще для исследования костей будут применяться меченные "тТс и U3mIn фосфаты (пирофосфат, дифосфат, полифосфат) и другие остеотропные препараты. Значение метода не ограничивается исследованием опухолей. 5 6 7 Время, сут Рис. 74. Динамика накопления 8,"Sr в доброкачественных (/) и злокачественных (2) опухолях костей. 143
Радиоизотопное сканирование и у_сцинтиграфия позволяют диагностировать поражения суставов, дистрофические процессы и травматические повреждения костей и воспалительные изменения в них, в ранние сроки диагностировать образование ложных суставов. Особое" значение приобретает радиоизотопное исследование ного саркомой левом большеберцовой кости. при остром остеомиелите, когда в первые 10—14 дней заболевания изменения костей рентгенологически не определяются, в то ппемя ::_.. ..ч ^ч».^, pti.u.uij ишшруживаются их явные изменения. Радиоизотопная лимфография Метод эффективен для определения поражения лимфатической системы при злокачественных опухолях и системных заболеваниях. Исследование заключается в сканировании соответствующей группы лимфатических узлов чаще всего с помощью коллоидных растворов радиоактивного золота (108Аи) или альбумина, меченного "тТс. Радиоактивный препарат вводят внутри- или подкожно в ткань, в подслизистую основу (непрямая лимфография) или в лимфатический сосуд (прямая лимфография) в количестве 4—20 МБк (100— 500 мкКи). При внутрисосудистом применении препарата сканирование начинают тотчас после его введения, в остальных случаях — спустя сутки..Выбор места введения препарата определяется анатомо-топографнческим расположением лимфатических узлов. При раке.нижней губы изотоп пводят в подслизистую основу, для исследования лимфоузлов подкрылын вой области — в межпальцевые промежутки кисти, лимфоузлов малого таза — в межпальцевые промежутки стоп, окологрудинпых — под мечевидный отросток, 144
средостенных — за рукоятку грудины. С целью улучшения включения радиоактивного препарата его вводят одновременно с лида- зой или гиалуронидазой. При наиболее часто применяющейся нижней лимфографии на сканограмме в виде цепочки видна штриховка от паховых и под- Рис 76. Радиоизотопная лимфосканограмма паховых, подвздошных и поясничных лимфоузлов: /— в норме; //—при метастазах опухоли матки. Поясничные лимфоузлы справа не определяются. ттичшл гшмгЪп\;тлпп КПТОПЫР RhIIIlP ППОЛОЛЖаЮТСЯ СТВОЛОМ поясничных лимфоузлов и заканчиваются контрастированной печенью (рис. 76, /). При прямой лимфографии хорошо видны очертания лимфоузлов, а при непрямой — на лимфосканограмме отмечается равномерная штриховка по ходу всей лимфатической системы. При гиперплазии лимфоузлов на сканограмме видно равномерное усиленное накопление препарата, размеры узлов увеличены, четкость их контуров сохранена. Частичное метастатическое поражение лимфоузлов выявляется уменьшением густоты и равномерности распределения штрихов, вплоть до отсутствия их изображения на сканограмме при тотальном поражении (рис. 76, //). При блокаде опухолевыми клетками грудного протока отсутствует накопление радиоиндикатора в печени. МЕТОДЫ РАДИОИЗОТОПНОИ ДИАГНОСТИКИ IN VITRO В последнее десятилетие очень бурно развивались методы диагностики in vitro, позволяющие определить многие биологически важные компоненты, участвующие в патологическом процессе. 10 9-412 145
Это обусловлено большой чувствительностью метода (можно определить вещества в количестве 10~9— 10~12 г/мл), высокой специфичностью, точностью и простотой. Очень важны отсутствие лучевой нагрузки, что позволяет проводить исследование детей и беременных, а также большая пропускная способность — одновременно можно исследовать 100—200 и более проб. Часто методы диагностики in vitro позволяют измерить в динамике быстро сменяющиеся процессы, недоступные для контроля другими методами. Методы диагностики in vitro основаны на изучении кинетики ферментативных реакций, которым присущи феномены «насыщения субстратов» и «конкурентного ингибирования». В реакциях исполь-. зуется конкуренция меченного радиоактивным изотопом и немеченого определяемого вещества за связь со специфическими акцепторами, которыми могут быть белки, ферменты, макроорганизмы, сенсибилизированные клетки или неорганические вещества. Ведущая роль принадлежит радиоиммунологическому анализу (РИА), основанному на конкурентном связывании между мечеными и немечеными антигенами со специфическими антителами. Схематически это можно представить в следующем виде: +д f;5;=i+AB+AB, А^ где +А — меченый антиген; А — немеченый антиген; В — антитело; +АВ — меченый комплекс антиген — антитело; АВ — немеченый комплекс антиген — антитело. Д.... ГЦ.* ^,,мvj^cjiuh_/i t.iaiiAa[jinbie ieci-наооры реагентов. Чаще всего это ряд пробирок, содержащих в определенной буферной среде смесь меченого антигена (+А) с антителом (В). При добавлении к ним исследуемого биологического образца (сыворотки крови, мочи и др.) происходит конкуренция содержащегося в них немеченого антигена (А) за связь со специфическим антителом (В). Чем больше в этом биосубстрате исследуемого вещества (А)', тем больше его окажется в комплексе АВ и тем ниже будет радиоактивность комплекса +АВ. После инкубации разделяют связанные с антителами антигены методами абсорбции, осаждения и др. Количество исследуемого вещества определяется по калибровочной кривой, которая строится при постановке пробы со стандартными разведениями исследуемого вещества. В зависимости от методики разделения реагирующих агентов радиометрируют в кс- лодцевом или жидкостном сцинтилляционном счетчике меченый антиген +А или комплекс его с антителом +АВ. Антитела получают, иммунизируя животных. Антигены чаще всего метят 1251, 3Н, 75Se и другими радионуклидами. Радиоиммунологическим методом можно определять любые химические вещества, обладающие антигенными свойствами. Антитела на низкомолекулярные вещества (гаптены) получают предвари- 146
тельным связыванием с крупномолекулярными веществами. Все шире используется метод конкурентного анализа для определения инсулина, гормонов надпочечных желез, гипофиза, половых желез и веществ негормональной природы (дигитоксина, аминазина, фруктозы, ревматоидного фактора и др.). Причем в качестве акцептора применяют тканевые белки, обладающие не иммунохими- ческими, а специфическими биологическими свойствами. Радиоконкурентный анализ перспективен для диагностики злокачественных опухолей и контроля эффективности их лечения, для определения гиперчувствительности замедленного типа, что очень важно в трансплантологии и других биологических и медицинских исследованиях. Глава 7 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ В 1896 г. лучи Рентгена впервые применены для лечения волосяного родимого пятна. Полученный клинический успех способствовал широкому распространению этого метода лечения. К 1900 г. рентгенотерапия уже применялась почти во всех странах Европы, в том числе в России. Первая отечественная работа, освещающая применение рентгеновских лучей при заболеваниях кожи, принадлежит В. И. Зарубину (1898). В 1903 г. были опубликованы первые работы о действии рентгеновских лучей на злокачественные опухоли (Л. В. Тихонович) и лечении радием рака кожи (А. П. Кры- мов). К 40-м годам лучи Рентгена и радии использовались при самых разных заболеваниях в дерматологии, хирургической практике, гинекологии, офтальмологии, при нервной и эндокринной патологии, в терапии, отоларингологии и других областях медицины. В дальнейшем периоды широкого применения ионизирующей радиации сменялись годами значительного ограничения и пересмотра показаний с изменением направленности и усовершенствованием используемых методов. Эта волнообразность обусловлена, с одной стороны, положительным клиническим эффектом, который достигался в короткий срок при бескровном и безболезненном воздействии на патологический процесс, с другой — тяжестью реакций и повреждений местного или общего характера, сопутствующих курсу лечения, а также появляющихся в различные сроки после облучения. Иногда лучевые повреждения возникали спустя несколько месяцев или даже лет. Собранные клинические наблюдения показали серьезность, а в некоторых случаях и необратимость лучевых повреждений, почти не поддающихся лечению и имеющих неблагоприятные последствия. Необходимо было добиться выраженного лечебного эффекта при одновременном минимальном повреждении нормальных тканей, попадавших в сферу действия ионизирующей радиации. 10* 147
Лучевая терапия совершенствовалась от грубого эмпиризма в применении рентгеновских и затем у-лучей до обоснованного использования широкого диапазона электромагнитных и корпускулярных излучений с энергией от десятков килоэлектронвольт до 100—200 МэВ. Современная лучевая терапия развивается одновременно по двум направлениям. Первой, главной, задачей является выбор и обеспечение оптимального воздействия ионизирующей радиации на патологический процесс; второй — максимальное сохранение окружающих патологический очаг нормальных тканей и органов от возможного лучевого повреждения с одновременным применением различных лечебных мер воздействия, направленных на повышение защитных сил организма во время облучения. Становлению лучевой терапии на научной основе способствовало изучение физических, химических и биологических основ радиационных эффектов. Развитие лучевой терапии основано на интеграции углубленных научных достижений в области ядерной физики, биохимии, биофизики, медицины, математики и научно-технического прогресса, способствующих дальнейшему развитию и усовершенствованию применения ионизирующей радиации с лечебной целью. Решение этих задач в Советском Союзе в настоящее время обеспечивается созданием мощной технической базы и широкой сети научно-исследовательских институтов с привлечением таких отраслей, как атомная техника, физика атома и атомного ядра, радиоэлектроника, математика, вычислительная техника при тесном сотрудничестве радиологов, рентгенологов, лучевых теоа- ,.^n,u, UMU.1U1 ив, инженерии, физиков и других специалистов. Промышленность снабжает медицинские учреждения большим количеством (более 80) искусственных радиоактивных препаратов и изделий, прошедших всесторонние экспериментальные и клинические испытания. Внедряются в медицинскую практику все новые виды ионизирующей радиации — пучки протонов, нейтронов, отрицательные я-мезоны и другие заряженные частицы. Созданы и развиваются у-аппаратостроение, ускорители заряженных частиц с энергиями до 25—42 МэВ. В перспективе предполагается создание малогабаритных циклотронов для лучевой терапии быстрыми нейтронами. Разрабатываются методы медицинской дозиметрии, обеспечивающие соответствие единиц измерения и средств передачи их на измерительные приборы в большом диапазоне доз и энергий излучения от электромагнитных и корпускулярных источников. Расширяется использование различных методов клинической дозиметрии и радиометрии. С целью оптимизации лучевого лечения для выполнения клинико-биологических и клинико-дозиметри- ческих задач привлекаются средства электронно-вычислительной техники. 148
Большое внимание уделяется совершенствованию и организации системы радиационной защиты пациентов и медицинского персонала при работе с ионизирующими излучениями. Решаются проблемы проектирования и строительства типовых радиологических учреждений с расчетом на перспективу. Создаются условия для улучшения методов подготовки и повышения квалификации специалистов, занятых с источниками ионизирующих' излучений. Приведенные направления в комплексе обеспечивают дальнейшее совершенствование применения ионизирующих излучений с лечебной целью. В настоящее время все больший удельный вес в клиническом лечении больных злокачественными новобразованиями приобретает лучевая тррапия. По последним данным, более 70% больных онкологическими заболеваниями получают лучевую терапию в сочетании с хирургическими или химиотерапевтическими методами, причем примерно у 40% больных она является методом выбора и применяется как самостоятельное радикальное лечение. Улучшились как ближайшие, так и отдаленные результаты лучевого лечения за счет стойкой регрессии опухолей с сохранением функции пораженного органа. Расширяются показания к лучевой терапии неопухолевых заболеваний, что объясняется возможностью получения в короткие сроки клинического эффекта при малой лучевой нагрузке (во много раз меньшей в сравнении с рентгенодиагностическими исследованиями). Научным обоснованием современной лучевой терапии являются радиобиологические закономерности, присущие каждому уровню биплпгичрскпй ппгяничятши ппгяничмя и пыпяжяюширся гпрпи- фичес-кими реакциями. Развиваясь под действием ионизирующей радиации на субклеточном, клеточном, тканевом, органном и ор- гапизменном уровнях организации, взаимообусловленные радиобиологические реакции характеризуются взаимодействием физических и биологических факторов как со стороны патологического процесса, так и организма в целом. В этой связи облучение любого ограниченного объема тела в широком диапазоне доз, начиная от малых, до доз, применяющихся для разрушения злокачественных опухолей, неизбежно сопровождается как местными проявлениями, так и изменениями во многих системах целостного организма , и, в первую очередь, регулирующих — нервной, гормональной и иммунобиологической. В лучевой терапии, как правило, применяют локальное облучение патологического очага. Источник излучения может располагаться снаружи или изнутри по отношению к поверхности тела больного на расстоянии от 0,5 см до 4 м (в зависимости от размещения источников излучения-названы методы лучевой терапии). Любым методом локального лучевого воздействия на очаг можно вызвать разрушающий, противовоспалительный, десенсибилизирующий, обезболивающий эффект, что связано с величиной поглощенной в очаге дозы. Следовательно, важнейшей задачей 149
в получении необходимого лечебного эффекта является определение величины дозы, подводимой к патологическому очагу. Одновременно эта же доза может оказывать нежелательное воздействие на окружающие нормальные ткани. Степень возникающих при этом местных или общих изменений зависит от величины дозы, радиочувствительности организма, физико-технических условий облучения и других факторов. В связи с этим необходимым условием лучевого лечения является индивидуальный подход к выбору величины доз, вида излучения, методик облучения в соответствии с характером и распространенностью патологического процесса и обязательная оценка биологического и клинического состояния больного. Соответственно применение симптоматических средств, направленных на повышение и поддержание защитных сил организма больного в процессе лучевой терапии, способствует достижению лучших результатов. Таким образом, главной задачей лучевой терапии, или ее основным принципом, является подведение к очагу оптимальной дозы ионизирующей радиации с целью получения терапевтического эффекта при минимальных изменениях в нормальных тканях, расположенных в зоне облученного очага, и минимальной ответной реакции со стороны наиболее радиочувствительных систем и органов тела, по возможности, в пределах их функциональных колебаний. В этой связи наиболее актуальными задачами лучевой терапии являются: использование различных видов ионизирующей радиации в соответствии с законами физического и пространственного распределения количества энергии излучения; применение современной техники для выполнения лучевого лечения с дополни- n_.ionui.vin учуитлвами, формирующими оптимальные варианты дозных полей; система дозирования, способствующая оптимизации лучевого метода. ' Одновременно следует совершенствовать организационно-методические вопросы, обеспечивающие точность выполнения непосредственно у больного конкретных программ облучения. Непременным условием успешного проведения лучевой терапии является клиническая оценка общего состояния больного и всемерное повышение защитных сил организма. Итак, выделим главные принципы лучевой терапии: лучевая терапия должна применяться строго по показаниям. Обязательными условиями являются достоверность диагноза и отсутствие противопоказаний; выбор средств, оказывающих оптимальное лучевое воздействие на патологический очаг с целью получения терапевтического эффекта; использование факторов, обеспечивающих максимальное ща- жение окружающих очаг нормальных тканей; одновременное применение лечебных мероприятий, направленных на снятие лучевых реакций и повышение защитных сил организма. 150
В связи со сложностью задач, выполняемых при лучевом лечении различных патологических процессов, и требуемого для дезактивации опухолевого роста злокачественных новообразований подведения высоких доз, необходимо раздельное рассмотрение последних от группы неопухолевых заболеваний, включающих также большое число различных нозологических форм. ЛУЧЕВАЯ ТЕРАПИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИИ. ПОКАЗАНИЯ. ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ Лучевая терапия злокачественных новообразований в настоящее время является широко использующимся методом лечения. Распространению метода способствовали успехи научно-технического прогресса. Практическая онкология постоянно пополняется средствами, позволяющими распознавать морфологию и функциональные особенности опухоли, а также клинические стадии роста первичной опухоли и ее метастазов. Разработана и используется Международная классификация злокачественных новообразований по системе TNM1, отражающая с большим при-' блнжением состояние первичной опухоли и ее регионарных и отдаленных метастазов в лимфатических узлах. В определении показаний для лучевого лечения онкологических больных участвует ряд специалистов — онколог, лучевой терапевт, врачи других профилей, учитываются результаты всех необходимых- лабораторных, рентгенологических и эндоскопических методов исследования, позволяющие точно верифицировать диагноз опухоли. Индивидуально для каждого больного в соответствии с клинической стадией, локализацией, гистологическим строением опухоли, возрастом и общим состоянием строго по показаниям решается вопрос о цели применения лучевой терапии как самостоятельного радикального метода лечения или комбинаций с хирургическим вмешательством, а также дополнении его химиотерапией, общеукрепляющими.средствами, направленными на улучшение кроветворения, обезболивании и борьбе с инфекциями. ч - Облучение как самостоятельный радикальный способ лечения разрушающе действует на опухолевый очаг (опухоль и ее метастазы) и направлено на полное излечение больного. Применяется не менее чем у 40% онкологических больных, являясь методом выбора. Выполняется по радикальной программе при раке in situ, в I и II стадиях его развития при локализации на поверхности или в толще органа (рак кожи, нижней губы, полости Рта• миндалин, носовой части глотки, гортани, шейки матки 1 Т (tumor) — первичная опухоль; К (nodulus)—степень увеличения регионарных лимфатических узлов; М (metastasis) — отдаленные метастазы.
и др.), а также в случаях неоперабельных опухолей (III стадия) различной локализации. При этом применяют как отдельные виды и методы лучевой терапии, так и их различные сочетания. Облучению подлежат первичная опухоль с зоной субклинической диссе- минации и область метастазов опухоли в регионарных лимфатических узлах. Поглощенные очаговые дозы на первичный очаг в зависимости от гистологического строения опухоли и других факторов составляют 45—100 Гр. При облучении клинически установленных ограниченных метастазов опухоли дозы достигают 41)—65 Гр, а зон субклинического метастазирования — 35—40 Гр. В операбельных стадиях злокачественных опухолей лучевая терапия в различной последовательности комбинируется с хирургическим лечением в зависимости от состояния каждого больного. В этих случаях выполняют: предоперационное облучение с последующей операцией; послеоперационное облучение с целью повышения радикализма хирургического лечения, в виде рентгеНо- или радиохирургического облучения; послеоперационное облучение с профилактической целью. Предоперационная лучевая терапия является активной мерой профилактики рецидивов и метастазов, в первую очередь у больных операбельными формами злокачественных опухолей. Если в зависимости от локализации процесса проведение операции затруднено, целью профилактического облучения является достижение условий операбельности или выполнения более экономной операции. Предоперационная лучевая терапия также направлена на разрушение легко радиопоражаемых элементов опухоли, которыми являются диссеминированные клетки и субкли- вых клеток, подавление их имплантационной способности в период оперативного вмешательства. С этой же целью облучению подвергают и пути регионарного метастазирования. Одновременно устраняются воспалительные явления в самой опухоли и окружающих ее тканях, что облегчает выполнение оперативного вмешательства, расширяет границы операбельности вследствие более четкого отграничения патологического очага. В ряде случаев клинически определяется полное разрушение опухоли. Предоперационную лучевую терапию проводят в сжатые сроки, чтобы не оттягивать момента радикального удаления опухоли. При облучении по способу крупного фракционирования (или интенсивном облучении) одноразовой дозой 4—5 Гр в течение 4— 6 дней суммарная очаговая доза не должна превышать 20—• •—40 Гр. Оперируют непосредственно после окончания облучения. В случаях применения дробного облучения одноразовыми дозами 2,5—3 Гр в течение 4—6 нед общей очаговой дозой 45—80 Гр оптимальными сроками для хирургического лечения считаются 2—3-я неделя после окончания облучения. Более продолжительный интервал нежелателен, так как возможно восстановление биологической активности опухолевых клеток. 152
Послеоперационную лучевую терапию можно выполнять на операционном столе в виде рентгено- или радиохирургического облучения с целью повышения эффективности хирургического лечения. Источники ионизирующего излучения подводят в операционную рану, на зону ложа опухоли непосредственно после удаления последней или спустя несколько дней. Для этой цели используют близкофокусную рентгенотерапию (трубка Шауля), закрытые или открытые |3- и у-препараты, изготовленные как из естественных, так и искусственных радиоактивных веществ. Дозы, подводимые методом субоперацнонной лучевой терапии, в соответствии с радикальностью операции могут колебаться от 30—40 до 45—60 Гр. Радиохирургическое облучение, как правило, не осложняет течения послеоперационного периода. В случаях нерадикалыю проведенной операции при распространении метастазов в лимфатические узлы, не доступные хирургическому удалению, а также предполагаемых субклинических метастазов в путях регионарного лимфооттока применяется послеоперационная лучевая терапия. В облучение включают пути регионарного лимфооттока и зону расположения бывшей опухоли (ложе опухоли). К облучению приступают спустя 6—7 дней после хирургического вмешательства. Выбор, вида и метода лучевой терапии зависит от глубины расположения и распространенности патологического процесса. Рекомендуемые разовые и суммарные дозы обусловлены целым рядом факторов, в первую очередь, радикальностью проведенной операции, выраженностью метастазирования, гистологическим строением опухоли и другими моментами. Послеоперационная лучевая терапия в случаях радикального хирургического удаления опухоли проводится с целью профилактики метастазирования и рецидивов, направлена на облучение зон регионарного лимфооттока и операционного поля. В этих случаях очаговая доза не должна превышать 35 Гр. Лучевая терапия показана при рецидивах опухоли, а также с целью лечения регионарных или отдаленных метастазов, возникающих после различных методов лечения. В комплексе с химиотерапевтическими средствами лучевая терапия применяется на первом или последнем этапах лечения. Лучевая терапия с паллиативной целью применяется в запущенных, неоперабельных случаях злокачественных опухолей. По размеру это могут быть как большие, так и малые опухоли, но с обширным метастазированием, поражением скелета, компрессией и стенозированием органов. Лучевое лечение в этих случаях является симптоматическим и направлено на уменьшение или снятие перифокального воспаления, а также симптомов, возникающих при сдавлении или прорастании опухолью смежных органов или тканей. В результате облучения приостанавливается дальнейший рост и распространение опухоли с последующей ее регрессией, выраженной в той или иной степени. Изменения общего состояния больного во время лучевого лечения, а также изменения в опухоли 153
являются критерием для назначения очаговых доз. Выбор доз при паллиативной терапии строго индивидуален и зависит от многих факторов. Вместе с тем назначаемая доза должна быть меньше той, которая применяется при радикальном лечении, так как облучение обширных участков;тканей большими дозами приводит к тяжелым г общим реакциям, отрицательно сказывается на общем состоянии организма. В соответствии с выполняемой задачей паллиативная лучевая терапия может проводиться как локальное облучение, субтотальное и, в крайних случаях, тотальное, а также путем опосредованного влияния на опухоль через эндокринную систему. Применением паллиативной лучевой терапии можно добиться продолжительных ремиссий с восстановлением трудоспособности на • различные сроки у большого числа больных. Таким образом, лучевая терапия показана почти в каждом случае на том или ином этапе развития злокачественного процесса. Противопоказания к применению лучевых методов лечения могут быть абсолютными и относительными. При злокачественных новообразованиях абсолютными противопоказаниями к применению ионизирующих излучений являются: генерализованный опухолевый процесс с распадом опухоли или перфорацией органа и кахексией, обусловленной интоксикацией организма, а также тяжелые соматические заболевания — инфаркт, недостаточность сердечно-сосудистой системы, сопровождающаяся отеками, недостаточность почек с органическими повреждениями, активные формы туберкулеза. Относительными противопоказаниями для лучевых методов считают выраженные изменения периферической крови: а именно, снижение количества гемоглооина до ои г/л, эритроцитов до 2 X X 10е в 1 мкл, лейкоцитов доЗ • 103 в 1 мкл, патологические процессы в коже в зоне предполагаемого облучения и др. Следует отметить, что с. применением высокоэнергетических пучков излучений число противопоказаний значительно сокращается. Выявленные до начала лечения отклонения в общем состоянии больного требуют назначения лечебных мероприятий ■— противовоспалительных, гемостимулирующих, седативных, анальгези- рующих, общеукрепляющих средств, режима поведения и рационального питания. Принципы лучево.го лечения злокачественных новообразований основываются на использовании ряда уже известных общерадиобиологических положений, применяемых в онкологии, во взаимосвязи с клиническими и физико-техническими аспектами. Несмотря на значительные достижения радиобиологии, особенно в последнее десятилетие, в лучевой терапии сохранилось еще немало представлений эмпирического характера. В этой связи к настоящему времени основополагающее значение в лучевом лечении злокачественных опухолей приобретают данные о механизме радиобиологических эффектов, происходящих в результате поглощения энергии ионизирующего излучения и ее 154
пространственного и временного распределения в конкретном облучаемом объеме и биологических конечных проявлениях — регрессии опухоли и излечении больного. Лучевая терапия злокачественных опухолей выполняется преимущественно как местное облучение патологического очага (опухоли и ее метастазов) в больших дозах, оказывающих разрушающее действие на опухолевые клетки. Исключение составляют некоторые^ радиоактивные нуклиды, которые вводятся внутрь организма и избирательно действуют на определенные опухоли (например, радиоактивный йод при метастазах рака щитовидной железы). Вместе с тем конечный эффект лучевого лечения, выражающийся в регрессии опухоли, следует представлять не однозначно как подавление опухолевого роста только за счет первичных механизмов радиационного поражения, а как интегральную функцию целостного организма, его структурно-функциональных сдвигов на всех уровнях организации, проявляющихся во времени, Для удобства рассмотрения значения отдельных факторов в развитии лучевого поражения опухоли при лечебном применении ионизирующих излучений прибегают к искусственному его разделению на первичное повреждение в облучаемом обьеме тканей; радиобиологические сдвиги, выражающиеся в реакциях организма, и последствия облучения. В зависимости от локализации и размера патологического очага облучают опухоль, подлежащую максимальному поражению, и окружающие ткани, включая ложе опухоли, повреждение которых должно быть минимальным. За счет необлученных или незначительно облученных пктгжятиш'У нппмяльныу ткяпрй и тк-яирй nnv- холевого ложа пораженные участки опухоли замещаются разрастающейся соединительной тканью с последующим формированием рубца. Степень и сроки появления эффектов поражения опухоли,и нормальных окружающих тканей обусловлены факторами различного характера. С одной стороны, это применение усовершенствованных средств и методов облучения; различных видов ионизирующих излучений с их физическими особенностями взаимодействия с тканями и пространственного распределения энергии в облучаемом объеме, в том числе плотноионизирующей радиации с высокой ЛПЭ, нивелирующей КЭ; оптимальных поглощенных доз и распределение во времени с учетом их мощности, интенсивности и других факторов. С другой стороны, это клинико-биологические факторы, определяющие индивидуальную радиочувствительность данного больного и радиочувствительность опухоли. Учитывая особенности роста опухоли в организме, ее тенденцию к нерегулируемому росту с одновременным сохранением некоторых иммунологических, гормональных и других связей с организмом большое значение в противоопухолевом эффекте придают опосредованным факторам.
Радиочувствительность отдельного больного рассматривают в соответствии с функциональными особенностями тканей, органов и регулирующих систем организма, т. е. его общим состоянием, сопутствующими заболеваниями, а также возрастом, полом и другими факторами. Радиочувствительность опухоли определяется взаимообусловленными закономерностями существования последней: локализацией, величиной, распространенностью (метастазированием), формой и скоростью роста, гистологическим строением, степенью дифференциации клеток, особенностью их митотического цикла, степенью кровоснабжения и прочими факторами. Морфо-функциональные изменения в клетках опухоли и окружающих нормальных тканей возникают неодновременно, степень проявления их зависит от величины поглощенной дозы, обусловленной ЛПЭ излучения, различий в радиочувствительности, или радиотерапевтического интервала, общего состояния больного. Следовательно, расширение диапазона радиочувствительности — повышение опухолевой и снижение радиочувствительности окружающих тканей, или повышение их толерантности,— имеет большое практическое значение в повышении клинического эффекта лучевой терапии злокачественных опухолей. Уже применяются в клинике и продолжают широко изучаться средства направленного усиления лучевого поражения опухолей и избирательной защиты нормальных тканей, а также такие факторы, как различия в кинетике клеточных популяций и темпе пострадиационного восстановления в соответствии с макро- и микрораспределением поглощенной чпепгии нчлучрния. Рассмотрим кратко некоторые из ведущих факторов, обусловливающих оптимизацию основного принципа лучевой терапии. Виды ионизирующих излучений, применяемых в практике лучевой терапии В настоящее время в клинической практике наиболее широко применяются: рентгеновское излучение с энергией от 10 до 250 кэВ; ■у-излучение с энергией свыше 1 МэВ; тормозное излучение с энергией 10—15 МэВ. Пока ограниченное применение имеют излучения корпускулярной природы — электроны, протоны, нейтроны и другие частицы, обладающие энергиями в 10—200 МэВ и более. Изучаются для клинического применения тяжелые ядерные частицы: отрицательные я-мезоны и ускоренные ионы высоких энергий таких элементов, как углерод, азот, кислород, неон и др. При равных качественных результатах — возбуждении и ионизации атомов облученного участка — разные по природе и энергии ионизирующие излучения, в соответствии с плотностью облучаемой среды, создают неодинаковое физическое и геометрическое распределение энергии или дозное поле. Поэтому выбор вида ионизирующей радиации определяется локализацией и глубиной рас- 156
положения опухоли, что обеспечивает индивидуальный подход и соответственно оптимизацию лучевого лечения. Биологический эффект зависит от величины поглощенной дозы. Однако при равных дозах облучения разными видами ионизирующего излучения биологический эффект неодинаков, что подтверждается при сопоставлении ЛПЭ редко- и плотноионизнрующих видов излучений. Распределение дозы во времени и пространстве также влияет на биологическое действие. В настоящее время лучевую терапию в лечебных учреждениях выполняют, в основном, у-лучами, обладающими целым рядом преимуществ перед рентгеновским излучением, используемым, в основном, для облучения поверхностно расположенных очагов. Вместе с тем, по характеру распределения доз оба вида близки между собой при сопоставлении таких параметров, как изменение поглощенной дозы с глубиной, рассеяние пучка, ЛПЭ, точка максимума дозы и пр. На поверхности тела доза электромагнитных излучений суммируется из дозы от первично падающего пучка и дозы рассея- ного излучения в среде. С увеличением энергии излучения точка максимального значения дозы перемещается в глубину. Например: при средних значениях излучения 180—250 кэВ (ортовольтная рентгенотерапия) максимум дозы находится на глубине 3 мм от поверхности, при энергии более 1 МэВ (^-излучения 60Со) — на глубине 4—6 мм; при энергиях излучения 8—10 МэВ максимум дозы смещается на глубину 35—45 мм. Следовательно, с увеличением энергии излучения лучевая нагрузка на кожу уменьшается, что позволяет повышать позу ^ппи пппбном облуаенпи"! Спптпрт- ственно эритема кожи развивается в разные сроки и от различных суммарных доз: при рентгенотерапии — от суммарной дозы до 20— 25 Гр, у-терапии 60Со — 30—40 Гр, а при облучении электронами — 60—70 Гр. Электроны с энергией до 8—10 МэВ и небольшой проникающей способностью в облучаемом объеме тканей распределяются аналогично электромагнитным излучениям. Максимум дозы электронов в соответствии с энергией располагается на глубине до 3—5 см. После достижения электроном максимума отмечается крутой градиент дозы, что, безусловно, положительно сказывается на окружающих нормальных тканях. Корпускулярные излучения — протоны, отрицательные я-ме- зоны, тяжелые заряженные ядерные частицы высоких энергий (до 100 МэВ и более) — характеризуются моноэнергетическим пучком, отсутствием рассеяния излучения в теле, возрастанием поглощенной дозы с глубиной, возможностью торможения пучка на заданной глубине и высокой ЛПЭ. Протоны в тканях тела распространяются параллельным пучком, с глубиной проникновения ЛПЭ возрастает, величина поглощенной дозы увеличивается, достигая максимума в конце пробега частиц — пик Брэгга, где до.за может быть в 2—4 раза больше, 157
чем на входе пучка, с крутым градиентом, дозы за зоной пика Брэгга — почти до нуля. В отличие от протонов, нейтроны, дейтроны, отрицательные л-мезопы и тяжелые заряженные частицы таких элементов, как азот, кислород, углерод, неон, характеризуются высокой плотностью ионизации на пути частицы с ЛПЭ от 100 до 2000 кэВ/мкм, откуда 'и- получили название плотно- ионизирующих излучений. Преимуществом пучков отрицательных л-мезонов, тяжелых заряженных частиц, быстрых нейтролов по сравнению с электромагнитными видами излучений является то. что степень поражения опухоли не зависит от стадии митотического цикла и наличия в ней клеток в состоянии гипо- и аноксии. Клиническое использование плотноионизирующих излучений расширяется на основе радиобиологического излучения и физико-технического усовершенствования методов. Не менее разнообразен выбор размещения источников по отношению к поверхности тела при локализации опухолевого процесса в организме, позволяющий оптимально распределить ионизирующее излучение в облучаемом объеме тканей. Выбор очаговой дозы облучения Одним из наиболее важных факторов, определяющих терапевтическую эффективность лучевых методов, следует считать адекватный выбор очаговой дозы. Облучение опухоли недостаточной для дезактивации роста дозой сохраняет ее.,репродукционную способность, я излишнее увеличение лозы несовместимо с сохоа- нением репарационной способности нормальных тканей. Дифференцированный эффект достигается распределением очаговой дозы на отдельные фракции — одноразовые дозы, значение которых может быть различным (от 1—2 до 6—;10 Гр); установлением ритма облучения, т. е. интервалов между отдельными фракциями; изменением мощности или интенсивности дозы и другими факторами. Величина очаговой дозы соответствует сумме одноразовых доз и обусловливает продолжительность облучения в днях — курс лучевой терапии. Современные представления радиобиологии о постлучевой кинетике опухолевых и окружающих нормальных клеток в зависимости от величины разовых и курсовых доз, а также различных вариантах фракционирования доз и формирования дозных полей предоставили практически неограниченные возможности для разнообразных модификаций, позволяющих конкретизировать лучевую терапию в соответствии с клиническими особенностями злокачественных опухолей. На основании анализа обширного клинического материала определяют величину суммарной очаговой дозы, необходимой для дезактивации опухолевого роста,— диапазогг доз 40—120 Гр. Оптимальная суммарная поглощенная в очаге доза определяется в зависимости от целей облучения, состояния больного, методики 158
•** облучения, локализации и факторов, обусловливающих радиочувствительность опухоли. Радиопоражаемость опухолей зависит от биологических факторов: гистологического строения, степени дифференцировки клеток, кинетики митотических циклов клеток, степени гетерогенности структуры опухоли, локализации, характера и формы роста/ величины и степени распространенности, обеспеченности кислородом и пр.; а также от опосредованных* факторов, связанных с физиологическим состоянием организма: различия в степени регуляции нормальных и опухолевых клеток, степени восстановления от сублетальных повреждений, иммунологического состояния организма, эндокринной и других систем, определяющих толерантность нормальных тканей. В настоящее время в клинической практике при выборе очаговой дозы полностью учесть отмеченные факторы не представляется возможным из-за отсутствия информации о биологических особенностях опухолей человека. Вместе с тем современная лучевая терапия располагает большим объемом информации о радиобиологических закономерностях тканевых реакций как о биологической основе, способствующей углублению и расширению знаний в управлении лучевыми реакциями, что способствует эффективности лучевых методов. Во всех случаях лучевой терапии злокачественных опухолей обязательно предшествует морфологическое исследование опухоли. Так, для эпителиальных базальноклет'очных опухолей поглощенная очаговая доза колеблется в пределах 40—60 Гр, для пло- С.КОКЛеТОЧНОГО ПЯКЯ С nnnrORPHHPvi— fif)—ЯП пчч япритатш. номы —до 100—120 Гр. Опухоли, растущие из лимфатической ткани и клеток крови (лимфогранулематоз и другие злокачественные лимфомы), из половых клеток (семинома) разрушаются очаговыми дозами в 45— 50 Гр. Злокачественные опухоли, растущие из малообновляющихся тканей с замедленной регенерацией или нерегенерирующих (соединительная ткань, костная, хрящевая, нервная и др.), требуют для дезактивации опухоли в 3—5 раз больших очаговых доз по сравнению с опухолями, исходящими из активно пролиферирую- щих тканей — лимфоидной, герминативной и др. Вследствие низкой радиопоражаемости для облучения остео- генной и хондросаркомы применяют очаговые дозы не менее 100— 120 Гр. Опухоли одного и того же гистологического строения, но развивающиеся из эпителиальных элементов органов и систем, которые отличаются специфическими особенностями их функционирования, требуют различной величины очаговой дозы в соответствии с уровнем их цитогенетических особенностей и изменчивости в процессе облучения. Определенное значение имеет локализация опухоли. К факторам, влияющим на степень повреждения клеток злокачественных опухолей ионизирующей радиацией, следует отнести
их высокую митотическую активность. В первую очередь повреждаются клетки, находящиеся в фазе митоза, и клетки с низкой степенью дифференциации. Отсюда опухоли, развивающиеся из активно обновляющихся тканей с интермитотическим периодом в несколько дней (лимфатическая, герминативная и др.), повреждаются быстрее по сравнению с опухолями из малообновляю- щихся тканей с интермитотическим периодом, длящимся годами (костная, хрящевая, сердечная, мышечная, ткань почек и др.) или тканей, не воспроизводящих клеток (нервная). Гетерогенность клеточного состава опухоли, асинхронное прохождение митотического цикла и наличие в каждой опухоли стро- мальных соединительнотканных элементов в значительной мере усложняют выбор очаговых доз. В настоящее время в клинике предпринимаются попытки синхронизировать клеточный цикл в радиочувствительную фазу с помощью фторурацила, винкристина и др. Не менее существенным фактором, определяющим выбор величины очаговой дозы, является оксигенация опухоли — напряжение кислорода (р02). Кровоснабжение опухоли по мере увеличения ее массы становится неравномерным. Диспропорция между размерами очага и развитием питающих сосудов приводит к образованию в опухоли участков гипоксии и нередко аноксии. Участки с недостаточной оксигенацией в одной и той же опухоли повреждаются более высокими дозами. Оставшиеся неповрежденными клетки в участках аноксии принято считать потенциальными в развитии рецидивов. Трудность повреждения аноксических зон состоит не только в необходимости дифференцированного полные дозы вызывают повреждение нормальных тканей и в еще большей степени — критических жизненно важных органов и тканей. Оксигенация обусловлена также формой роста опухоли: растущие эндофитно или экзофитно кровоснабжаются хуже в -сравнении с инфильтрирующими ткани. Практически всегда следует учитывать величину опухоли, характер роста и стадию развития. Так, опухоли размером до 2 см рассматриваются как равномерно оксигенированные. При распространенных опухолях периферическая зона опухоли оксигенирована более равномерно по сравнению с центральной, вследствие чего последнюю требуется облучать большими дозами. Помимо факторов, влияющих на радиопора- жаемость опухоли, следует отметить различную способность опухолевых клеток к пострадиационному восстановлению. Очаговая доза устанавливается в каждом конкретном случае в соответствии с данными, полученными путем анализа суммы непосредственных и опосредованных факторов. Необдуманное увеличение дозы приводит к возникновению глубокого некроза нормальных тканей. При паллиативной лучевой терапии очаговую дозу выбирают также строго индивидуально, но, как правило, она несколько ниже по сравнению с дозами, применяемыми в радикальных курсах. 160
Выбор объема облучаемых тканей • При неглубоко расположенных злокачественных опухолях в ранних стадиях развития облучаемый объем должен включать' первичную опухоль с зоной предполагаемой субклинической дис- семпнации и инфильтрации окружающих нормальных тканей. Суб-'• • клиническая диссеминация раковых клеток обусловлена их мигра-. ционной способностью в результате отрыва отдельных клеток от основной опухоли и перемещением клеток током лимфы. В. более поздних стадиях или при широком распространении первичной опухоли, а также при глубоком расположении в теле "зона облу- -■ чения должна включать первичный .опухолевый очаг £ ближайшими путями регионарного лимфооттока и, по возможности, зон ' отдаленных лимфогенных или гематогенных метастазов в соответствии с анатомическими особенностями местоположения опухоли. При этом неизбежно в облучаемый объем попадают прилегаю- • щие нормальные ткани, а возможно и жизненно важные органы. При облучении меньших объемов толерантность нормальных тканей повышается (в случаях применения электромагнитных излучений). Поэтому в каждом отдельном случае необходимо стремиться к оптимальному распределению дозы и строго обоснованному выбору расположения и размеров полей облучения с учетом минимального облучения "критических органов и тканей. Чем правильнее и точнее выбран облучаемый объем, тем выше эффективность лучевого лечения. Определенное значение имеет локализация опухоли, другими птпппми ия™ пргмрнт тртя ппппрпгяртся облучению. Местное облучение области живота дает наиболее выраженный радиобиологический эффект и первичная реакция возникает примерно у 50°о облученных, в то время как при облучеиии равного объема тканей области груди — у 30%, а при облучении конечностей наблюдается крайне редко. Объем облучаемых тканей различный в зависимости от применяемого вида облучения. Широко используемые в настоящее время в клинике при поверхностно расположенных опухолях источники и щизирующего излучения и методы лучевой терапии создают крутой градиент дозного поля на границе опухоль — нормальная ткань. В первую очередь это закрытые 3-, у- и нейтронные препараты, близкодистанционные рентгенотерапевтические аппараты и пр. Облучение рентгеновскими лучами большого объема тканей,, особенно при глубоком, расположении опухолей, за счет обличения прилегающей подкожной основы, лимфатической системы, костного мозга, соединительной тканн и других образований, сопровождается увеличением интегральной дозы. Однако применение специальных технических устройств в виде решетчатых диафрагм, клиновидных фильтров, свинцовых блоков и других приспособлений, формирующих дозпсе поле, снижает лучевую нагрузку на нормальные ткани. Более того, применение плотпоионизирую- П 9-412 161
щих излучений высоких энергий (протоны, л-мезоны, нейтроны, ускоренные тяжелые ионы) позволило снизить степень лучевых реакций, при условии точного расположения опухоли в зоне .пика Брэгга. Однако опасность лучевых поражений нормальных тканей продолжает оставаться. Для регулирования развивающихся при облучении тканевых реакций в настоящее время используют* разнообразные радиомодифицирующие факторы, усиливающие лучевое поражение "опухолей и ослабляющие повреждение нормальных тканей. Радиотерапевтический интервал и радиомодифицирующие факторы лучевых реакций В лучевой терапии злокачественных опухолей проблема тканевой толерантности является одной из основных. В последнее десятилетие появилось большое количество сообщений в литературе о возможности управления лучевыми реакциями нормальных тканей и опухолей, а также факторах, модифицирующих эти реакции. На основе радиобиологических и клинических исследований в настоящее время признано, что толерантность нормальных тканей к ионизирующей радиации весьма высока и в отдельных случаях повреждаемость нормальных тканей, например, эндотелия капилляров, лимфоидных, герминативных элементов, кроветворных органов, выше радиопоражаемости злокачественных опухолей. Различия в степени радиопоражаемости нормальных тканей и опухолей situ. Согласно экспериментальным данным, при облучении 1 мкм любой ткани млекопитающих in vitro возникают две пары ионов, т. е. радиопоражаемость их равна. Определяемые различия в толерантности нормальных тканей и радиопоражаемости опухолей не являются стабильными, а соответствуют цитогенетическим параметрам опухолей и нормальных тканей и зависят от постоянного влияния центральной нервной системы, иммунных и эндокринных факторов, регулирующих физиологическое срстояние организма. Различие в степени радиочувствительности клеток злокачественных опухолей по сравнению'с клетками нормальной ткани в пределах их гистогенетической общности называют радиотерапевтическим интервалом, или фактором избирательности. Следовательно, в организме существуют факторы, которые определяют различия, проявляющиеся преимущественным поражением клеток злокачественных опухолей. Дифференцированное повреждение радиобиологи объясняют различием скорости пролиферации и степенью репарации сублетально пораженных клеток опухоли и нормальных тканей. Толерантность нормальных тканей и органов к действию ионизирующей радиации варьирует в широких пределах в соответствии с индивидуальными особенностями организма и выбранными условиями облучения. 162
К факторам, избирательно ослабляющим радиационные повреж- цения нормальных тканей, относятся радиопротекторы — фарма- кохимические и биологические средства. фармакохимические протекторы направленнно действуют на разные ткани и клетки как опосредованно, так и непосредственно, вызывая снижение, обмена веществ, гипоксию, защиту кроветворения. В настоящее время применяются цистеин, меркамин, циста мин и другие препараты, содержащие сульф] идрильную группу; радиопротекторы пролонгированного действия — ауромицин и др. Средства, применяющиеся с целью усиления лучевого поражения опухолей — радиосенсибилизагоры, обладают различным механизмом действия. В настоящее время применяется и исследуется целый ряд туморотропных соединений. К ним относятся химические средства, усиливающие первичное радиационное повреждение путем повышения напряжения кислорода в опухолевых клетках ("гепарин), усиливающие первичное "повреждение ДНК; потенцирующие лучевой эффект (фторурацил, метотрексат и др.); ослабляющие пострадиационное восстановление клеток опухоли (антибиотики группы актиномищшов — актиномицин Д, аурантин и др.); ухудшающие' условия питания опухоли (мексамин и др.). Следовательно, потенцирование лучевого противоопухолевого эффекта различными препаратами расширяет радиотерапевтический интервал, способствуя повышению эффективности лучевой терапии злокачественных опухолей. иршмспспис AMvwxuj/ида а л.у чет/л ic|miui*i Универсальным фактором, регулирующим лучевые реакции клеток опухоли и нормальных тканей, является напряжение кислорода (р02) в них. В соответствии с имеющимися экспериментальными данными, оксигенирование опухолевых клеток, находящихся в состоянии гипоксии и аноксии. повышает их радиопоражае- мость в 2—3 раза. Нормальные ткани в состоянии гипоксии, наоборот, приобретают большую радиорезистентность. Наблюдаемые отклонения называются кислородным эффектом (КЭ). Применение КЭ в лучевой терапии основывается на том, что опухоли развиваются, как правило, на фоне тканевой гипоксии и далее с ростом массы опухоли за счет неравномернрго кровоснабжения ее образуются зоны с низким р02 и зоны аноксии. Предполагается, что в послелучевом периоде из последних могут развиваться рецидивы. Механизм КЭ не может еще считаться полностью раскрытым. v С целью повышения эффективности лучевой терапии в настоящее время используются, с одной стороны, различные способы создания гипоксии нормальных тканей, преимущественно находящихся в облучаемом объеме, что способствует усилению защиты последних, с другой — разнообразные варианты окенгенации 11* 163
опухолей. Применяют регионарную или общую гипоксию нормальных тканей. 1 В зоне облучения для снижения лучевой нагрузки на Поверхностные ткани ограничивают васкуляризацшо путем компрессии; создают регионарную,аноксию за счет перевязки питающих сосудов или наложения жгута что опасно из-за возможности возникновения глубоких некрозов тканей; применяют фармакологические средства с вазокоптрастным действием (адреналин); вызывают общую гипоксию охлаждением организма'—гипотермией, дают вдыхать газовые смеси, обедненные кислородом; применяют протекторы с гипоксическим механизмом действия (серотонин., мек- самин и др.). Данные методы рекомендуются в случаях распространения недостаточно оксигепированных опухолей. Усиление радиочувствительности опухолей можно достигнуть разными путями. Более широкое распространение получили методы вдыхания кислорода или смеси кислорода с 5—10% углекислого газа; пероралыюго приема богатой кислородом жидкости: гипербарическая оксигена- ция — подача больному кислорода под давлением в барокамере, увеличивающая диффузию кислорода в клетке и межклеточном веществе. Оксибарорадиотерапия опухоли как фактор общего воздействия кислорода на весь организм всесторонне изучается. Регионарная оксигенация опухолей осуществляется путем введения в а.ртерию, питающую опухоль, раствора перекиси водорода перед облучением. Метод сложен в выполнении и не обеспечивает равномерной оксигенаиии опухоли. Ocq6oe внимание следует обращать на распространенность и размер опухоли. При оксигенаиии под действием ионизирующей радиации инактивнруются в первую очередь периферические, хорошо васкуляризированиые и соответственно достаточно снабженные кислородом участки. Участки с недостаточным кровоснабжением или без него резистентны и требуют более высоких доз облучения, часто несовместимых с толерантностью нормальных тканей. В таких случаях следует прибегать к неравномерном-,' облучению различных зон опухоли. При повышении лучевой нагрузки на нормальные ткани, входящие в облучаемый объем, поражается их регенераторная способность, что отрицательно сказывается на заживлении. Для лучевого повреждениям резистентных клеток опухоли, являющихся, по мнению большинства авторов, потенциальными источниками для развития рецидивов, продолжают изучаться новые варианты оксигенотерапии с одновременным использованием различных ритмов облучения, величины одноразовых доз и других факторов. Распределение дозы во времени В реализации биологического эффекта ионизирующей радиации при локальной дезактивации первичной опухоли Наряду с выбором оптимальной величины очаговой поглощенной дозы и-обеспе- 164
чением условий пространственного распределения энергии в обучаемом объеме (ЛПЭ) большое значение имеет адекватное распределение дозы во времени. Степень повреждающего действия ионизирующей радиации при одной и той же величине поглощенной дозы изменяется в зависимости от времени, в течение которого данная доза подводится. ' • Задачей лучевой терапии злокачественных опухолей является максимальное повреждение опухоли, ведущее' к возможно более полной ее регрессии, при обязательном сохранении репарационной способности окружающих нормальных клеток. Необходимость такого дифференцированного воздействия обусловила поиск оптимальной величины поглощенной очаговой дозы и вариантов распределения ее во времени. До настоящего времени при составлении плана лучевой терапии пользуются такими отработанными в клинике вариантами режимов подведения дозы, как дробное, однократное и непрерывное облучение. Наиболее часто применяется дробление, или фракционирование, дозы; различают мелкое, среднее и крупное фракционирование. Вариантами фракционированного облучения являются дробно-протяженное, или протрагированпое, и дробно-интенсивное облучение. В последнее время применяют расщепленный курс облучения, а также различные сочетания' перечисленных режимов облучения. Следовательно, распределение дозы облучения .во времени сводится к выбору величины отдельных одноразовых доз (фракций), которыми облучают опухоль многократно в течение отрезка времени — курса облучения. При фракционировании биологический эффект ослабляется, так как в прицесие иилученим принслидт ча^ичпии iiuuj.jjihuuii пое восстановление как нормальных тканей, так и опухолевых. Поэтому определенное значение имеют величина каждой отдельной фракции, время, за которое она вводится, и интервал между фракциями. В идеальном случае перечисленные факторы должны определяться степенью радиочувствительности клеток опухоли и кинетикой митотического цикла последних. Современная лучевая терапия требует радиобиологического обоснования планирования временного распределения поглощенных очаговых доз. В последние годы много внимания уделяют изучению кинетики процессов, происходящих под воздействием ионизирующего излучения у разного типа клеток как опухолевых, так и нормальных тканей с различной активностью пролиферации, в различные стадии митотического цикла, а также факторам, обусловливающим репарацию повреждений. В опухолях, обладающих относительной автономностью роста, неуправляемостью со стороны организма (потерей обратных связей), аплазией клеток, высокой гетерогенностью структуры при различной степени окси- генации и рядом других присущих.им особенностей, темп клеточных реакций отличается от такового в нормальных клетках. Исходя из этих же закономерностей способность опухолевых клеток к постлу- 165
чевой репарации снижена. Отсюда выбор режима фракционирования должен определяться неодинаковой степенью повреждения и про- лиферативной активностью и репарационной способностью су0- летально пораженных клеток нормальной и опухолевой популяций. Максимальное расширение этих различий способствовало бы оптимизации радиотерапевтического интервала и соответственно повышало эффективность лучевой терапии. Не менее важно определить ритм облучения. Интервалы времени между отдельными фракциями должны быть достаточными для популяционного восстановления повреждений в нормальных клетках. Другими словами, интервалы между облучениями должны быть меньше длительности митотического цикла нормальных тканей. В этом случае повторное облучение способствует суммации повреждающего эффекта фракционирования. Следовательно, знание временных параметров цитокинетики опухолей различного гистологического строения при прочих физиологических реакциях организма в каждом конкретном случае позволило бы строго адекватно использовать фактор времени. Однако ограниченность и отсутствие необходимых сведений о характере и количественной зависимости различных параметров для клеток опухолей человека еще не позволяет клиницисту индивидуально и строго научно обосновывать схемы фракционирования облучения. Подведение в один прием всей очаговой дозы за относительно короткое время (минуты) называется однократны м облучением. Однократные очаговые дозы обычно не превышают 30— 35 Гр и применяются в случаях ограниченного пязмрпя и япгти- жимого для подведения источника излучения расположения опухоли. При однократном облучении опухоль быстро регрессирует, однако поражаются не все клетки опухолевой популяции и, поданным литературы, отмечается относительно большой процент рецидивов. В то же время ввиду отсутствия принципиальных различий в радиопоражасмости нормальных и опухолевых клеток облучение всей очаговой дозой в один прием резко подавляет реактивность нормальных тканей, что отрицательно сказывается на эффективности лечения. Как правило, однократное облучение выполнялось на близко- дистанционных рентгенотерапевтических аппаратах при мощности дозы 0,02—1 Гр/мин. В настоящее время делаются попытки применения больших однократных облучений (100 Гр) протонным пучком перед хирургическим вмешательством. Шире применяется непрерывное облучение, создающее ' заданную очаговую дозу в течение продолжительного времени (нескольких суток и более) в соответствии со скоростью распада или выведения из организма того или иного радионуклида". При непрерывном воздействии излучения в течение продолжительного срока, особенно у активно пролиферирующих опухолей, все 166
клетки облучаются в наиболее радиочувствительных стадиях митотического цикла, и биологический эффект возрастает. Высокая •терапевтическая эффективность отмечается при сочетании непрерывного облучения с фракционированием. Непрерывное облучение радиоактивными препаратами выполняется при помощи аппликационного, внутриполостного, радиохирургического и инкорпорированного методов лучевой терапии. Выбор величины одноразовой дозы излучения зависит от ряда факторов и, в частности, от активности пролиферации клеток, стадии митотического цикла, гетерогенности клеточного состава, степени оксигснации клеток, продолжительности роста и пр. С увеличением дозы облучения уменьшается репродуктивная способность клеток, клиническая эффективность возрастает и сроки реализации биологического эффекта сокращаются. Вместе с тем биологический эффект зависит от вида и энергии радиации. Например, если при облучении рентгеновским или у-излучением приведенные факторы имеют большое влияние на клинический эффект, то при использовании плотноионизирующих излучений (нейтроны, л-мезоны, ускоренные ионы и другие частицы) степень поражения не зависит от количества в опухоли неоксигенированных опухолевых клеток, кинетики клеточных популяций, а также сглаживается влияние фактора времени. В большинстве современных и наиболее распространенных методик дистанционного лучевого лечения оптимальной величиной одноразовой дозы считается 2—2,5 Гр при ежедневном облучении. Такой способ подведения дозы к опухоли называется мелким гЬпакнионипованием дозы. В течение недели проводится 5—6 сеансов, суммарная поглощенная очаговая доза не превышает ьи- 70 Гр; продолжительность курса облучения — 4—6 нед. Согласно экспериментальным данным, меньшие одноразовые дозы не эффективны вследствие репопуляции сублетально поврежденных клеток опухоли. При среднем фракционировании одноразовая очаговая доза колеблется от 3,5 до 4 Гр и подводится к опухоли 2—3 раза в неделю при суммарной поглощенной очаговой дозе до 50—60 Гр. Приведенный режим облучения обеспечивает более выраженную регрессию опухоли по сравнению с мелким фракционированием дозы при сохранении толерантности нормальных тканей. Однако интервалы между отдельными фракциями следует определять индивидуально ввиду невысокой толерантности тканей внутренних органов. Недельная доза при среднем фракционировании дозы не должна превышать 10 Гр. Определенный интерес в последние годы проявляется к подведению доз крупными фракциями 5—8—10 Гр одноразово с увеличением интервалов от нескольких дней до недели. При этом способе клетки опухоли погибают независимо от стадии митотического цикла и степени их оксигенации. Наряду с возрастанием биологического эффекта облучение крупными фракциями усиливает лучевые реакции и повреждения. Применяют облучение крупными фракциями в 167
случаях запущенны-х форм злокачественных новообразований и, в основном, с паллиативной,целью. , У В комбинированном лечении больных со злокачественными опухблями в некоторых случаях используется интенсивное предоперационное облучение. Особенность его состоит в ускоренной лучевой подготовке больного, для чего в течение 5- 6 дней ежедневно проводится облучение одноразовой дозой в 5 Гр и более до суммарной дозы 30—40 Гр с последующим немедленным хирургическим вмешательством. Интенсивное предоперационное облучение применяется у больных с относительно хорошим общим состоянием. С целью повышения толерантности нормальных тканей в последние годы начали применять р а с щ е п л е. н н ы й курс лучевой терапии. При появлении лучевой реакции и после подге- дения примерно половины назначенной дозы временно, сроком на 2—4 нед, прерывают облучение, а затем продолжают его. Суммарная доза в таких случаях увеличивается на 10—15% по сравнению с обычным фракционированием. Расщепленный курс облучения может проводиться с мелким и средним фракционированием дозы. Клинические наблюдения свидетельствуют, что он улучшает терапевтический результат и не сопровождается выраженными лучевыми реакциями нормальных тканей. С точки зрения общих клини- ко-радиобиологических представлений эффективность расщепленного курса облучения находит следующее объяснение. За время перерыва в облучении происходит популяционное восстановление нормальных тканей. Одновременно за счет гибели части опухолевых клеток и улучшения кровообращения в опухоли отмочяртг« реиксшенация клеток, находившихся ранее в состоянии гипо- и аноксии. Реоксигенация клеток опухоли способствует повышению ее радиоиоражаемости во время следующего за перерывом облучения. Биологический эффект -облучения возрастает с увеличением мощности дозы. В данном случае этот фактор не имеет решающего значения вследствие облучения ограниченных объемов тканей и использования дистанционных методов лучевой терапии, в которых диапазон колебаний мощности дозы ограничен конструктивными особенностями аппаратов. Таким образом, терапевтическая эффективность распределения дозы во времени, помимо физических факторов, находится в зависимости от факторов, обеспечивающих жизнеспособность — проли- феративную активность и репарационную способность опухолевых и нормальных тканей,— различающихся во времени. Влияние ионизирующей радиации на опухоль . Конечным биологическим эффектом лучевого воздействия на - опухоль является максимально необратимое подавление иеопла- стического роста.
л Интегральный эффект облучения определяется аде-кватпым сочетанием факторов биологического и физического характера, создаю-/ щих максимально возможное расширение раднотерапевтического интервала. ^ Сам процесс облучения представляется динамическим, изменяющимся в течение курса облучения. Необходимость постоянной коррекции обусловливается многоэтапностью процессов развития лучевого поражения опухоли — сложной системы со специфическими особенностями и присущими ей закономерностями взаимоотношений с организмом. Результат лучевого лечения зависит от степени регрессии основной первичной опухоли, подавления клеточных процессов пострадиационного восстановления и скорости регенерации облученных нормальных тканей, которая определяется уровнем защитно-приспособительных реакций организма как в исходном его состоянии, так и в постлучевом периоде. Дезактивация клеток опухоли при воздействии ионизирующей радиации в дозах 1—10 Гр наступает в результате повреждения внутриклеточных структур и нарушения сложных механизмов внутриклеточного обмена. Установлено, что в первую очередь, особенно если клетка находится в состоянии митоза, повреждаются ядерные структуры клетки — хромосомы. Нарушения, возникающие в хромосомах (хромосомные аберрации), могут быть различными — от разрыва молекулы ДНК До нарушений структуры оснований ДНК, ведущих к генным мутациям." Отмечается подавление синтезач>ДНК, повреждение ядерной ния митохондрий, энергетического обмена клетки, ионного баланса, внутриклеточных обменных процессов и др. Различные структуры клеток обладают неодинаковой радиочувствительностью. Неравномерность поражаемости клеток зависит и от асинхронного прохождения клетками митотического цикла. Вследствие структурно-метаболической разнородности в клетках возникают различные реакции- и увеличивается количество патологических митозов. Степень лучевых повреждений, помимо дифференциации клеток, зависит от дозы и выражается потенциально летальными или сублетальными нарушениями. С увеличением поглощенной дозы более 5 Гр клетки погибают независимо от стаднл.митотического цикла, степень повреждения опухоли нарастает. Одновременно, с повреждением в клетках наблюдаются и репаративные процессы — поврежденные элементы заменяются, клеточные популяции в той или иной степени восстанавливаются. При этом следует заметить, что восстановление клеток, пораженных плотноионизирую- щей радиацией, резко снижено по сравнению с облучением рентгеновским или у-пучком. В связи с тем, что опухоли свойственны относительная автономность и потеря обратных связей, репарация ее клеток снижена и повторные облучения способствуют суммации
повреждающего эффекта, выражающейся деструктивно-дегенеративными повреждениями. Следовательно, лечебный эффект достигается в условиях фракционного лучевого воздействия. Скорость пострадиационной регрессии опухоли зависит от различающихся во времени особенностей гибели клеток. Гибель облученных клеток может происходить либо до вступления в стадию митоза - интерфазная форма, либо после первого пострадиационного митоза в любой стадии митотического цикла — митотическая, или репродуктивная, форма гибели клеток. Интерфазная гибель клеток наступает в первые часы после облучения и наблюдается чаще в активно пролиферирующих клеточных системах, а также при больших дозах облучения. Митотическая гибель облученных клеток происходит после пострадиационного митоза постепенно, в течение нескольких суток. Нежизнеспособные клетки могут делиться до третьего или четвертого деления исходной клетки. Нежизнеспособными также оказываются клетки, возникающие в результате длительной задержки деления облученных клеток или в результате слияния двух соседних клеток, образующих гигантские формы. Гигантские клетки еще способны к ряду пострадиационных делений. Таким образом, в результате сумма- ции повреждающего действия ионизирующей радиации при облучении в злокачественной опухоли вследствие нарушения клеточного метаболизма происходят очень сложные морфофункциональ- ные нарушения. Морфологические нарушения после облучения дозами, близкими к 10 Гр, выражаются в изменении формы и увеличении размеров клеток и их ядер. Клетки представляются набухшими или отечными, достигают значительных размеров, с частичной или полной потерей границ. 1акие набухшие клетки сливаются, образуя участки, напоминающие собой гомогенную массу с включенными в нее увеличенными полиморфными ядрами. В плохо окрашивающейся цитоплазме определяются мелкие вакуоли. При дальнейшем нарастании дозы определяются набухшие митохондрии, распадающиеся на мелкие зерна. Ядра клеток приобретают неправильную форму, становятся пикнотичными или гииохромпыми, с неравномерно расположенными скоплениями мелких глыбок хроматина. Стенки кровеносных сосудов, питающих опухоль, также подвергаются дистрофическим изменениям в виде гиалинизании, что приводит к сужению и облитерации сосудов (рис. 77). Ограничение и прекращение кровоснабжения опухоли также способствует гибели ее клеток. Распад клеток сопровождается разрастанием соединительной ткани ложа опухоли с последующим рубцеванием образовавшегося дефекта. Помимо непосредственного разрушающего действия ионизирующей радиации в опухоли создаются условия аутоинтоксикации в результате влияния продуктов тканевого распада и активации противоопухолевого иммунитета. Наконец, следует учитывать опосредованное действие облучения через невро-эндокринные регуляторные механизмы организма 170
с его защитно-приспособительными реакциями, направленными на усугубление радиационных повреждений в опухолях и ликвидацию последствий лучевого воздействия в нормальных тканях. Следовательно, в лучевом лечении больных злокачественными новообразованиями, несмотря на большой удельный вес непосредственного разрушения опухоли, необходимым и важным условием является мобилизация всех возможных средств и усиление местных и общих защитных реакций организма. Скорость регрессии опухоли, в основном, зависит от ее гистологического строения. К быстро регрессирующим относятся активно пролиферирующие опухоли. Они разрушаются в короткие сроки — к концу курса лечения, в то время как высокодифференнирован- ные малообновляющиеся опухоли медленно изменяются в течение 2—3 мес после окончания облучения и нередко полностью не исчезают. Следует отметить, что сам по себе термин «регрессия опухоли» не отпяжярт полностью клинического эффекта облучения. Это связано с тем, что масса опухоли может сохраняться при гибели всех злокачественных клеток ее вследствие разрастания соединительной (грануляционной) ткани или плохой элиминации погибших клеток. Существенным поэтому является вопрос о характере и необходимости дальнейшего лечения, подходить к которому клиницисты должны осторожно. Для стойкого клинического эффекта, согласно теоретическим предпосылкам, гибель 99% клеток опухоли не является абсолютно достаточной. Наиболее часто встречающимися причинами рецидивов считаются: ускоренная репо- пуляция опухолевых клеток, наличие в опухоли клеток в состоянии гипоксии и аноксии, а также покоящихся стволовых (клоно- генных) клеток, отсутствие различий в радиочувствительности и способности к восстановлению нормальных и опухолевых клеток и ряд других факторов. Эффективность лучевой терапии обусловлена взаимоотношениями между организмом и опухолью. Риг 77 Mnnrhn.lnruunrtfHn u-эмрирттнст в ткани злокачественной опухоли после облучения дозой 20 Гр. 171
Глава 8 МЕТОДЫ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ ДАЛЬНЕДИСТЛНЦИОННАЯ ТЕРАПИЯ Возросшие гаучно-технические возможности и достижения в области изучения строения и использования атома, получение все новых и новых частиц способствуют успехам физики ионизирующих излучений. Они позволяют разрабатывать новые и усовершенствовать существующие методы лучевой терапии. Исходные показатели, используемые в классификации методов лучевой терапии, могут быть различными. Имеются классификации, основанные на зависимости от пространственного расположения источника излучения по отношению к телу человека, применяемого вида излучения, технических приемов, условий радиационной защиты персонала и больных и др. С.методических позиций считаем наиболее целесообразным рассмотреть классификацию, разделяющую методы лучевой терапии в зависимости от пространственного расположения источника излучения по отношению к телу человека и применяемого вида ионизирующего излучения. Источник излучения можно располагать по отношению к патологическому очагу вне организма, со стороны кожных покровов — наружное облучение. Если источник излучения находится внутри тела, метод определяется как внутреннее облучение. наружное оолучение может оыть проведено с различных расстояний между источником излучения и облучаемой поверхностью. (В лучевой терапии принято обозначение: расстояние источник —■ поверхность — РИП). Наиболее широко используемым в лучевой терапии методом является дальнедистанциенный метод, при котором РИП составляет от 30 см до 4 м. Согласно рекомендациям Международного Агентства по атомной энергии (МАГАТЭ, 1959), облучение при РИП от 25 до 1,5 см определяется как близкодистанционный метод лучевой терапии. Наиболее распространенными являются методы облучения при РИП 1,5—7,5 см. Расположение источника излучения непосредственно на облучаемой поверхности называется контактным методом и осуществляется с помощью аппликаторов, изготовленных из р- или ^-излучателей. При внутреннем облучении источник излучения может быть введен в организм различными путями: per os или парентерально, в том числе внутрилимфососудистым путем. При этом происходит инкорпорация изотопа в организме с избирательным накоплением его в том или ином очаге или ткани. Непосредственное погружение источника излучения в опухоль определяется как внутритканевый метод лучевой терапии. Расположение источниковизлучения в ес- 172
тественных полостях тела выделено в метод внутриполостной лу- ' чевой терапии. В современной лучевой терапии используются те методики облучения, которые обеспечивают радиационную безопасность вовремя облучения пациентов. Подведение ионизирующего излучения к области патологического очага с максимально возможным что поражением при одновременном снижении лучевой нагрузки в окружающих нормальных тканях организма основывается на пространственном распределении дозы в облучаемом объеме тка- ней. К данному 1юиятию-«ткхгитт^п}Горш1]ювапие полсГигТростугатг- ствеппых распределений доз "ггоблучатаом объеме, изменение абсолютной величины проникающего пучка лучей с глубиной, расположение точки максимума дозы и другие параметры доз. Оптимизация этого процесса достигается внедрением в клиническую практику тяжелых ядерных частиц, обладающих специфическим распределением доз по сравнению с электромагнитными видами радиации. Существующие методы лучевой терапии позволяют воздействовать на патологический очаг, который.в организме может располагаться на различной глубине, начиная от поверхности кожи или слизистой оболочки. С этой целью лучевую терапию проводят ионизирующими излучениями в широком диапазоне швдшхгТредпих и высоких jhcih ни — 01 10 кэВ До сотётГмега- электроп-вольт. Н~аряду~с'~э~лектр'Омагнитными излучениями используют заряженные и незаряженные частицы. В последние годы лучевая терапия проводится у-лучами радиоактивных элементов, рентгеновским излучением, тормозным излучением высокой энер- """ (У ■• -■ "'^^>"тЛ,„, Л.т'.т^п, run ^iQ(/Tn.-i-i'lUlf ГТППТПТТЯММ НРИТ- ронами, обсуждается возможность клинического применения отрицательных , л.-мезонов, ускоренных тяжелых ионов и других частиц. Разные вчды ионизирующих излучений гвмду особенностей их взаимодействия с веще.'твом и пространственным распределением дозных полей обладают различными радиобиологическими эффектами. Особое значение при выборе вида ионизирующего излучения в лучевой терапии имеют их проникающая способность и взаимодействие с тканями, обеспечивающие оптимальное пространственное распределение поглощенной дозы в облучаемом v43ctkp. Следует отмэтить высокую ОБЭ таких плотноионизирующих излучений, как протоны, сс-частицы, ускоренные тяжелые ионы, отрицательные я-мезоны и другие частицы, образующие в конце пробега пик Брегга. Возможность совмещения пика Брегга с зоной патологи- чгского очага улучшает клинический эффект за счет высокой степени поражающего действия радиации на клетки опухоли, находящиеся в состоянии гипо- и аноксни, при резком снижении дозы в нормальных тканях. 173
Методы дальнедистанционной лучевой терапии При наружном размещении источника ионизирующей радиации на расстоянии от 30 см до 1,5 —4 м от поверхности тела создаются условия равномерного распределения дозы в случае большой протяженности патологического очага, локализующегося в организме на любой глубине. В качестве источников излучения применяются рентгенотера- певтические аппараты, генерирующие рентгеновское излучение с энергией в пределах 30—120 кэВ, у-установки, линейные и циклические ускорители электронов, синхротроны, генерирующие высокоэнергетические (от 1 до 45 МэВ и выше) пучки тяжелых заряженных частиц — протонов, дейтронов, а-частиц, отрицательных я-мезонов, потока нейтронов и пр. Дальнедистанционная рентгенотерапия В лечебных учреждениях нашей страны используются следующие рентгенотерапевтические аппараты: РУМ-11, РУМ-13, РУМ-17. ТНХ-250, краткая характеристика их представлена в табл. 7 (рис. 78). Таблица 7 Разновидности рентгенотерапевтических аппаратов Аппарат Конструктивные особенности Параметры работы максимальное напряжение генерирования, кВ анодный ток, А РУМ-11 РУМ-13 РУМ-17 ТНХ-250 Статический Ротационный и статический Статический » 200 250 250 250 20 15 15 20 На этих аппаратах, изменяя напряжение генерирования, можно получить рентгеновские лучи различной проникающей способности. При поглощении лучен в коже рентгенотерапия называется поверхностно й и проводится при напряжении генерирования 100—120 кВ. С целью облучения очагов, расположенных не глубже 3 см в мягких тканях, под кожей, пользуются напряжением генерирования 120—150 кВ — пол у глубокая рентгенотерапия. При более глубокой локализации очагов применяют г л у- б о к у ю рентгенотерапию — 180—230 кВ. При проведении лучевой терапии используют только однородный по длине волны пучок лучей, для получения которого применяют фильтры (рис. 79). Возникающее в рентгеновских трубках излучение,' проходя через вещество фильтра, ослабляется за счет поглощения и рассеивания наиболее мягкой его части. Соответственно напряжению 174
генерирования подбирают фильтры, различающиеся по толщине и плотности. Так, при напряжении 120—150 кВ пользуются алюминиевыми фильтрами толщиной 3—5 мм, а при напряжении 160—230 кВ - - медными толщиной от 0,5-до 2 мм. Процесс фильтрации сопровождается выделением энергии за счет изменения энергетического состояния атомов применяющегося Для фильтрации металла. Зто характеристическое излучение, имеющее большую длину волн по сравнению с основным. Характеристические лучи, возникающие при использовании медных, фильтров, устраняют подведением под медный фильтр пластины из алюминия толщиной 1 мм, чем достигается однородность пучка лучей. Например, при напряже- р11С. 78. Рентгенотерапевтически ft аппарат нии генерирования на РУМ-13 для статического и ротационного трубке 200 кВ применяют облучения, фильтры: медный толщиной 1 мм и такой же алюминиевый или медный (1,5 мм) ти пучка лучей увеличивает его жесткость и уменьшает интенсивность. Получение однородного по длине волны пучка лучей обязательно в лучевой терапии, так как позволяет улучшить соотношение между поверхностной и глубинной дозами. Для измерения интенсивности пучка пользуются следующей зависимостью: интенсивность излучения пропорциональна силе тока, квадрату напряжения и атомному номеру вещества анода. Следовательно, при различных физико-технических условиях работы рентгеновской трубки энергетические характеристики лучей будут различными (табл. 8). При прохождении рентгеновского излучения через организм происходит его ослабление как за счет поглощения (фотоэффект), так и за счет рассеяния (комптоновский эффект), вызывающих биологическое действие. Негомогенность среды организма создает неравномерность распределения пучка рентгеновского излучения. Однако с повышением энергии ионизирующего излучения разница в степени ослабления излучения плотными и мягкими гканями сглаживается (см. «Приложение», табл. 4). Коэффициент ослабления излучения для воды с увеличением энергии излучения повышается, а для кости — понижается. Однако 175
этот показатель для воды в диапазоне энергии от 20 кэВ до 3 МэВ изменяется незначительно — от 0,887 до 0,971, в то время как поправка н-а поглощение костной тканью очень велика (в 4—5 раз больше, чем водой). Рис. 79. Набор фильтров для рентгепотерапевтического аппарата. При'облучении пучком рентгеновских лучей на поверхности тела количество излучения возрастает по сравнению с падающим за счет обратного рассеяния и создается максимум ионизации. Зона максимальной тканевой дозы зависит от энергии - квантов. Чем она больше, тем глубже расположена точка максимальной дозы. Максимальная доза в облучаемом объеме образуется на глубине, равной наибольшему пробегу вторичных электронов из слоя, Таблица 8 напряжении генерирования Напряжение генерирования, кВ 120 НО 1 ОГ\ 200 Первичны i фильтр. мм А! 2 3 3 5 Си 0,5 1 1 2 Слой половинного ослабления, мм Л! 2,6 3,3 4,6 6 Си 0,95 1,6 1,6 1,95 Эффективность энергии квантов, кэВ 32 34 40 46 77 95 103 112 обращенного к источнику излучения. С увеличением поля облучения обратное рассеяние может достигать 50% (для низких энергий). Поле облучения формируется тубусами и локализаторами различной формы или размеров (рис. 80). Следует различать экспозиционную дозу в воздухе, где нет обратного рассеяния, и экспозиционную дозу на коже с учетом обратного рассеяния в определенном поле облучения (табл. 9). 176
Необходимость введения больших доз облучения при лучевом лечении злокачественных новообразований, расположенных глубоко в организме, в связи с толерантностью кожи и слизистых оболочек, требует их пространственного распределения. В даль- Рис 83. Тубусы для реитгенотерапейтической трубки. недистанционной рентгенотерапии используются различные варианты статического многопольного и подвижного облучения, а также облучение через решетчатые диафрагмы. Однопольное облучение применяется редко. Статическое многопольное оолучение выполняется: Таблица 9 Доза на поверхности тела, выраженная в процентах от дозы в воздухе, с учетом обратного рассеяния тканью в полях облучения разной площади Поле, СМ'- 4X4 6x8 8Х 10 20 X 20 С 0,3 112 1 17 122 136 лой половинного 0,7 119 129 134 149 ослабления, мм Си 0,8 118 10Я 133 147 1,0 116 10« 131 145 а) в виде перекрестного облучения, при котором в опухоли происходит суммация дозы за счет прохождения пучков лучей с нескольких полей облучения, расположенных под углом друг к другу (рис. 81); б) в виде нескольких встречных полей облучения, расположенных на одной оси с противоположных сторон больного. Однако при небольших поперечных сечениях тела может произойти суммация доз за счет высокой дозы на выходе; 12 9-412 177
Рис. 81. Вариант статического многопольного облучения: /— очаг; 2— пучки лучей. в) в виде тангенциально расположенных полей ■— пучки лучей направлены по касательной к телу и проходят через очаг. Методы многопольного облучения требуют точности при цент- рации пучка, которая достигается с помощью механических, оптических рентгеновских центраторов, угломеров и других технических приспособлений. Для клинико-дозимет- рической подготовки к статическому многопольному облучению основанием служит эскиз поперечного сечения тела в сочетании с шаблонами изодозных линеек. При облучении искривленных участков тела, изменяющих РИП в различных точках поля облучения, искажается распределение излучения в дозном поле. С целью устранения возможных ошибок в рентгенотерапии рекомендуют по возможности применять компрессию мягких тканей или прикладывать к поверхностям тела компенсирующие фильтры — болюсы, изготовленные из тканеэквивалентпых материалов (парафин, воск, вода, различные смеси), легко изменяющих форму при надавливании. Подвижное облучение обладает рядом преимуществ перед статическим: во-первых, большая точность в центрации пучка лучей, во- вторых, значительное снижение и равномерное распределение лучевой нагрузки на коже, что позволяет подводить на поле облучения более высокие дозы. Недостатком подвижного облучения является включение. в облучение значительных объемов нормальных тканей и жизненно важных органов, расположенных в зоне прохождения пучка. При рентгенотерапии резистентных опухолей, требующих применения высоких доз излучения, а также при необходимости облучения больших полей или повторных курсов облучения применяют решетчатые диафрагмы, которые помещают во время сеанса между ^<0 «» -4- w* Рис. 82. Свинцовая решетка, применяющаяся в рентгенотерапии. 178
больным и источником излучения. Решетки изготовлены из материала, экранирующего излучение (просвинцованная резина, свинец и др.) и представляют собой пластинку с отверстиями или щелями (рис. 82). Размеры решеток повторяют размеры облучаемых полей. Диаметр или площадь отверстий могут быть различными — от 0,5.до 1,5 см. Облучение кожи через решетку неравномерное только в участках, расположенных соответственно отверстиям. На уровне опухоли за счет расходимости пучка лучей оно становится равномерным. Положение решетки относительно поверхности тела должно быть одинаковым, что достигается маркировкой на коже красящим веществом. Такой метод облучения позволяет подводить большие дозы излучения к опухоли при слабо выраженных реакциях со стороны кожи вследствие неравномерного распределения облучения па ее поверхности. Исходя из особенностей распределения рентгеновского излучения рассматриваемых энергий в тканях, следует сделать выводы: 1. Толерантность кожи весьма низкая и при фракционированном облучении эритема образуется по достижении суммарной дозы в 20—25 Гр. 2. Значительное поглощение рентгеновского излучения костной и хрящевой тканями (в 2,5—4 раза превышающее поглощение мягкими тканями) вызывает выраженное их повреждение. Поэтому при расположении опухолей за ними, а также глубоко в теле с целью снижения лучевой нагрузки на кожу и слизистые оболочки и для максимально возможного щажения окружающих нормальных тканей рекомендуется терапия излучениями высоких энергий Сот 1 МэВ и выше). Дальнедистанционная f-терапия В дальнедистанционной у-терапии в настоящее время главным образом используется искусственный радиоактивный изотоп 60Со активностью от 30 до 150 ТБк (от 80 до 4000 Ки). До получения искусственных радиоактивных изотопов для облучения применялся радий и радий-мезоторий активностью от 40 до 400 ГБк (от 1 до до 10 Ки). Радиоактивный источник, применяемый для дистанционного метода, должен отвечать следующим требованиям: 1) иметь у-излучение высокой энергии, постоянного спектрального состава; , <■ . 2) относительно большой период полураспада', , 3) высокую активность и высокую удельную активность. Перечисленным требованиям отвечает изотоп 60Со. По физической характеристике пригодны для применения в данном методе также 137Cs, 152 " 164Еи и др. В нашей стране дальнедистанционная терапия выполняется с помощью содержащих радиоактивный источник 60Со у-аппаратов трех типов: 12* 179
у-аппарат для статического облучения — пучок излучения и больной неподвижны относительно друг друга («ЛУЧ-1», «АГАТ-С»); Y-аппарат ротационный — качающаяся радиационная головка вокруг одной оси («АГАТ-Р»); Рис. 83. Маятниковое облучение больного на ротациошю-конвергентном аппарате «РОКУС». Y-аппарат ротационно-конвергентный — качающаяся радиационная головка вокруг двух осей («РОКУС», рис. 83). Краткая характеристика у-аппаратов представлена в табл. 10. Разновидности у-аппаратов Таблица 10 Установка «ЛУЧ-1» «АГАТ-С» «АГАТ-Р» «РОКУС» Конструктивные особенности Статический » Ротационный Ротационно-конвергентный Активность источника, ТБк (К") 150 (4000) 150 (4000) " 150 (4000) 150 (4000) Источники у-излучения 60Со получают в ядерных реакторах путем воздействия тепловыми нейтронами на заготовки из стабильного изотопа 59Со. 69Со ^Со- }80
Распад радиоактивного кобальта сопровождается выбросом из ядра электрона и переходом в никель с возбужденными ядрами атома. во "Со —р~ (Е = 0,31 МэВ)- ™Ni+Y (П = 1,172 МэВ) у (Е -.,, 1,332 МэВ) ~В^ :■ Последние теряют избыточную энергию в виде двух у-квантов с энергией 1,172 и 1,332 МэВ с образованием стабильного изо- топа 28М. К преимуществам радиоактивного кобальта следует отнести экономичность и легкость получения, относительно большой период полураспада (Т = 5,3 года); простоту фильтрации, высокую энергию у-квантов, рассматриваемую практически как монохроматическое излучение со средней энергией 1,25 МэВ. Наиболее широко в настоящее время применяется 7-терапевтический аппарат «Л У 4-1», которым оснащены областные, городские онкологические диспансеры и другие лечебные учреждения. Все аппараты состоят из следующих основных частей: радиационной головки с источником v-излуче- ния, штатива, пульта управления, лечебного стола. Перемещение радиационной головки аппарата и лечебного стола осуществляется с пульта управления, находящегося в пультовой комнате, а также ручным манипулятором непосредственно в процедурном помещении. Радиационная головка состоит из металлического защитного корпуса диаметром не менее 20 см с расположенным внутри радиоактивным источником 60Со, крепится в вилке штатива (рис. 84). Конструктивно защитный корпус обеспечивает выход излучения только в одном направлении через окно выхода. Вне облучения оно закрывается специальным приспособлением — затвором. Мощность экспозиционной дозы излучения при закрытом затворе на расстоянии 1 м от источника не превышает 0,1 А/кг • ч (2 мР/ч). В качестве защитного слоя корпуса применяют металлы большой плотности: свинец, вольфрам, уран. Слой половинного ослабления у-излучения 60Со равен для свинца 13 мм. Радиационная головка снабжена оптической системой, позволяющей имитировать поле облучения световым пучком во время укладывания больного. Для точности центрации имеется шарнирнс- Рис. 84. Разрез радиационной головки: чения; 3— пилка штатива; 4— окно для выхода лучей; 5— система коллиматоров. 181
телескопический измеритель РИП и оптический поворотный дальномер, позволяющие надежно устанавливать расстояние и центр поля облучения. Для формирования поля облучения в нижней части радиационной головки в области выходного окна кре пится коллимирующее устройство — вращающийся на 90° блок, состоящий из вольфрамовых диафрагм толщиной 4—6 см, позволяющий создавать поля облучения не только различной площади от 3 X 5 до 20 X 20 см, но и 5—8-угольной формы. Источник и з'л у ч е н и я состоит из набора таблеток радиоактивного кобальта, помещенных в ампулу из нержавеющей стали, поглощающей р-излучение. Размеры таблеток колеблются в пределах: толщина 1—2, диаметр — 8—20 мм. Размеры активной части источника: диаметр не больше 20 мм, высота 25 мм. Учитывая быстрый распад 6;,Со, смену источника следует проводить каждый период полураспада. Зарядку и замену источника производят на месте установки аппарата с помощью транспортио- перезарядного контейнера. Уменьшение дозы излучения составляет 1,1% в месяц. Дозиметрические поправки выполняются не реже одного раза в 3 мес. Штатив представляет собой вертикальную стойку с горизонтальной вилкой, несущей радиационную головку. У аппаратов, предназначенных для ротационного, конвергентного, тангенциального и других видов движения, штатив является опорной станиной, на которой смонтирован маятник с рычажным механизмом конвергенции. Перемещение радиационной головки относительно любого положения оси симметрии или оси вращения автоматическое. Лечебный стол должен быть достаточно подвижным (независимое перемещение верхней части в возможно большем числе плоскостей пространства) для быстроты и точности укладывания, а также комфорта больного во время облучения. Пульт управления обеспечивает дистанционное управление аппаратом из защищенного помещения. На пульте имеются сигнальные лампочки положения источника, телевизионное и переговорное устройства. Пульт одновременно является столом, оборудованным выключателем электроэнергии, устройствами для управления затвором, часами, а также регулятором и шкалами для установки различных движений радиационной головки у ротационных аппаратов. С пультом связана блокировка двери в процедурную. При рассмотрении особенностей пространственного распределения излучения радиоактивного кобальта со средней энергией квантов 1,25 МэВ, РИП 35—75 см в тканях организма человека необходимо характеризовать величину дозы на поверхности облучаемого тела и процент поглощения ее на различных глубинах. Также необходимо иметь представление о зависимости величины поверхностной и глубинной доз от мощности дозы, РИП, размера и расположения полей облучения, формы тела и гетерогенности среды. 182
При прохождении пучка у-лучей с энергией 1,25 1МэВ максимум дозы в тканях располагается на глубине 4—6 мм от поверхности тела. Расположение максимума дозы зависит от энергии квантов: чем она больше, тем глубже смещается эта точка. В связи с этим при дистанционной ■у~теРапии облучаемая поверхность подвергается относительно меньшей лучевой нагрузке по сравнению с ортовольтнои рентгенотерапией, и толерантность кожи повышается при дробном облучении до 30—40 Гр. Таким образом, для энергии излучения более 1 МэН глубинная тканевая доза вначале возрастает, достигая максимума, затем уменьшается в среднем до 40—60% на глубине 10 см. При определении величины поглощенных доз в теле исходными показателями служат величина экспозиционной дозы и распределение последней в облучаемом объеме. Исходное значение экспозиционной дозы при прохождении через облучаемое тело изменяется за счет увеличения расстояния от источника излучения, а также поглощения и рассеяния излучения средой. С увеличением РИП при прочих равных условиях глубинная доза повышается. Однако увеличение РИП больше 60—80 см нецелесообразно, так как при этом снижается абсолютная величина дозы и значительно увеличивается время облучения. Поэтому при многопольном облучении эксцентрично расположенного очага по отношению к поверхности тела пользуются различными РИП; чем глубже очаг, тем оно должно быть .больше. Процентная глубинная доза возрастает с увеличением размера поля облучения за счет увеличения рассеяния излучения средой. Последнее, в свою очередь, связано с энергией излучения, при увеличении которой зависимость процентной глуоиннои дизы ui размера поля облучения снижается. Размеры и конфигурация полей облучения определяются в зависимости от величины опухоли, их необходимо увеличивать со всех сторон на 1,5—2 см с целью облучения окружающих тканей, возможно инфильтрированных опухолью. Значение величины процентной глубинной дозы зависит от целого ряда факторов. Для удобства в клинической практике пользуются таблицами глубинных доз, полученных, как правило, экспериментальным путем. Таблицы глубинных доз показывают распределение дозного поля только по центральному лучу пучка излучения и могут быть использованы для определения дозы в центре опухоли. Для характеристики распределения излучения в облучаемом объеме — дозном поле — применяют изодозные линейки, изодо- зографы и др. Учитывая, что контур отдельных участков тела имеет сложные формы и пучок излучения падает под различными углами по отношению к горизонтальной плоскости или поверхности тела (изодозные линейки рассчитываются при перпендикулярном падении пучка излучения на плоскую поверхность), отдельные части пучка 183
излучения проходят неодинаковые РИП в воздухе и в тканях организма. С целью устранения возможных ошибок в геометрии пучка излучения применяют компенсирующие фильтры — болюсы. При использовании у-пучка болюсы располагаются на расстоянии 10— 15 см от кожи, так как размещение их на коже привело бы к смещению максимальной тканевой дозы на поверхности тела. Изготавливают болюсы из алюминия, свинца, латуни и других материалов. Выравнивание изодоз имеет особое значение при многопольном облучении для обеспечения равномерного распределения доз- ного поля. Рис. 85. Формирование фигурных полей: а — отдельные снинновые экранирующие блоки; б — фигурное поле облучения, составленное из блоков. Таким образом, существующие способы облучения учитывают форму и размер тела, локализацию и распространенность очага. Для обеспечения высокой очаговой дозы, необходимой для регрессии злокачественной опухоли, и наименьшего повреждения окружающих здоровых тканей в телегамматерапии в настоящее время применяют следующие варианты пространственного распределения дозы: статическое многопольное и, реже, однопольное облучение, а из подвижных — ротационное, маятниковое, конвергентное и тангенциальное облучение. Статическая однопольная дистанционная 7_теРапия применяется крайне редко и выполняется с помощью обычных стандартных полей, фигурных полей и решетчатых диафрагм. Стандартные поля формируются коллиматорами диафрагмы радиационной головки. Фигурные поля получают при расположении фигурных защитных блоков, изготовленных из сплавов свинца, вольфрама и других материалов, на специальных подставках, прикрепленных к радиационной головке у-аппаратов (рис. 85). Применяют фигурные поля для облучения лимфатических узлов при лимфогранулематозе, для облучения области промежности, регионарных лимфатических узлов таза после внутрнполостного облучения. 184
Облучение через решетчатую диафрагму показано при необходимости подведения больших доз с одного поля, обширных полях облучения и повторном облучении при лечении рецидивов. Решетки изготавливают из толстых пластин свинца (до 10 см) или вольфрама (до 3 см), в которых проделаны круглые или квадратные отверстия размером от 0,5 до 1,5 см. Такая решетка называется позитивной. Отверстия могут занимать 50% всей площади (рис. 86). Негативная решетчатая диафрагма представляет собой металлическую пластинку из легкого материала, на которой укреплены стержни из тяжелого металла. При облучении необходимо соблюдать точность расположения решетки, находящейся от поверхности тела на расстоянии не менее 15—20 см. При цент- рации пучка лучи должны попадать на одни и те же участки кожи, для чего используют дополнительные метки. Доза на открытых участках значительно превышает (в 3—4 раза) дозу под закрытыми, за счет чего ускоряется регенерация нормальных тканей и укорачивается период местных лучевых реакций, сохраняются подлежащие ткани. Выраженных явлений об- дается, также не отмечаются Рис- 8G- Решетчатая диафрагма, при- ПОЗДНИС лучевые реакции. крепленная к радиационной головке Неравномерность облучения позволяет суммировать дозу на кожу до 90—100 Гр при разовой ежедневной — до 2,5 Гр. На глубине 10 см различие в дозе закрытых и открытых участков выравнивается до 5%. Клинические преимущества облучения через решетки отмечены многими как отечественными, так и зарубежными авторами, однако теоретические обоснования их применения в ■у_тера- пии до настоящего времени отсутствуют. Расчет доз производится по специальным таблицам глубинных доз или изодозпым линейкам, характеризующим распределение доз под открытыми и закрытыми участками решетки. Статическая у-терапия —■ наиболее распространенный метод, который выполняется как двухпольное, трехпольное, четырехпольное облучение, -а также как многопольное — с клиновидными компенсирующими фильтрами и облучение через решетчатую диафрагму. Многопольное облучение может проводиться как перекрестное, встречными полями с одной осью центрации или с несколькими осями центрации — наклонными полями. Количество полей, их размер и расположение на теле выбирают 185
по индивидуально изготовленному топографо-анатомическому -эскизу. ' Разница между максимальной дозой, определяемой в опухоли на месте, перекреста' центральных лучей от каждого поля, и мини- "малыюй дозой на периферии опухоли не должна превышать 10— 15%. Поля облучения следует подбирать в комбинациях, создающих дозпое поле с минимумом около поверхности и не включающих жизненно важных здоровых органов и тканей. Достаточно большая доза — 50—60%, получаемая на глубине 10 см, при лечении 7-нзлучением ""Со позволяет создавать необходимые очаговые дозы в глубоко расположенных очагах с 3—4 полей облучения. При этом лучевая нагрузка на поверхность тела не превышает толерантности тканей. С увеличением количества полей нарастает интегральная доза. Вместе с тем основной принцип лучевой терапии требует, чтобы интегральная доза была как можно меньше при оптимальной очаговой дозе. С целью получения равномерного дозного поля с высоким градиентом дозы по его краям при эксцентрично расположенных по отношению к оси симметрии тела очагах и при облучении искривленных участков тела применяют выравнивающие клиновидные фильтры (рис. 87). Их изготавливают из латуни, алюминия, свинца, Рис. 87. Смещение изодозных кривых клиновидным фильтром: /— клиновидный фильтр); 2— угол наклона изодозы. вольфрама и др. Различают по форме: ступенчатый, конусообразный и клиновидный фильтр с плато. В соответствии с различным углом и формой выравнивающего клиновидного фильтра получается неравномерное дозное поле со смещением глубинных доз к оси у-пучка. По мере уменьшения толщины фильтра доза увеличивается и достигает максимума под топким краем. Дозы рассчитывают по суммарной изодозной карте. Клиновидные фильтры крепятся к радиационной головке у-аппарата на расстоянии не менее 15—20 см от поверхности тела. Решетчатые диафрагмы при многопольной статической ■у-тера- пии применяются по тем же показаниям, что и при однополыюм облучении. Подвижная дальнедистанционная у-терапия — перемещение источника излучения вокруг очага. Это расширяет возможности выбора дозного поля с целью достижения увеличения дозы в области глубоко расположенного очага при снижении дозы на коже и в окружающих нормальных тканях. В современных у-терапевти- 186
ческих установках предусмотрено .автоматическое перемещение пучка лучей по отношению к неподвижно лежащему больному. При перемещении источника излучения рабочий пучок непрерывно и равномерно облучает очаг, создавая бЪльшую дозу. На поверхности тела входное иоле облучения перемещается,4 распределяясь на множество мелких полей. Отсюда преимуществом подвижных источников является увеличение в несколько раз очаговой дозы в опухоли с одновременным снижением дозы в окружающих тканях и особенно на коже, а также равномерное облучение очага при высокой точности центрации пучка излучения. Вместе с тем при перемещении пучка лучей в облучение включается значительно больший объем здоровых тканей, что создает большую интегральную дозу. Поэтому особое значение приобретает правильный выбор объема облучения и характера движения. В настоящее время в лучевом лечении злокачественных опухолей применяют следующие варианты подвижного, облучения: ротационное, маятниковое (секторное), конвергентное и тангенциальное, а также их разновидности с одноосевым, многоосевым и эксцентричным облучением. При у-терапии подвижным облучением зависимость величины процентной глубинной очаговой дозы от РИП, размера поля облучения и других факторов, рассмотренных при статических вариантах облучения, нарушается н для учета соответствующих показателей вводятся новые понятия и термины, например радиус вращения. Поле облучения переносится па глубину расположения опухоли по оси вращения и называется осевым полем; угол вращения МОЖРТ бкттк пязчшгаст пт П т^ Qfifl0 l-r,^,. „„„ облучении) и др. Ввиду ограниченного клинического применения подвижных вариантов, не останавливаясь на подробностях, рассмотрим основные особенности некоторых из них. Ротационное облучение — источник излучения перемещается по дуге окружности (вокруг тела больного) на 360° и направлен на очаг строго горизонтально(рис. 88, а). Применяется при центрально расположенных очагах (в гортани, средостении, пищеводе, корне легкого, шейке матки и др.). Возможно и вращение больного вокруг источника, однако это неудобно, поэтому применяется крайне редко, например при облучении пучком протонов. Расстояние от источника до центра вращения не превышает 75 см («РОКУС», «АГАТ-Р»). При ротации на 360° зона максимальной дозы полностью совпадает с осевым полем. Распределение дозы в облучаемом поле обычно выражают в процентах по отношению к точке с максимальным значением дозы (изодозные линейки). Маятниковое (секторное) облучение — источник излучения перемещается по дуге окружности в пределах угла меньше 360°. С уменьшением угла качания (270—180—90") зона максимальной дозы смещается к поверхности тела по биссектрисе угла в сторону источника излучения. При малых углах качания характеристики дозного поля приближаются к закономерностям статического 187
облучения. Применяется при облучении прямой кишки, мочевого пузыря, шейки матки с одновременным облучением путей регионарного метастазирования (рис. 88, б). Конвергентное облучение —центральный луч направляется к продольной оси больного под углом между 30 и 65°. В этом случае область облучения на поверхности тела имеет вид кольца, а источник излучения совершает спиралевидные движения по Рис. 88. Схема подвижного облучения: а — ротационное; б—маятниковое; в — конвергентное. отношению к облучаемому очагу. Указанное перемещение центрального луча образует конусообразную форму с вершиной в зоне очага. Максимальная доза поглощается в конусообразном объеме неравномерно, так как отдельные части пучка проходят в тканях различные пути и ослабляются неодинаково. Лучшее распределение дозы достигается применением выравнивающих фильтров из ткане- эквивалентного материала (воск, болюсная масса и др.). Применяют при расположении очагов на глубине 3—б см от поверхности тела (мочевой пузырь, миндалины, корень языка и др.). Интегральная доза в теле больного оказывается наименьшей по сравнению с другими методами облучения (рис. 88, в). 188
Тан г е'нииальное (касательное) облучение — центральный луч пучка излучения направлен по касательной к поверхности тела, проходя под ней на небольшой глубине. Максимальная доза создается в объеме тканей, форма которых соответствует поверхности тела. Применяется при лечении рака молочной железы, опухолей плевры, верхнечелюстной пазухи и других искривленных участков тела. ВЛИЯНИЕ НЕОДНОРОДНОСТИ ТЕЛА НА ДОЗНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ [ -ИЗЛУЧЕНИЯ б0СО С повышением энергии излучения сглаживаются различия в поглощении излучений тканями организма неодинаковой плотности (например, легкие, мышцы, кости). Высокая энергия у-излучения 6:Со, равная среднему значению 1,25 МэВ, устранение мягких лучей в спектре излучения обеспечивают относительную равномерность облучения тканей различной плотности. Поглощение излучения радиоактивного кобальта костной тканью даже несколько меньше по сравнению с поглощением водой и мышцами (см. «Приложение», табл. 4). Таким образом, при прохождении у-излучення в тканях организма достигается однородное облучение, что является безусловным преимуществом перед ортовольтнай рентгенотерапией. Толщина и плотность различных костей неодинаковы. Так, ослабление излучения 6(;Со в ребрах составляет приблизительно 1%, в позвоночном столбе — 5%, в бедренной кости—8%, в крестце — до 10% (по данным Тюбиапы ч ^uuui., и>...</, 1. i~. nuviwxicimin а исааилешш у-илл^чсиня не нре- вышают 10%. При облучении грудной клетки с неодинаковым объемом легочной ткани (воздух) и плотностью, на 1/3 меньшей, чем плотность мягких тканей, принимаемая за единицу, ошибка может достигать 20—35%. Следовательно, при составлении клинико- дозиметрической карты для каждого дозного поля необходимо вносить поправку на неоднородность тканей в стандартные изодозные линейки, изготовленные для гомогенной среды. Существует несколько методов, корректирующих дозу при неоднородности среды: измерение транзитной дозы, внесение поправок по тканевым коэффициентам и др. Лучевая терапия излучениями высоких энергий В современной лучевой дистанционной терапии корпускулярными видами ионизирующих излучений используются мощные ускорители заряженных частиц с энергией до сотен мегаэлектронвольт. Пучки Бысокоэнергетическнх частиц, обладающие большой относительной биологической активностью и резко выраженной неравномерной плотностью ионизации, позволяют облучать очаги, 18Э
расположенные на различной глубине в организме с крутым градиентом доз на границах. В практике клинического применения излучений с энергиями 5—40 МэВ чаще других используют тормозное излучение высоких энергий и пучки быстрых электронов. Их применение, по данным ученых наиболее развитых стран мира, улучшает как ближайшие, так и отдаленные результаты лучевого лечения злокачественных новообразований. Установки, применяемые для получения излучения высоких энергий, состоят из устройства, генерирующего заряженные частицы, и ускорителя частиц. В соответствии с тем, как разгоняются частицы в ускорителях, их делят на линейные и циклические. Линейные ускорители, применяющиеся в меди-. цине, позволяют получать пучок электронов с энергией от 4 до' 40 МэВ (рис. 89). Электроны образуются гГ I 1 Г -hi -i-i 14 в электронной пушке за ft* l-yJ ' jt—' ' 2 ' ' Xl— счст термоэлектронной 7Ш/ эмиссии с катода и ускоряются до энергий порядка Рис. 89. Схема работы линейного ускорителя: 50 кэВ- Затем группами /_5-электроды. ПОСТуПЭЮТ В ВОЛНОВОД — вакуумную ускорительную камеру, вдоль оси которой располагаются цилиндрические полые электроды с последовательно увеличивающейся длиной, соеди- ирпмыр пппяппп (\ Я Я> и 9 4 fi и т тт ^ с пптппрями пы- сокочастотного генератора. Электроны двигаются в такт с изменением электрического поля, ускоряясь при этом. В новейших конструкциях линейных ускорителей цилиндрические электроды заменены резонансными ускорителями с бегущей волной. Ускорительная камера заканчивается фокусирующим устройством, и пучок электронов выводится .через тонкое окно. Так получают быстрые электроны. Линейные ускорители работают в импульсном режиме. Для получения тормозного излучения пучок ускоренных электронов с помощью специального устройства сбрасывается на мишень из золотя, в результате чего возникает тормозное излучение высокой энергии. Циклический ускоритель" электронов — бетатрон — устройство, в котором электроны в специальной камере ускоряются на стационарной орбите. При наличии в ускорительной камере приспособления для вывода пучка электронов бетатрон является генератором электронных пучков большой энергии (15—40 МэВ). Выведение электронов на мишень позволяет получать тормозное излучение с энергией, равной 1/4 энергии электронов.. 190
Тормозное излучение высокой энергии Тормозное излучение высокой энергии представляет собой электромагнитное излучение с энергией квантов больше 1 МэВ, образующееся при торможении электронов в линейном или циклическом ускорителе. Существенным преимуществом тормозного излучения в диапазоне до 10 МэВ является равномерное поглощение его тканями (рис. 90). С увеличением энергии значительно уменьшается боковое рассеяние излучения, что щадит здоровые ткани и резко снижает интегральную дозу. Получаемые узкие пучки излучения требуют очень точной центрации на очаг. При облучении больших полей оно неравномерное от центра поля к периферии. Для предотвращения указанного недостатка применяются выравнивающие фильтры из различных металлов разнообразной формы. Стремление использовать высокие энергии излучений обус- .TnR.nPIIO PII1P И ТРМ UTn максимум дозы от поверхности облучения смещается в глубину тканей до 35—45 мм пропорционально энергии излучения, что способствует щажению кожи входного поля и позволяет подводить к ней при дробном облучении суммарно до 70—80 Гр. Это, в свою очередь, позволяет облучать с меньшего числа .полей — одного- двух. Вместе с тем. няпящивяние энергии излучения не может быть безграничным,-так, как .уже при энергиях более 20 МэВ с увеличением глубинной- дозы повышается лучевая нагрузка на кожу выходного поля, т. с».участка тела, наиболее удаленного от источника излучения. В этом случае нарастает интегральная поглощенная доза. С увеличением энергии излучения выше 10 МэВ резко повышается поглощение излучения костной тканью. Оптимальным для лучевой терапии является диапазон энергий от 1 до 20 МэВ, он и рекомендуется для облучения очагов, расположенных на значительной глубине. Облучение тормозным излучением высокой энергии разделяется на статическое и подвижное. К 4,0 J.0 2,0 1,5 %2 1,0 0,88 0,75 0,6 0,5 ч N ^ .--- Sai \ ) J / 24 < i i,i -4 Си 2463 "^ 0 3 —• 15 ^ / —' f»4, МИ iC / 1 и - КэВ МэВ Рис. 90. Кривые поглощения излучений различных энергий п воздухе (/), жировой (2), мышечной (3) и костной (4) тканями. 191
В связи с отмеченным характером пространственного распределения доз статическое облучение можно проводить с одного входного кожного поля из-за низкой дозы на поверхности и смещения точки максимума дозы в глубину тела. Это позволяет назначать лучевую терапию опухолей, расположенных на большой глубине и, в силу анатомических особенностей их локализации, требующих облучения с одного поля. Применяется также облучение с двух противоположных нолей и многопольное облучение. При облучении участков, превышающих но площади 50—100 см-, используются выравнивающие фильтры и решетки. Значительно реже применяют различные варианты подвижного облучения, описанные в разделе дистанционной у-терапии. При выполнении подвижных методов облучения тормозным излучением высоких энергий необходимо особенно тщательно центрировать пучок лучей на очаг. Для этой цели применяют механические, оптические, рентгеновские центраторы, угломеры, маркировочные корсеты и др. Точность цент- рации обеспечивает и лечебный стол, перемещающийся в вертикальном, горизонтальном и поперечном направлениях. Подвижная часть стола снабжена приспособлением для контроля центрации. Лучевая терапия быстрыми электронами высокой энергии Выведение ускоренных электронов через окно ускорительной камеры циклического или линейного устройства позволяет проводить лучевую терапию быстрыми .электронами высокой энергии — от 1 до 20 МэВ. В пучке электроны практически имеют одинаковую cmepi ши, г. е. пучок моиилроматчен. проникающая спосои- ность их относительно невелика, обусловлена уровнем энергии и возрастает почти в линейной зависимости. Электроны с энергией 2 МэВ проникают в ткани на глубину около 1 см. Чем меньше величина пробега электронов, тем меньше их проникающая способность. В диапазоне энергии от 2 до 20 МэВ уровень максимальной дозы снижается на глубине от 2 мм до 2 см. По сравнению с дозой на поверхности максимальная глубинная доза больше в 1,5 раза. Глубина максимума дозы снижается при уменьшении размера поля облучения. В конце пробега быстрых электронов величина дозы резко падает до нуля. С увеличением энергии быстрых электронов значительно возрастает расстояние пробега от поверхности и ширина пучка излучений (рис. 91). При облучении плотных тканей (костей) уменьшаются глубина пробега электронов, а соответственно и глубина максимума дозы. В конце траектории электронов резко возрастает плотность ионизации. Значительно увеличивается рассеяние быстрых электронов на границе плотных и мягких тканей, что создает нежелательное локальное повышение доз за счет обратного рассеяния. Таким образом, электронную терапию следует применять при поверхностно и неглубоко (не глубже 6см) расположенных очагах. Ограни- 192
ченная глубина проникновения быстрых электронов в ткани с крутым градиентом дозы создает незначительную интегральную поглощенную дозу. Здоровые ткани, расположенные за очагом, практически не облучаются, что повышает терапевтическую эффективность метода. Основным вариантом облучения является статическое. Поля облучения формируются тубусами. Размер круглых тубусов от 4 до 12 см в диаметре, прямоугольных—до 20 X 20 см. Для внут- риполостного облучения применяют тубусы со скошенной передней частью. Широкий набор тубусов позволяет проводить облучение очагов в неровных участках тела — Рис. 91. Изодозные кривые, характеризующие пространственное распределение дозы быстрых электронов при энергии: а—7 M^R- fi—-^П M^R fun Л IT Knnnrnviv\ оболочки щеки, дна полости рта, прямой кишки, влагалища, шейки матки и др.). При облучении больших участков тела, когда требуется подводить большие дозы, применяют решетки. В случае расположения очага в области грудной клетки, головы можно применять подвижное облучение: маятниковое, тангенциальное. Электронная терапия проводится в виде курса облучения. Эритема в зоне облучения появляется на 25—30-й день после достижения общей дозы 60 Гр. Лучевая терапия тяжелыми заряженными частицами Прогресс дистанционной лучевой терапии, направленный на повышение глубинных доз облучения с максимально возможным повышением толерантности кожи, нормальных тканей и уменьшением общего облучения организма, достигается введением в клиническую практику новых источников излучения — высокоэнергетических пучков тяжелых заряженных частиц (протонов, дейтронов, а-частиц). Тяжелые частицы распространяются в тканях прямолинейно, а проникающая способность их зависит от энергии излучения. К особенностям пространственного распределения излуче- 13 -9-412 193
ния в облучаемом объеме относятся: отсутствие бокового рассеяния пучка; точно определяемая величина пробега в ткани,зависящая от энергии: резкое нарастание дозы в конце пробега, за которым следует крутой спад ее до нуля; возможность торможения частиц на необходимой глубине тела. Первый в СССР протонный пучок был получен на синхроциклотроне в 1966 г., а с 1968 г. начато клиническое применение. Для медицинских целей наиболее подходящей считается энергия протонов от !00 до 200 МэВ, что соответствует пробегу в ткяни от 8 до 25 см. Малое рассеяние протонов позволяет формировать узкие (диаметром 3—10 мм) и практически нерасходящиеея пучки. Максимальные размеры прямых и фигурных полей облучения равны 10 X 10 см. Заряженные частицы — протоны — с помощью электрических и магнитных полей можно фокусировать и отклонять в нужном направлении. Потери энергии протонного пучка возрастают в конце пути, образуя максимум ионизации — пик Брэгга. Это позволяет сосредоточить на заданной глубине дозу в 1,5— 4 раза большую, чем на поверхности тела Высокая интенсивность, монохроматичность пучка и большая мощность дозы (0,5-—2Гр/мин) позволяют локально, прицельно облучать небольшие внутричерепные патологические очаги с целью деструкции различных структур нервной системы и гипофиза (церебротомия, гипофизэктомия и пр.). Разработана также методика протонной терапии опухолей легких, кожи, гортани и др. Лучевая терапия нейтронами Длительное время разрабатывались различные варианты применения лучевой терапии быстрыми нейтронами, пейтронозахват-/ пой терапии и радиоактивных нуклидов — 252Cf. Быстрые нейтроны получают с помощью малогабаритных циклотронов и других нейтронных генераторов. Отсутствие электрического заряда позволяет быстрым нейтронам в соответствии с их энергией, изменяющейся в пределах 5—10 МэВ, свободно проникать в глубь тела. Большое значение придается использованию быстрых нейтронов как плотноионизирующих излучений с максимальным поглощением в жировой ткани и с минимальным — в костной. Преимуществом взаимодействия быстрых нейтронов с облучаемой средой является независимость биологического эффекта от уровня насыщения тканей кислородом. Степень повреждения гипо- и аноксических зон и других тканей облученной опухоли одинакова. Исходя из этого, лучевой терапии быстрыми нейтронами подлежат высокорадиорезистентные опухоли, а также рецидивирующие опухоли после лучевого лечения. Для проведения нейтронозахватной терапии используют медленные нейтроны, которые направляют на облучаемый очаг, обогащенный элементами с большим эффективным сечением захвата, 194
такими как 6U, 10B. Нейтронозахватная терапия показана при опухолях мозга, широкого распространения не получила. В настоящее время разрабатывается и внедряется в клиническую практику источник нейтронов 252Cf. Лучевая терапия пучками отрицательных тт-мезонов В последние годы изучается возможность применения отрицательно заряженных я-мезонов. В зависимости от энергии они могут проникать от 2 мм до километров, создавая максимальную плотность ионизации в конце пробега — пик Брегга. Потеряв кинетическую энергию при прохождении в тканях, отрицательные я-мезопы захватываются ядрами атомов вещества, чаще кислорода, вызывая их расщепление с образованием а-частиц и других заряженных частиц с высокой степенью ионизации. Применяя немоноэнергетические пучки отрицательных, я-мезонов, можно расширить область расщепления ядер до необходимых размеров патологического очага. Изменяя энергию пучка отрицательных я-мезонов, можно регулировать глубину их проникновения. В ближайшие годы ученые предполагают, основываясь на глубоком, всестороннем изучении, передать практическому здравоохранению рекомендации по применению лучевых методов лечения тяжелыми заряженными частицами. МЕТОЛЬТ Б.ТТИЯКОТШГТАНТШОННОЙ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ Для близк'одистанциониой лучевой терапии применяются рентгенотерапевтнческие и ^-терапевтические аппараты. Наибольшее распространение получила низковольтная рентгенотерапия (напряжение генерирования 15— 60 кВ): рентгенотерапевтнческие аппараты РУМ-7 и ТУР-60. Близкодистанционные ^-аппараты могут быть с зарядом из кобальта (60Со), цезия (137Cs), иридия (19Чг). Широкое использование в данном методе различных источников ионизирующего излучения обусловлено стремлением выбрать при неглубокой локализации патологического очага рациональное пространственное распределение дозы, обеспечивающей выполнение основного принципа лучевой терапии. С помощью близко- дистанционных аппаратов облучают небольшие очаги, расположенные поверхностно и на глубине до 2—6 см от поверхности тела. Этот метод отличается высокой эффективностью, отсутствием общих лучевых и поздних местных реакций за счет резкого сокращения интегральной дозы. Наибольшее применение в клинической практике получили близкодистанционные рентгенотерапевтнческие аппараты, характеристика которых приведена в табл. П. 13* 195
Таблица И Разновидности близкодистанционных рентгенотерапевтических аппаратов Наименование аппарата РУМ-7 ТУР-60 ТФХ-60 Конструктивные особенности Статический (передвижной} » » Параметры работы рентгеновской трубки напряжение генерирования, кВ 60 60 60 анодный ток, мА 20 20 20 Рентгеновские трубки в них имеют ряд конструктивных отличий. В аппарате РУМ-7 используется рентгеновская трубка с боковым выходом излучения через окно, закрытое диском, изготовленным из сплава бериллия толщиной 1 мм, РИП равно 75 мм (рис. 92). Аппарат работает со сменными алюминиевыми фильтрами толщиной 0,1, 0,5, 1 и 2,5 мм и оснащен набором тубусов раз- Рис. 92. Близкодистанциопиый рентгенотерапевтический аппарат РУМ-7. Рис. 93. Наборы тубусов для близкоди- станционной рентгенотерапии: а — для наружного облучения с РИП 7,5 см; б —для внутриполостного и наружного облучения с РИП 3 и 5 см. личной формы (круглые, овальные, прямоугольные), с помощью которых можно облучать площадь не более 25 см2 (рис. 93). Аппарат РУМ-7 применяют при наружном расположении патологических очагов. Аппарат ТУР-60 имеет две рентгеновские трубки: с выносным анодом (трубка Шауля), работающую при напряжении генерирования от 15 до 60 кВ, предназначенную для лечения поверхностно расположенных очагов, а также для облучения патологических очагов внутри некоторых полостей; трубку с бериллиевым окном (напряжение генерирования 5—25 кВ) для получения ультрамягкого излучения (лучи Букки). 196
Трубки Шауля могут иметь скошенный или остроконечный анод (рис. 94). К каждой рентгеновской трубке со скошенным анодом придается набор тубусов, позволяющих проводить облучение с различных РИП 1,5, 3 и 5 см, а также создавать поля облучения диаметром от 1 до 4,5 см. Фильтрация излучения предусмотрена их конструкцией. С увеличением поля облучения доза нарастает за счет рассеяния первичного пучка тканями. С уменьшением поля облучения необходимо увеличивать дозы (А. И. Рудерман, 1968). 4x4 | 3 х 3 16 9 0,16 (625)0,18 (700) 2x2 4 0,18 (775) Размер поля облучения, см Площадь поля облучения, см2 Эритемная доза излучения, Кл/кг (Р) i С уменьшением площади облучаемого объема толерантность тканей повышается. На основании изучения физико-технических условий облучения и клинических данных (глубины инфильтрации тканей опу- Рис. 94. Схема рентгеновской трубки с вынесенным наружу анодом для близкодистанционного облучения: / — анод; 2— катод; 3 — излучающая поверхность; 4 — система охлаждения. холыо и ее распространенности) Шауль (Chaoul, 1933) предложил три варианта качественной характеристики пучка лучей, определяемой слоем половинной дозы (СПД). СПД — слой ткани, измеренный ни цен! ралшшму лучу, за гчлирым диза излу ченин и z раза меньше, чем на его поверхности. По Шаулю, толщина слоя первой кривой дозы равна 3,5 мм ткани, СПД второй кривой — 9 мм, третьей — 12,5 мм ткани (рис. 95). Примеры условий получения пучка излучения, соответствующего заданной кривой, приводятся в табл. 12. Физико-технические условия получения слоя кривой дозы Таблица 12 Наименование атпрата ТУР-60 РУМ-7 Слой кривой дозы 1-й 2-й 3-й 1-й 2-й 3-й Напряжение генерирования, кВ 60 60 60 30 25 30 Дополнительные фильтры, мм А1 0 0 0 од 0,49 0,49 РИП, см 1,5 3 5 7,5 7,5 7,5 В близкодистанционной рентгенотерапии принято вести расчет дозы излучения от уровня ложа опухоли или предполагаемой 197
границы патологического очага. Пользуясь кривыми доз (СПД), легко рассчитать поверхностную дозу, которая -будет больше глубинной дозы, назначенной для резорбции опухоли. Можно вести расчеты по изодозным линейкам, исходя из значении поглощенных очаговых доз. Комплекты изодозных линеек прилагаются к рент- генотерапевтическим аппаратам (рис. 96). Основным методом близкодистанционной рентгенотерапии является однопольное облучение с дроблением в течение 10—15 юо ^ §,J0 <* N 'Чч • ■ "7s /' 2 \/ 1 ■ J 1 1—i j Ns^r^- \^^^ О г 4 6 в 10 12 14 № IS 20MM J0 20 Ю ю го jomm Рис. 95. Кривые доз по Шаулю: 7—СПД =3,5 мм; г—СПД =9 им; 3— СПД — 12,5 мм тканя. Рис. 96. Кривые изодоз для близкодистапционного рентге- нотерэпевтического аппарата при напряжении генеоиоования ои ко, FFiii о см, поле оолу- чения диаметром 4,5 см. дней. В зависимости от распространенности процесса выбираются форма и площадь облучепия. Обязательным условием применения близкодистанционной рентгенотерапии является доступность патологического очага -для подведения тубуса. Метод показан при лечении опухолей диаметром до 1—1,5 см, расположенных на поверхности тела и в полостях, доступных для подведения тубуса. В основном близкодистанционную рентгенотерапию применяют как самостоятельный метод при лечении злокачественных опухолей i_—II стадий — оака кожи, нижней губы, мужского полового ччена наружных женских половых частей, меланом кожи, предраковых' заболеваний (лейкоплакия, старческие кератомы, кож- . ный рог и др.) и ряда неопухолевых заболеваний (гемангиома, келоид, контрактура Дюпюитрена и др.). ^ С целью увеличения очаговой поглощенной дозы близкодистанционную внутриполостную рентгенотерапию применяют в сочетании с дальнедистанционными методами облучения, например, при лучевом лечении рака языка, дна полости рта, миндалин,, шейки матки и других форм. Ритм сочетания этих методов обусловливается • клиническим состоянием. Возможно проведение в один день двух сеансов облучения: дальнедистанционного облучения очага через 198
пути регионарного лимфооттока и близкодистанционного облучения непосредственно патологического очага. В этом случае лечебный эффект повышается вследствие увеличения дозы, поглощенной опухолью, без заметного увеличения интегральной дозы. Метод подведения излучения к очагу с малого расстояния обеспечивает высокую мощность дозы — от 3 до 25 Гр в 1 мин. Возможность стерилизации применяемых для облучения тубусов, ма-- лый диаметр выносного анода (16—27 мм) в сочетании с высокой мощностью дозы создают условия для непосредственного облучения патологического очага, расположенного на различной глубине,, во время .хирургического вмешательства. Этот метод называется радиохирургическим. Применяется он для облучения места расположения иссеченной опухоли, путей мета- стазирования с целью повышения радикализма выполняемой операции. В этих случаях облучению подвергаются или вся раневая поверхность или, что бывает чаще, отдельные участки, такие как опухолевое ложе, прилежащий к опухоли сосудистый пучок, лимфатические узлы, в которых предполагают наличие клеток опухоли. Количество полей облучения может быть различным, диаметр облучаемого поля не превышает 4,5 см. Однократная доза на каждое поле — 20—30 Гр. Облучение полей производят поочередно (рис. 97). Субоперационную близкодистанционную рентгенотерапию применяют при радикальных хирургических вмешательствах по поводу рака молочной железы, околоушной железы, гортани, легкого, желудка, половых органов, мочевого пузыря, а также после удаления регионарных лимфатических узлов и пр. Осложнений или отклонений в течении послеоперационного периода не наблюдается. Применение субоперационного облучения способствует повышению абластичности радикальной операции, удлинению безрецидивного периода. Облучение указанными дозами не увеличивает сроков заживления послеоперационных ран. Для проведения субоперационного облучения аппарат монтируют в операционном зале в непосредственной близости от операционного стола. Пульт управления выносят в другую комнату. лучения при близкодистанционной рентгенотерапии путей метастазиро- вания (радиохирургический метод): /— операционное поле после радикальной мастэктомии; 2—сосудисто-нервный пучок; 3—поля облучения. 199
Персонал, находящийся в операционной во время облучения больного, пользуется индивидуальными средствами защиты от ионизирующего излучения, передвижными защитными экранами и т. д. МЕТОДЫ КОНТАКТНОЙ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ Контактная лучевая терапия объединяет аппликационный и внутриполостной методы. При каждом отдельном методе облучения источник излучения располагается по-разному: соприкасается с кожей, слизистой оболочкой, опухолью или находится в непосредственной близости от них. Применяемые РИО (расстояние источник— очаг) не превышают 0,5—Зсм. Все эти методы сгруппированы по принципу возможно максимального приближения источников излучения к патологическому очагу. Важной особенностью, обусловленной малым РИО, является формирование дозного поля. Поскольку излучение ослабляется в соответствии с законом обратных квадратов, доза от источника снижается уже в первых миллиметрах. Наблюдаемый крутой спад дозы в тканях за пределами патологического очага обеспечивает щажение здоровых тканей и значительно снижает интегральную поглощенную дозу. Аппликационный метод лучевой терапии Проникающая способность излучения зависит от ряда особенностей используемого источника. С целью воздействия на повеох- J1UV.H10H; ciuii ivu/kh или слизисшх ооолочек и имеющиеся в них нервные окончания применяют а-излучение. Если глубина расположения очага не превышает нескольких миллиметров, используют Р-излучение. При распространении патологических очагов в глубь тканей до 1—1,5 см лучевую терапию производят 7-препара- тами при помощи специальных устройств (маски, муляжи), увеличивающих расстояние до 0,5—2 см, чем достигается равномерное облучение очага. Исходя из проникающей способности излучений, os-тсрапию применяют при наиболее поверхностно расположенных неопухолевых процессах. р-Терапия как самостоятельный метод лучевого лечения описана в главе «Лучевая терапия неопухолевых заболеваний». При лечении злокачественных новообразований ее используют в случаях, если толщина опухоли не превышает 3 мм, а диаметр — 1,5— 2 см. К таким заболеваниям относятся злокачественные опухоли роговицы и конъюнктивы, начальные стадии рака кожи век и др. Источниками излучения для изготовления (З-аппликаторов служат 32Р, *304Т1, 147Pm, 90Sr и другие изотопы. ^3-л Конструктивно аппликаторы различаются в соответствии с об- ^ ластью клинического применения. Для облучения очагов на коже аппликаторам," изготовленным в виде стандартных контактных пла- 200
стин, придают необходимые размеры, форму, изогнутость. При поверхностно расположенных новообразованиях глаза применяют р-аппликаторы в виде дисков с активным диаметром до 7—18 мм, сферических чашечек и их разновидностей. Имеются наборы аппликаторов с различной величиной активного слоя. При лучевой терапии злокачественных опухолей глаза аппликаторы накладывают на очаг после закапывания 2% раствора диканна в глаз. Облучение проводят дробно. Мощность поглощенной дозы на поверхности под аппликатором и на разных глубинах в тканях определяют с помощью математических формул. Аппликационная у-терапия применяется при поверхностно расположенных злокачественных опухолях в ранних стадиях развития — рак кожи,слизистой оболочки рта, нижней губы, а также при рецидивах и метастазах в кожу. Изготавливаются у-ап- пликаторы, в основном, из 60Со, заключенного в мелкие шарики (диаметром 0,2 см) или трубочки (длиной 1—2,5 см). Радиоактивные препараты помещают в муляжи или маски, состоящие из смеси воска и парафина, пластмассы специальных пягт или Рис. 98. Размещение в муляже (/) ли- прямоугольнику. других легко моделирующихся материалов. Изготавливают муляжи следующим образом: пластину из моделируемой массы толщиной в 1 см помещают на несколько минут в горячую воду (40—50° С). Размягченную пластину насухо вытирают, накладывают на поверхность, подлежащую облучению, и придают ей соответствующую форму. Для переноса контуров патологического очага на муляж его предварительно очерчивают краской, отступя 1—2 см к периферии. Затем в толщу муляжа с ориентацией полученных меток помещают источники излучения. Схемы расположения радиоактивных препаратов на муляже разработаны для правильных геометрических фигур — круга, прямоугольника и т. д. Источники излучения укладывают по очерченному на муляже контуру, образуя одну из геометрических фигур. Если поперечник полученной фигуры меньше двойного РИП, источники, расположенные по периферии, создают равномерное облучение всей площади. Если поперечник больше, внутри полученной фигуры прокладывают дополнительные источники, размещая их параллельно длинной стороне. Расстояние между дополнительными источниками должно быть равно двукратному РИП. Равномерность облучения апплика тором достигается одинаковой линейной активностью основных 20!
источников и 1/2 или 2/3 активности дополнительных (рис. 98). Если толщина опухоли более 1 см, следует увеличить толщину основания муляжа до 2 см, прокладывая специальные подставки из дерева или зубоврачебного стенса, так как с увеличением расстояния глубинная доза повышается. Проще готовить муляжи из пластобальта — пластического вещества, в котором равномерно распределены мелкие (диаметром 2 мм) радиоактивные шарики 60Со. Изготовленный муляж обшивают марлей и фиксируют с помощью бинтов. Для соблюдения правил защиты от ионизирующего излучения на наружную поверхность аппликатора накладывают свинцовые пластинки. Дозы при аппликационной у-терапии рассчитывают по специальным таблицам, у-аппликаторы на облученной поверхности могут находиться от 3 до 16 ч в сутки. При мощности дозы 0,05—■ 2 Гр/ч ежедневная доза составляет 4—6 Гр и лечение проводится дробно до получения суммарной дозы 60—70 Гр. При непрерывном облучении мощность дозы колеблется от 0,25 до 0,35 Гр/ч при общей дозе 50—55 Гр за 7—8 сут. В этом случае в процессе облучения аппликаторы снимают на короткий срок, например, для врачебного осмотра, гигиенической обработки, приема пищи и т. д. Если размер опухоли не превышает 1,5—2 см, аппликационная терапия проводится как самостоятельный метод лечения, в противном случае необходимо сочетание ее с дистанционными методами. МЕТОДЫ ВНУТРИПОЛОСТНОИ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ Подведение источников ионизирующего излучения к патологическому очагу из полости определяется как внутриполостнои метод облучения. Внутриполостное облучение проводят в случаях: роста злокачественной опухоли из тканей, образующих стенки полости; если стенка полости инфильтрирована опухолью, расположенной в соседних тканях или органах; если через стенку полости определяется кратчайшее расстояние к опухоли. Внутриполостная лучевая терапия различается по виду применяемых источников излучения и осуществляется с помощью близ- кодистанционных и дальнедистанционных рентгенотерапевтиче- ских аппаратов, быстрых электронов высоких энергий, получаемых на линейных и циклических ускорителях электронов; излучения у-препаратов, содержащих кобальт, цезий, изготовленных в виде герметически закрытых цилиндрических или шаровидных форм; у- и f$-излучения открытых препаратов золота, натрия, фосфора и других изотопов в виде истинных или коллоидных растворов. Рассматриваемый способ подведения ионизирующей радиации, независимо от используемых источников, характеризуется высоким градиентом дозы по периферии источника излучения. Наибольшее распространение в лучевой терапии при радикальном лучевом лечении злокачественных опухолей в I и II стадиях 202
получило внутриполостное облучение, выполняемое в сочетании с наружным дистанционным методом — сочетанное облучение. При этом внутриполостное облучение обеспечивает увеличение очаговой дозы в пределах опухоли. Сочетанная лучевая терапия является одним из основных методов лечения при ранних стадиях рака слизистой оболочки рта, языка, миндалин, шейки матки, женских половых органов и другой локализации. Внутриполостной метод облучения применяется в комбинации с хирургическим лечением злокачественных новообразований в виде предоперационого, послеоперационного и облучения в ходе хирургического вмешательства при свободном доступе излучателя непосредственно к месту расположения удаленной опухоли, метастазов в лимфатических узлах и другим заинтересованным участкам тканей с целью повышения радикализма производимой операции. Как самостоятельный метод лечения злокачественных опухолей внутриполостное облучение применяется крайне редко: в случаях рака in situ, первичных опухолей и рецидивов размером до 1 см без инфильтрации- подлежащих тканей. Внутриполостное облучение показано при распространенных формах злокачественной опухоли с паллиативной целью в комплексе с другими лечебными мероприятиями. Внутриполостная близкодистанционная рентгенотерапия Как самостоятельный радикальный лечебный метод внутрипо- ных опухолях применяется крайне редко, а именно при поверхностном расположении опухоли размером до 2 см без метастазов. Метод распространен при радикальном лучевом лечении ряда злокачественных новообразований, расположенных в полостях тела, в обязательном сочетании с наружными дистанционными методами. При сочетанном облучении создается высокая поглощенная доза в опухоли при одновременном облучении регионарных лимфоузлов с целью предотвращения метастазирования в них. Сочетанная лучевая терапия обеспечивает дифференцированное облучение с подведением большей дозы на очаг по сравнению с дозой в зонах регионарного лимфооттока. Доза в опухоли при этом суммируется за счет непосредственного облучения первичного очага со стороны полости и наружного дистанционного облучения. К тому же вследствие крутизны спада дозы при подведении источника с малого расстояния создаются условия щажепия окружающих опухоль тканей, обеспечивающие резорбцию опухоли с последующей регенерацией нормальных тканей. Получаемая фактически неравномерность пространственного распределения дозы излучения в общем дозном поле является целесообразной в плане эффективности лучевой терапии и выполнения основного принципа последней. Наиболее часто внутриполостную рентгенотерапию 203
применяют при локализации опухолей в полости' рта, влагалища, прямой кишки (рис. 99). Тубус рентгеновской трубки аппаратов ТУР-60, ТФХ-60 вводят в полость и располагают так, чтобы края его соприкасались Рис. 99. Впутриполостмое облучение. Рентгеноте- рапентический аппарат ТУР-60. Анод с тубусом введен в полость рта. с поверхностью опухоли. Как правило, облучение проводится по третьей кривой доз. При лечении злокачественных опухолей в ежедневном ритме облучения величина одноразовой дозы СОСТАВЛЯЕТ 3 R Гп ППИ пбшргт ТТПЧР fiH—ЯП Гп Ппн питнп пйлмпеина через 48 ч разовые дозы увеличиваются до 6—15 Гр при той же общей дозе. Существуют и другие варианты распределения дозы во времени, например, облучение однократной дозой 20 Гр один раз в неделю, всего 3—4 облучения, но применяют его отдельные клиницисты. В настоящее время пересматривается вопрос о величинах оптимальных однократных и общих доз, а также ритмов их подведения. При еочетанной терапии в связи с облучением ограниченного объема наружное дистанционное облучение можно проводить ежедневно одноразовой дозой, не превышающей 3 Гр. Соче- танное облучение по 2 сеанса в день следует выполнять при строгом контроле изменений крови (общий анализ крови делают один раз в 7 или 10 дней в соответствии с применяемым видом наружного облучения). Внутриполостная f -терапия Для внутриполостной -^-терапии наиболее часто применяют изотопы 60Со, 192Ir, 137Cs, 252Cf. Конструктивно источники у-излу- чения могут быть герметизированы в форме шариков или трубочек, пп-jtomv называются яакпытыми папиотеоапевтическими поепаоа-
^^тФФФ%Щт^ Рис. 100. Формы закрытых радио- терапеитических препаратов: радиоактивные трубочки, бусы. тами (рис. 100). Такие источники у-излучения, как 198Au, mAg и другие изотопы, используемые в виде коллоидных растворов, называются открытыми препаратами. Существуют и новые формы — суспензированные радиотерапевтические препараты — макросуспензия и пластобальт. Преимущество данных препаратов заключается в максимальном приближении к стенкам полости с повторением ее контуров, что обеспечивает равномерное облучение всего очага. Закрытые радиоактивные препараты — трубочки устроены следующим образом. Кобальтовые ■— представляют собой отрезки ко- баниковой проволоки (сплав радиоактивного кобальта с никелем), герметически закрытые фильтрами из алюминия или нержавеющей стали. Шарики из кобаника имеют диаметр 4—7 мм, фильтруются никелем или слоем золота толщиной 40—60 мкм. Перед введением в полость шарики через центральное тонкое отверстие нанизывают на нить в виде бус. Чтобы источник излучения имел необходимую активность и объем, радиоактивные шарики нанизывают, чередуя с неактивными, получается необходимая мощность дозы. Шарики изготавливают различной активности: 40-300 кБк (1—8 мкКи). Внутриполостная у-те- рапия проводится линейными и объемными источниками излучения. Линейные источники состоят из набора отдельных трубочек или шариков в виде цепочки, введенной в резиновый зонд, и применяются при лечении опухолей прямой кишки, пищевода, носовой части глотки, шейки матки. Других полостей (рис. 101). Промышленность выпускает стандартные формы из органического стекла с каналами для расположения в них радиоактивных источников в 3—4 линии, создающие излучающий цилиндр. Составляют линейные источники излучения общей /Й^ЁЁЙ\\ Рис. 101. препарата V-терапии рака шейки матки: /—кости таза; 2—шейка матки; ные препараты; 4— изодозы. Схема расположения линейного излучения при Бпутриполостной радиоактив-
активностью 1,8—2,2 МБк (50—60 мКи). При этом активная длина источника излучения должна быть больше протяженности опухоли на 2—3 см. Распределение энергии зависит от количества радиоактивного вещества (обычно на 1 см длины приходится от 2 до 5 мг- экв радия) и активной длины источника, толщины материала фильтров, а также расстояния до слизистой оболочки. Дозу в пространстве от линейного источника излучения рассчитывают математическим методом с помощью таблиц и диаграмм, построенных для работы с радием. При использовании изотопов вносится поправка (для 60Со = 1,57). Можно также пользоваться картами изодоз. Аналогично рассчитывают линейные источники излучения, составленные из шариков. Объемными источниками излучения служат радиоактивные бусы, макросуспензия, истинные и коллоидные растворы, применяемые при лечении новообразований в матке, мочевом пузыре, прямой кишке и других полостях, имеющих округлую форму. Внутриполостное облучение объемными источниками излучения позволяет получить терапевтическую дозу на расстоянии 1— 1,5 см от источника излучения с дальнейшим резким падением ее. Прямое введение коллоидов ,C8Au, 90Y и фосфата хрома (32Р), которые воздействуют |3-излучением, целесообразно при патологических процессах, ограничивающихся только слоем слизистой оболочки. Например, его применяют с профилактической целью после операций на желудке, кишках или с паллиативной целью (полость плевры или брюшная, мочевой пузырь). Коллоидный раствор радиоактивного золота почти не адсорбируется слизистой оболоч- иип ». uuuMHiwi о iiu^iulid (jci гс wkujiu :i\j /о jeslch энер! ИИ излечения приходится на р-излучение, поглощаемое в первом миллиметре ткани, а доза от ^-излучения практически поглощается в 1 см. Дозы рассчитывают по |3- и у-излучению радиоактивного золота и вводят суммарные значения. Радиоактивные растворы не получили широкого применения из-за таких недостатков, как возможность радиоактивного загрязнения больного и окружающей среды — лаборатории, инструментария, сложности манипуляций и расчетов доз, а также быстрого изменения мощности дозы за счет малых Т применяемых изотопов. В ряде случаев растворы могут быть успешно заменены малро- суспензией. Макросуспензия представляет собой вязкий раствор желатины или гуммиарабика со взвешенными в нем шаровидными кобальтовыми источниками диаметром до 2 мм, покрытыми тонким слоем золота. Промышленность выпускает макросуспензию во флаконах, содержащих комплекты шариков по 1,5—2,2—3 МБк (40, 60 и 80 мКи). В 100 мл взвеси содержится до 1500 активных шариков. Макросуспензию вводят в полости в тонкостенных резиновых баллонах, что полностью исключает их загрязнение (рис. 105). Введение и выведение макросуспензии осуществляется специальным аппаратом. Эффективность обусловлена увеличением процентной 206
глубинной дозы от объемного источника (примерно в 3 раза больше на глубине 0,5—3 см по сравнению с линейными источниками). Формы и количество препаратов устанавливает врач-радиолог. В соответствии с анатомической формой, функцией полости и размерами опухоли выбирают стандартные фиксирующие устройства, в которые вводят необходимое число линейных или объемных источников излучения, обеспечивающих дозное поле. В полости, приближающиеся к линейной форме, например, пищевод, носовую часть глотки, обычно вводят резиновые зонды, содержащие радиотерапевтические препараты. Для облучения пищевода применяют двухканальный зонд, который позволяет фиксировать источники Рис. 102. Мочевой пузырь, вы- Рис. 103. Двухканальный резиновый полненный макросуспензией: зонд с тонкостенным баллоном. / — шарики 60Со, 2 — резиновый у опухоли и одновременно, введением через другой канал воздуха (до 50 см2), отодвигать неповрежденную стенку пищевода от излучающих препаратов, уменьшая угрозу возникновения осложнений в нормальной слизистой оболочке (рис. 103). В случаях облучения мочевого пузыря линейными препаратами используют трехканальный зонд, имеющий еще дополнительный канал для отвода мочи. При введении линейных препаратов в шейку матки пользуются метрокольпостатами, латунными трубками; во влагалище — пластмассовыми формами, изготовленными из зубоврачебного стенса и других материалов. Фиксаторы могут быть также из пластических масс, каучука, губки, пробки, парафина, гуммиарабика, резины без примеси солей металлов и металлов с низкой относительной плотностью (латунь, алюминий). Они обеспечивают фиксацию препаратов в нужном положении и расстояние между препаратами и облучаемой поверхностью. Поглощая вторичное излучение препаратов, фиксаторы служат вторичными фильтрами. Фиксаторы с введенными в них радиотераиевтическими препаратами перед введением в полость стерилизуют кипячением в течение 30—40 мин. Стерильные формы вводят в полости после соответствующей подготовки больного 207
с соблюдением правил асептики. После анестезии полости 2% раствором дикаина, 0,25% раствором новокаина или регионарной блокады и снятия, при необходимости, спазма (1 мл 0,1% раствора атропина сульфата или 1 мл 0,1% раствора промедола) через 20—30 мин приступают к выполнению процедуры. В случаях, осложненных воспалительным процессом, в течение 2—3 дней проводят предварительную подготовку больного, включающую общее медикаментозное лечение и обработку соответствующей полости, например, санацию полости рта, промывание мочевого пузыря, клизмы из настоя ромашки, масляные клизмы и т. д. Стерильные формы вводит врач с помощью наборов дистанционных инструментов и других возможных видов защиты от ионизирующих излучений. Правильность расположения препаратов контролируется с помощью рентгенографии, рентгеноскопии или визуально. Затем выполняют фиксацию. Далее больного переводят из радиоманипуляциоиной в специальную «активную» палату, оборудованную боксами или защитными ширмами. В палате больным с введенными препаратами регулярно проводят термометрию, медикаментозные назначения. Препараты находятся в полости 24 или 48 ч в зависимости от необходимой дозы и мощности препарата. После извлечения препаратов полость обрабатывают дезинфицирующим раствором и больного переводят в обычную палату. В настоящее время, по рекомендации МАГАТЭ, с целью повышения радиационной безопасности медицинского персонала и повышения эффективности лучевой терапии широко внедряется в клиническую практику принцип последовательного введения оадиоте- рымиотчсскнл препаратов при внутриполостном облучении—■ afterloading. В отличие от традиционного выполнения внутриполо- стного облучения в полость вводят неактивную систему фиксаторов, рентгенологически устанавливают правильность их расположения, затем вводят в них источники излучения. Радиоактивные препараты вводят непосредственно в «активной» палате на койке. Следовательно, выпадает транспортировка больного с препаратами, что снижает лучевую нагрузку на персонал. Принцип последовательного введения источников излучения разрабатывается по двум направлениям: 1) ручное последовательное введение источников излучения малой активности — simple afterloading; 2) дистанционное автоматизированное последовательное введение источников излучения высокой активности — remote afterloading. Дистанционное введение выполняется с помощью отечественных шланговых у-терапевтических аппаратов АГАТ-В, специализированных для внутриполостной 7_терапии в стоматологии, гинекологии, проктологии и урологии. Аппараты обеспечены системой автоматизированного пневматического транспортирования источников с дистанционным управлением режимом облучения и телевизионным контролем. Одноразово в полость вводят несколько препаратов общей активностью 50—90 мг-экв радия, на 208
что затрачивается до 30 с. Отсутствие опасности облучения персонала при введении и фиксации неактивной системы создает условия для тщательного размещения препаратов относительно опухоли, что является еще одним преимуществом принципа. При применении препарата АГАТ-В для внутриполостных манипуляций снижается доза общего облучения медицинского персонала в 5 раз, а доза, приходящаяся на руки,— в десятки раз, что соответственно составляет 1/20 ПДД облучения, установленной нормами радиационной безопасности. Ритм выполнения внутриполостного облучения зависит от функции полости, общего состояния больного, методики облучения. Применяют непрерывное и дробное облучение. Самостоятельно внутриполостное облучение проводят ежедневно в течение 2—4 ч дозой по 3—5 Гр, общая очаговая поглощенная доза составляет 50—80 Гр.Чаще применяют сочетание внутриполостного облучения с одним из дистанционных методов. В зависимости от клинических показаний можно проводить сочетанное облучение опухоли, подводя два источника излучения в один день, или последовательно чередовать внутриполостное и дистанционное облучение в определенном ритме! Радиоактивные препараты в полости могут находиться от 3 до 56 ч, непрерывно создавая дозу от 5 до 10 Гр. В этом случае после удаления источников из полости проводят дистанционное облучение в течение 5—7 дней с последующим виутриполостным облучением. Такое чередование повторяют до получения суммарных очаговых доз. МКТОТТТЛ RHVTPWTTf А ГГР.ППи .TTVUPRnt* TT?DATTWI* Метод внутритканевой лучевой терапии состоит в непосредственном погружении источников ионизирующего излучения в ткани опухоли. При этом требуется нарушение целостности тканей независимо от формы применяемых радиотерапевтических препаратов, что до некоторой степени ограничивает диапазон его применения. Преимущество метода в том, что образующееся дозное поле имеет высокий градиент дозы на периферии относительно ограниченного облучаемого объема тканей. Внутритканевая терапия может проводиться у- и |3-излучате- лями: 6)Со, 137Cs, 198Au, 182Ta, 90Y, 252Cf и другими радиоактивными элементами. В настоящее время применяют различные формы закрытых (иглы, гранулы, трубочки, стержни) и открытых (коллоидные растворы) радиотерапевтических препаратов, а также препараты на рассасывающейся основе (кетгут, фибриновые пленки, губки и др.). / Метод выполняется в специальных операционных с соблюдением всех правил асептики и антисептики и обязательным использованием защиты от ионизирующих излучений. Исходя из пространственной характеристики дозного поля внутритканевая терапия 14 9-412 209
рекомендуется как самостоятельный радикальный метод лучевого лечения при расположении злокачественной опухоли вблизи легко повреждаемых жизненно важных структур и органов — кожи в области глаз, век, желез, не имеющих протоков, заднего прохода и пр.; небольших размерах опухоли (до 5 см) с ограниченным характером ее роста и без инфильтрации окружающих тканей; при рецидивах опухолей после хирургического или лучевого лечения и радиорезистентных опухолях. В комбинированном лечении внутритканевый метод применяют при радикальном иссечении опухоли с последующим внедрением источников излучения в опухолевое ложе(при I и П стадиях процесса); в случаях неполного иссечения опухоли хирургическим путем с имплантацией радиоактивных источников в остатки опухоли и зон метастазирования; при оперативном обнажении опухоли с размещением в ней радиоактивных препаратов. Перечисленные варианты относятся к радиохирургическому методу лечения. Он обеспечивает подведение необходимых высоких доз при непрерывном облучении, вызывая регрессию опухолевых элементов при минимальной интегральной дозе. Низкие дозы на малых (0,5— 1 см) расстояниях от источника излучения вызывают небольшие местные и общие реакции, не оказывающие заметного отрицательного влияния на течение послеоперационного периода. Внутритканевую лучевую терапию применяют в комбинации с радикальным или паллиативным хирургическим вмешательством при раке молочной железы, легкого, желудка, прямой кишки, злокачествен- TTTTV nnuvmnv mnn/irv Ti/птюм Л1/тп1'1пттлм v'"r"^'1i ' илп^мтчпттл. стной пазухи, а также при хирургическом лечении метастазов рака нижней губы, языка, гортани, щитовидной железы, половых органов и др. Внутритканевая f -терапия Внутритканевая у-терапия применяется как самостоятельный метод лечения злокачественных опухолей размером не более 5 см, без инфильтрации окружающих тканей. Обязательным условием применения данного метода является установление объема опухоли и предполагаемых границ. Если опухоль располагается у костных или хрящевых тканей, данный метод применять не следует из-за возможного повреждения последних. Внутритканевая у-терапия показана в случаях, когда подводимая наружными методами доза не достигает необходимой очаговой ввиду толерантности облучаемых тканей, а опухоль расположена в зоне, недоступной для внутриполостного облучения — корень языка, верхнечелюстная пазуха, внутричерепные опухоли и другой локализации. Радиотерапевтические препараты могут быть закрытыми и открытыми. Закрытые у-препараты изготавливают низкой активности 10—40 кБк (0,3—1 мКи) на 1 см линейной длины в форме игл, 210
трубочек, нитей, стержней, проволоки, гранул, радоновых зерен (рис. 104). Так как препараты предназначены для непосредственного введения в ткань, диаметр их не превышает 1,8 мм при длине от 1 до 5 см. Реже используют открытые препараты. Радиоактивная игла устроена следующим образом: кобанико- вая проволока диаметром 1 мм, 4. ' JlMfe .,*,*. ■<* содержащая изотоп 60Со, покрыта нержавеющей сталью, изготовлена в форме полой иглы с отверстием в торцовой части для продергивания шелковой нити. Придавая форму препа- Рис. 104. Радиоактивные стержни, содержащие изотоп 252Cf: а) общий вид; б) стержни погружены в ткани рта (по Е. А. Жербину). тюгчм^п г "О ТТТ- " т 60Со. Игла имеет активную длину и неактивные концы (рис. 105). В табл. 13 представлена характеристика радиоактивных игл, выпускаемых в нашей стране. Пространственное распределение доз от линейного источника излучения показано на Рис. 105. Схема устройства радиоактивной иглы: /— активная длина; 2— ушко иглы; 3— корпус. Характеристика радиоактивных игл Таблица 13 Активность, мг-экв радия 0,5 1 2 3 5 Активная длина, мм 5 10 20 30 50 Диаметр кобальтового штифта, мм Толщина оболочки иглы, мм 0,35 0,35 0,35 0,35 0,38 Наружный диаметр, мм 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 Общая длина, мм 13,5 18,5 28,5 38,5 58,5 Число игл в наборе 12 25 27 22 22 14* 211
рис. 106. По кривым изодоз видно, что 50% дозы находится приблизительно на расстоянии 4,5 мм от поверхности препарата, на расстоянии 1 см доза теряет терапевтическое значение.Исходя из пространственного распределения доз и конструкции источников для обеспечения равномерности облучения опухоли разработан определенный порядок введения препаратов. В соответствии с толщиной и конфигурацией опухоли радиоактивные препараты имплантируются в виде плоскостных или объемных геометриче- ^ еких фигур. В опухоли толщиной до 1 см иглы располагают в одной плоскости. При этом, в соответствии с размером опухоли, иглы внедряют в форме треугольника, квадрата, многоугольника и т. д., соблюдая условия, обеспечивающие радикализм воздействия и равномерность облучения. Источники внедряют, отступя кнаружи 0,5—0,7 см от предполагаемой границы опухоли таким образом, Лч\ \ 1,Л \ \ \ \ V 100. 150 ч 2515 \f0\7j\3% I ! ill ! i i ти J l_ / I I \г\з\ I ' 4см I / Ш 25/5 10 7,5 I'5 % J'/'' / Рис. 106. Пространственное распределение дозы от трех радиоактивных игл (пояснения см. в тексте). Рис. 107. Формы плоскостного расположения радиоактивных игл при внутритканевом методе облучения: /—активная длина; 2— неактивные концы. чтобы создалась непрерывная линия, для этого концы препаратов должны заходить друг за друга (рис. 107). Если площадь опухоли 25 см2, следует через каждые 1—1,5 см дополнительно располагать препараты параллельно друг другу. В случаях, когда толщина опухоли превышает 1 см, источники размещают параллельными плоскостями через каждые 1—1,5 см по тем же правилам. Объемное внедрение препаратов выполняется с соблюдением тех же закономерностей. Различные конфигурации опухолей требуют размещения источников в форме цилиндра, шара или куба. Следует отметить клиническую разработку внутритканевого введения методом afterloading игл из 252Cf, образующего у-нейтрон- ное излучение. Преимуществом данного препарата является высокая плотность ионизации за счет нейтронной фракции (63%) 212
я высокий градиент дозы. Период полураспада 262Cf равен 2,58 года. „ Нейлоновые нити представляют собой полые трубочки диаметром 1,3 мм, содержащие гранулы из радиоактивного кобальта, иридия или тантала. Гранулы из кобальта диаметром до 0,7 мм покрываются золотом толщиной 4 мкм Для фильтрации Р-частиЦ, вторичным фильтром является степна нейлоновой трубочки (рис. 108). Чтобы создать препарат с определенной активностью, радиоактивные гранулы в трубочках в различной последовательности чередуют е неактивными. Активная гранула содержит 0,5 мг- экв радия. На 1 см длины располагается 3 гранулы. Прошивают опухоли нейлоновыми нитями по тем же правилам, по каким располагают иглы. Танталовая проволока изготавливается в форме шпилек. С целью поглощения (3-излучения ее покрывают платиной толщиной 0,1 мм. Диаметр препаратов не превышает 0,33 мм. Ввиду относительно большого периода полураспада у Ail /(liJV-il^ IHUUJ,HUV.IU дозы за период облучения изменяется незначительно, что является преимуществом танталового препарата. Помимо перечисленных радиотерапевтических форм применяют гранулы, изготовленные из металлического радиоактивного золота. Гранулы из 198Аи покрывают платиной толщиной I мкм для фильтрации р-издучения. Диаметр источника 0,8, длина — до 3 мм. Радиоактивность гранул колеблется в пределах 80— 260 МБк (2—7 мКи). В опухоли гранулярные препараты имплантируют с помощью специальных инс1рУМС1!Т0В — троакаров, медицинского пистолета и располагают в виде плоскостных или объемных фигур. Расстояние между гранулами не должно превышать 7 мм. Малый период полураспада 19sAu (2,7 дня) в сочетании с химической интактностью в тканях позволяют оставлять препараты в организме пожизненно. Имплантация любых рациотерапевтг«еских препаратов в опухоль требует особой подготовки больного. Кожу или слизистую оболочку обрабатывают 70% этиловые спиртом с добавлением танина. Обезболивают, как правило, инфильтрацией 0,25—0,5% раствором новокаина нормальных тка^й, окружающих опухоль и ее основание, радиоактивные препараты стерилизуют кипяче- D»r- ma Ппп.иялянир опухоли нрйлонгтычи нитями, состоящими из гранул в°Со (по Л. С. Павлову). 213
нием в течение 30—40 мин (иглы вместе с продернутыми в них нитями). Нейлоновые трубочки закладывают в 70% этиловый спирт или дезинфицирующий раствор на 1—2 мин. Имплантируют радиоактивные препараты в опухоль при помощи соответствующих наборов специальных инструментов. Для контроля правильности расположения препаратов производят рентгенографию в двух проекциях или стереореитгенографию. Затем препараты фиксируют. Иглы, нейлоновые нити, трубочки фиксируют к окружающим тканям бинтованием, лейкопластырем или подшивают, после чего накладывают повязку. В последние годы разрабатывается применение методики afterloading. Мощность дозы применяемых препаратов при длительном непрерывном облучении не должна превышать 0,45 Гр/ч. При мощности дозы менее 0,2 Гр/ч источники не используют, так как оптимальным считается очаговая доза в 60— 65 Гр за 6—7сут. Более длительное нахождение препаратов в опухоли вызывает некроз тканей, смещение или выпадение источников. Нередко процесс лечения сопровождается интоксикацией организма, резкими местными болями. При расплавлении стенок сосудов еоз- можно кровотечение, при этом необходимо досрочно извлечь препараты и наложить швы на сосуды. Поглощенные дозы в опухолях различных размеров при внутритканевом введении препаратов определяют по таблицам. Внутритканевая р-терапия Внг'тпиткянркяя R-топяпия ппимоняетоя как пяпикяльный илн паллиативный способ лечения злокачественных новообразований. Особенности пространственного распределения |3-излучения определяют показания к применению данного метода. В связи с ограниченным распространением р-частиц средних энергий (1—1,5 МэВ) в тканях облучению могут быть подвергнуты малые по объему опухоли с четко установленными границами. По имеющимся клиническим наблюдениям, внутритканевую р-терапию следует применять при радиорезистентных опухолях, рецидивах, неоперабельных метастазах рака в лимфатические узлы. В отличие от внутритканевой 7"теРапии> расположение опухоли у костных и хрящевых тканей не является противопоказанием для применения данного метода. Вместе с тем внутритканевая Р-терапия не рекомендуется при опухолях слизистой оболочки полости рта, нижней губы, кожи лица ввиду сопутствующего облучению склерозирования тканей и образования стойкой пигментации. Также не рекомендуется облучать изъязвления, интенсивно васкуляризованные опухоли и в Ш стадии заболевания. Радионуклиды, применяемые для изготовления радиотерапевтических р-препаратов, не должны быть токсичными, незначительно элиминировать из облучаемого очага, иметь период полураспада от нескольких часов до нескольких дней, узкий спектр р-излучения 214
при средней энергии р-частиц в 1—1,5 МэВ. В большей степени перечисленным требованиям соответствуют радиоактивные изотопы 198Au, 9(,Y, фосфата хрома (^Р),.1"-^.- Основной формой радиотерапевтических р-препаратов для внутритканевого введения считаются коллоидные растворы. Применяются также рассасывающиеся в ор- га1Гй^ме~радиоактивпые препараты в виде нитей, перфорированных пленок, сеток, губок, пмпрегнированных изотопами. Рассасывающимися материалами служат кетгут с ,В8Аи, различные полисахариды, декстрины с 90Y и 103Pd и пр. Из приведенных изотопов наиболее широко используется 1В8Аи в виде коллоидных растворов с размерами частиц от 20 нм до 1 мкм, в виде гранулированных зерен диаметром 0,8 мм и нитей от 0,5 до 3 мм. Радиоактивные коллоидные растворы вводят в операционной радиологического отделения, оснащенного для работы с открытыми формами радиоактивных препаратов, с соблюдением правил защиты. Для инъекций применяют защитные шприцы, покрытые фильтрами из свинца или плексигласа. При использовании радиоактивных изотопов со смешанным р- и ^-излучением (198Au, inAg) применяют шприц со свинцовым покрытием. Операционное "поле обрабатывают 70% этиловым спиртом. Анестезия достигается добавлением к коллоидной системе 0,25% раствора новокаина и предварительного подкожного введения больному 1 мл 2% раствора промедола. При инфильтрации опухоли радиоактивными коллоидными растворами сложно добиться гомогенного распределения изотопа во всем объеме опухоли. Необходимое для введения количество изотопа рассчитывают, исходя из объема опухолевой ткани. Для равномерной инфильтрации достаточным считают объем коллоидного раствора, равный 1/3 объема опухолевой ткани. Непосредственно в опухолевой ткани препарат распределяется из расчета 0,5—0,7 мл раствора на 1 см длины канала, в котором перемещается игла шприца Иглы параллельными рядами на расстоянии 0,6—1,2 см вводят на всю глубину опухоли. Затем через каждую из игл по частям вводят коллоидный раствор, постепенно удаляя иглы из опухоли. При прохождении игл через кожу их смещают, что препятствует вытеканию радиоактивного раствора. Источник излучения, находясь непосредственно в ткани, непрерывно облучает ее. Мощность дозы снижается от максимума до нуля по мере распада изотопа. Характерной особенностью дозиого поля при этом является крутой градиент мощности дозы при минимальных значениях интегральной дозы. Гомогенное распределение радиоактивного коллоида во всем объеме опухоли получить трудно. Следует помнить, что ионизация вдоль оси пробега частиц наблюдается в пределах нескольких миллиметров,в результате чего создаются относительно локальные зоны облучения. В случаях значительной плотности ткани опухоли применяют инфильтрацию радиоактивным раствором околоопухолевой клетчатки с имплантацией в опухоль дискретных источников — гранул 198Аи. 215
Рассасывается радиоактивный коллоид по лимфатическим путям. Рассосавшаяся часть его избирательно поглощается различными тканями и органами — в среднем от 5 до 15% введенной активности. Радиоактивное золото накапливается в ретикулоэндотелиальной системе (печень, селезенка), иттрий и фосфор — в костной ткани. Поэтому биологическая тропность у радиоактивного изотопа, применяемого для внутритканевого введения, нежелательна. В этой связи следует отметить целесообразность применения радиоактивных препаратов на рассасывающейся основе. Например, при имплантации в очаг рассасывающихся пленок (фосфат циркония — 32Р) дозное поле распределяется в одной плоскости вокруг нити, обеспечивая длительное нахождение радиоактивного изотопа в месте введения. Поскольку средний пробег Р-частиц применяемых радиоактивных коллоидов колеблется от 0,3 до 0,8 см, поглощенная очаговая доза сосредоточивается в пределах расположения опухоли. Величина общей интегральной дозы связана с локализацией препарата и обусловлена накоплением изотопа ретикулоэндотелиальной системой. Учитывая, что на расстоянии 5 см от опухоли остается только 1% очаговой поглощенной дозы, интегральная поглощенная доза оказывается незначительной. Дозы при внутритканевой Р-терапии рассчитывают математически по формулам. При применении радиоактивных изотопов со смешанным излучением (198Аи) дозу, поглощенную в опухоли, определяют по ^-излучению, интегральную поглощенную дозу — по у-излучению. Радиохирургический метод Радиохирургический метод представляет собой введение в операционную рану радионуклидов в ходе выполнения или спустя несколько часов после хирургического удаления злокачественной опухоли. Метод обеспечивает создание высоких очаговых доз излучения при хирургическом вмешательстве как радикальном, так и паллиативном с минимальными местными и общими лучевыми реакциями. Источниками излучения мог^т служить близкодистанционные рентгенотерапевтические аппараты и все рассмотренные радиотерапевтические препараты, применяемые во внутритканевом методе, а также радиоактивные бинты, салфетки, тампоны, нейлоновые нити, кетгут, губки и пр. В последние годы применяют погружение радиоактивных препаратов в ткани без последующего извлечения. В этом случае они изготавливаются на рассасывающейся основе, время растворения которой в организме менее 3—5 периодов полураспада вводимого радиоактивного изотопа. Наряду с этим применяют имплантацию в опухоль препаратов из металлического радиоактивного золота или 60Со, покрытого слоем золота. Источники излучения выбирают строго индивидуально в соответствии с объе- 216
мом хирургического вмешательства и терапевтической задачей. Основными факторами являются: характер распределения дозы в глубину и по площади, значение и соотношение поглощенных очаговой и интегральной доз, мощности дозы, оснащенность операционной и обеспечение защиты персонала. В этой связи следует отметить положительные стороны использования принципа after- loading. Для определения правильности расположения закрытых препаратов относительно опухоли применяют рентгенографию в раз- личных проекциях, томографию, стереорентгенографию, двойное и тройное контрастирование, прямую лимфогра- фию, сканирование и другие методы. Радиотерапевтические препараты размещают в операционном поле по правилам внутритканевого метода. Линейная плотность активности препаратов не должна превышать 37 кБк (1 мКи) на 1 см. Рассчитывают дозы по общепринятой методике. В случаях радикального иссечения опухоли с целью воздействия на возможно оставшиеся ее клет- Рис. 109. Схема расположения Y-npena- ратов в форме трубочек при радиохирургии рака молочной железы: /—операционное поле после радикальной маст- эктомии; 2 — сосудисто-нервный пучок; 3 — радиоактивные препараты. очаговые дозы в пределах 30— 60 Гр. В соответствии с величиной подводимой дозы у-пре- параты извлекают из раны через 24—96 ч. Близкодистанционную рентгенотерапию применяют при следующих физико-технических условиях: напряжение генерирования 60 кВ, сила тока 6—10 мА, мощность дозы — 15—20 Гр/мин, доза на одно поле составляет 30 35 Гр. После окончания облучения послеоперационную пянл/ зашивают наглухо. Радиохирургическое лечение можно начинать с имплантации радиотерапевтических препаратов в опухоль, общая поглощенная доза при этом должна составлять не менее 50 Гр. После удаления препаратов иссекают остатки опухоли. С целью более равномерного облучения больших объемов тканей, а также как паллиатив при пробных операциях вводят коллоидные радиоактивные растворы. Применение радиохирургического метода способствует улучшению отдельных результатов лечения больных со злокачественными новообразованиями, позволяя удлинить сроки безрецидивного течения и прявления метастазов (рис. Ю9). 217
Метод избирательного накопления изотопов в тканях организма Специфическая органотропность различных химических соединений при введении послужила основой разработки метода избирательного накопления изотопов с лечебной целью. Метод применяется ограниченно. Показан в случаях генерализации опухоли с паллиативной целью. Радиоактивные препараты вводят в организм пероралыю, внутриартериально или внутривенно. Чаще всего применяют радиоактивный йод (1311) и радиоактивный фосфор (32Р). Радиоактивный йод назначают при рецидивах рака щитовидной железы, в неоперабельных случаях, реже в качестве пред- или послеоперационного облучения. При рецидивах 1311 назначают по 370—740 МБк (10—20 мКн) 1 раз в 3 недели. В неоперабельных случаях рака — по 1,8—2,2 ГБк (50—60 мКи) 1 раз в 2—3 лед в течение продолжительного срока (4—'5 мес). Радиоактивный фосфор назначают как цитотоксическое средство при лечении эритремии. Вводят внутривенно в дозе 200— 300 МБк (5—8 мКи) однократно. При отсутствии эффекта дополнительно через 8—12 дней вводят еще 75—ПО МБк (2—3 мКи). При приеме внутрь 32Р назначают дробно по 55—75 МБк (1,5— 2 мКи) через 8—12 дней, всего 2—3 приема. Курсовая доза 200—300 МБк (6—8 мКи). По данным литературы, после лечения радиоактивным фосфором ремиссии наблюдаются у 80—85% больных и длятся в среднем 1—3 года. Глава 9 ПЛАНИРОВАНИЕ ЛУЧЕВОГО ЛЕЧЕНИЯ БОЛЬНЫХ СО ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫМИ НОВООБРАЗОВАНИЯМИ В соответствии с клинической задачей лучевую терапию проводят самостоятельно, как один из компонентов комбинированного или сложного комплексного лечения и, наконец, как паллиативное облучение. Составление плана лучевого лечения включает ряд этапов подготовки больного, от точности получения и обработки информации в которых существенно зависит эффективность курса лучевой терапии: предлучевой, лучевой и послелучевой. Предлучевой период — подготовка больного к облучению (табл. 14). В этот период уточняют диагноз заболевания, проводят объективное обследование, включающее клинические, инструментальные, рентгенологические и радиоизотопные исследования с ги- 218
Таблица 14 Схема подготовки 6oj 1ЬНОГ о к курсу Уточненный клинический диагноз лучевого лечения Патогенетическое обоснование лучевого воздействия Формулировка задачи лучевого лечения Радикальное лечение Паллиативное лечение План лучевого лечения Вид и средства обеспечения Метод подведения дозы Очаговая и курсовая поглощенные дозы 11елучевые лечебные мероприятия стологическим контролем диагноза. Уточняют показания и противопоказания к лучевому лечению. Б этот период составляют план лучевого лечения, основанный на сопоставлении и всесторонней оценке клинических и радиобиологических факторов, полученных при исследовании патологического процесса и индивидуальных особенностей больного. 219
В решении поставленной задачи помимо лучевого терапевта участвуют инженер-физик (дозиметрист) и врачи смежных специальностей: радиолог, рентгенодиапюст, химиотерапевт, клиницист соответствующего профиля. Раздел плана лучевого лечения, предусматривающий выбор физико-технических условий облучения, в первую очередь вида ионизирующего излучения и метода его подведения, составляет лучевой терапевт совместно с физиком-дозиметристом. Обязательна индивидуализация выбора оптимальной очаговой, одноразовой и курсовой доз и сведение к минимуму местных и общих лучевых реакций в смежных органах и тканях. С этой целью выполняют клинико-дозиметрические расчеты, а именно, выбирают варианты пространственного распределения доз, направление центрального луча и другие параметры облучения. План лучевого лечения состоит из следующих разделов: 1) то- пометрическое исследование больного; 2) дозиметрически обоснованная рациональная программа облучения, которая включает вид и метод лучевой терапии, обеспечивающие оптимизацию лучевого лечения; 3) выбор оптимальной поглощенной дозы в патологическом очаге с обязательным учетом доз в жизненно важных анатомических структурах, расположенных как в зонах дозных полей, так и в других участках тела; 4) выбор вариантов пространственного распределения курсовой дозы; 5) схема распределения очаговой поглощенной дозы во времени с указанием интервалов между отдельными процедурами в течение всего курса лучевой терапии; 6) динамика клинического наблюдения и контрольных исследова- Особое место отводится лечебным мероприятиям, сопутствующим лучевому лечению и направленным как на предупреждение и снижение общих и местных лучевых реакций, так и на повышение защитных сил организма. В случае необходимости (при сопутствующих заболеваниях) применяют мероприятия нелучевого характера. В ходе подготовки больного к лучевой терапии особое место занимает онкологическая деонтология. Информацию о рекомендуемых лечебных мероприятиях, продолжительности лечения и ожидаемом терапевтическом эффекте следует сообщать больному обдуманно и в таком аспекте и объеме, чтобы она оказывала психотерЗ' певтическое воздействие. С профилактической целью участки кожи или слизистой оболочки, через которые предполагается направлять пучок ионизирующего излучения, должны быть соответствующим образом подготовлены. На коже, подвергающейся действию ионизирующего излучения, не должно быть повреждений. За две недели до начала облучения отменяют физиотерапевтические процедуры и за несколько дней — раздражающие кожу мази. С этой же целью тщательно санируют зону облучения. Клиническая топометрия предусматривает определение местоположения патологического очага, его формы, размеров, глубины 220
расположения относительно локализующихся на данном уровне жизненно важных органов и тканей. При поверхностно расположенных патологических очагах параметры опухоли определяются без труда. При глубоком расположении патологических процессов и невозможности пальпации для определения параметров изготавливают топографо-апатомические эскизы различных сечений тела. Топографо-анатомические данные должны быть в натуральную величину и в положении больного, предполагаемом для облучения. Рис. ПО. Рентгенограммы грудной клетки, сделанные с координатной сеткой: а—передне-задняя проекция; б — боковая проекция. Если недостаточно информации при выполнении топографо-ана- томического эскиза тела в одном сечении, например, в поперечник, дополнительно проводят исследование в сагиттальной либо фронтальной плоскостях. В настоящее время топографо-анатомические эскизы готовят на основании данных, полученных при клинических, инструментальных и рентгенологических методах исследования. Из рентгенологических методов чаще всего применяют рентгеноскопию, рентгенографию, томографию, специальные методики с контрастированием сосудов и полостей организма, рентгенометрию, стерео- рентгенометрию, а также радиоизотопные исследования, сканирование. Для выявления регионарных метастазов используют прямую и непрямую лимфографию, флебографию. Рентгенологические методы позволяют решать практические вопросы топометрии и одновременно оценивать необходимость изготовления топографо-ана- томического эскиза в том или ином сечении, а возможно и в нескольких, дополняющих друг друга, а также размещение дозных полей. Рентгенографию или у-графию производят с координатными сетками (рис. ПО), а также линейками с метками через 1 см (рис. 111). Рентгенограммы в двух взаимно перпендикулярных проекциях выполняют в зависимости от локализации очага с контрастированием (рис. 112) или двойным контрастированием (рис. 113) 221
в том положении больного, в котором будет производиться лучевое лечение. у Рациональные схемы лучевого лечения разрабатывают с использованием типовых методических рекомендаций, инструкций, * >?ш ш Рис. 111. Рентгенограмма контрастированного мочевого пузыря с градуированной линейкой. г. >; Рис. 112. Рентгенограммы лицевого черепа в двух взаимно перпендикулярных проекциях с контрастированием опухоли, расположенной в области твердого неба справа: о — прямая и б — боковая проекции. литературных данных, ориентируясь на индивидуальные особенности больного и учитывая результаты проведенных исследований. Для наиболее распространенных типичных локализаций патоло- 222
гического процесса допускается использовать методические указания по выбору метода и программы облучения с поправками на индивидуальные колебания. Однако в целом ряде случаев требуется сугубо индивидуальное планирование лучевого лечения. Рис. ИЗ. Рентгенограммы таза в двух взаимно перпендикулярных проекциях с двойным контрастированием — моченого пузыря и контура тела для получения уровней проекции опухоли на кожу и расстояний от опухоли до кожи в различных точках таза: Для изготовления индивидуального топографо-анатомического эскиза поперечного сечения тела (при необходимости других плоскостных сечений) в необходимом для лечения положении больного (лежа или сидя) во время рентгенологического исследования размечают проекцию центра опухоли, в том же положении больного на уровне проекционных меток, соответствующих центру патологического очага, на коже располагают копировальное приспособление1 и точно моделируют наружный периметр тела — снятие контура тела (рис. 114, <;)• При этом на копировальное устройство переносят с тела метки проекции опухоли. Для примера рассмотрим изготовление топографо-анатомической карты поперечного сечения грудной клетки с использованием двух полуколец. 1 Копировальное устройство должно легко смещаться, быть гибким, плотно прилегать к участкам тела, повторяя их форму, и достаточно упругим для сохранения всех неровностей и возможности воспроизведения на миллиметровой бумаге, кальке и другом материале. Изготовлено в виде соединенных подвижно двух полуколец со смещаемыми стержнями, пантографа, свинцовой ленты, гиб- * кой проволоки, гипсового пояса и др. 223
На листе миллиметровой бумаги располагают принявшее форму тела копировальное устройство и очерчивают его по внутреннему контуру с обозначением меток (рис. 114, б). На полученном таким образом в натуральную величину периметре тела обозначают центр расположения патологического Рис. 114. Схема изготовления индивидуального эскиза поперечного сечения тела: а — снятие с помощью копирога^ьюго устройства контура тела на уровне проекционных меток (1): 6 — перенесение полученного наружного контура тела на бумагу с обозначением меток проекции опухоли (/). Рис. 115. Эскиз поперечного сечения Рис. 116. Разметка полей облучения грудной клетки: (1) на эскизе поперечного сечения /—центр; 2— контуры опухоли. грудной клетки. очага, соединив попарно метки прямыми линиями. Затем наносят параметры очага со схематическим изображением локализующихся здесь важных анатомических органов, особо нуждающихся в защите от действия ионизирующего излучения (рис. 115). Для удобства нанесения анатомических структур рекомендуется использовать поперечные или сагиттальные срезы тела, представленные в анатомических атласах, специально изготовленных схематических 224
рисунках анатомических разрезов тела, а также данные рентгенографии и других специальных методов исследования. Имеющиеся схемы безусловно требуют биометрических поправок, для чего применяют приборы, преобразующие масштаб изображения — проекционный аппарат, диаскоп, масштабные линейки и другие приспособления, а также математические расчеты. На основе изготовленного схематического рисунка одного или- нескольких сечений тела с отмеченным на нем местом расположения патологического очага лучевой терапевт совместно с физиком планируют программу облучения, для чего определяют объем зоны облучения. Оптимальный объем облучения выбирают индивидуально для каждого больного с обязательным учетом клинических данных и физико-технических условий облучения. При необходимости предполагаемые условия облучения контролируют у-графией или рентгенографией с метками. Необходимо выбрать наиболее рациональное расположение дозного поля, при котором бы доза оптимально распределялась в очаге поражения и распространялась на пути регионарного лимфооттока. При этом облучение очага должно проводиться с кратчайшего расстояния и в направлении, но возможности, через пути регионарного лимфооттока, минуя критические органы. Затем лучевой терапевт и физик-дозиметрист выбирают вид излучения, метод облучения, размеры и форму полей облучения, направление пучков лучей, отмечают их на топографо-анатомическом эскизе. После нанесения полей облучения через середину намечен- tikiy пппрй ппгтплят прппрнлик\'ляпные линии, перекрещивающиеся в центре опухоли (рис. 116). Затем по направлению центрального пучка лучей накладывают изодозпые линейки, соответствующие выбранным физико-техническим условиям облучения, и устанавливают процентную глубинную дозу в очаге с каждого поля облучения по толерантности тканей в зоне его расположения (рис. 117). Для построения дозной топографо-анатомической карты соответственно прямоугольной системе координат чертят сетку с расстоянием между точками 1 или 2 см (рис. 118). Точки пересечения линий нумеруют. При расчете дозного поля на топографо-анатоми- ческую карту с координатной сеткой накладывают нзодозные линейки по ходу центрального луча рабочего пучка поля облучения с направлением к центру опухоли и в нумерованных точках записывают значения процентных глубинных доз с каждого поля облучения. Затем в точках пересечения изодозных линий значения процентных глубинных доз суммируют. Полученные суммированные значения доз записывают для избранных точек топографо- анатомической карты (рис. 119). Максимальную величину суммированных процентных доз принимают за 100%. Равные по процентным значениям доз точки соединяют линиями, ограничивающими- зоны 100, 90, 80, 30% и т. д. величин поглощенной дозы. 1U '5 9-412 225
В итоге получается топографо-анатомическая карта доз, характеризующая пространственное распределение энергии излучения в данном биологическом объеме. При удовлетворительном распре- Рис. 117. Определение процентной глубинной дозы в очаге с каждого поля облучения, расположенного на топографо-ана- томическом эскизе по соответствующей изодозной линейке. делении доз 100—80% изодозы должны включать весь объем патологического ОЧага. На область nvTPH ПРгиппяпппт пнмгЬпт-тпь'я допускается 70—60%, а жизненно важные анатомические структуры облучают минимальными дозами, не превышающими 50—30% очаговой. В нашем примере статического облучения предполагаемые поля облучения намечались по периметру поперечного сечения тела. Плошадь облучаемого кожного поля выбирают из расчета равномерного облучения зоны патологического очага. Различные комбинации из 2—6 статических полей позволяют получать разнообразные распределения доз. В случаях применения подвижных вариантов облучения распределение доз получают обычно наложением карт изо- доз однозонного облучения, как это делается при многопольном Рис. 118. Топографо-анатомический эскиз поперечного сечения грудной клетки с координатной сеткой: /, //, /// — поля облучения. 225
статическом облучении. Многозонное облучение выполняют с нескольких направлений. Выбор пространственного распределения дозы зависит от задачи, которую решает лучевой терапевт. Рис. 119. Клинико-дозиметрическая карта, показывающая пространственное распределение энергии излучения при трехпольном облучении опухоли легкого и суммарные значения процентных поглощенных доз в различных точках облучаемого объема грудной клетки: / — очаг; 2— поля облучения; 3 — изодозные лннейки; 4 — суммарные значения поглощен- ПК1У лт — ЧП1",1 1ПП ЧП ППО/. „ т т> и.мл. Важно точно перенести размеры полей облучения на кожу больного. Для этой цели применяют специально изготовленные трафареты, металлические сетки и другие приспособления. Правильность перенесения полей облучения на кожу проверяют с помощью контрольной рентгено- или у-графии с маркировкой углов поля облучения, их контрастированием и других методик. Существенное значение при составлении плана лучевого лечения имеет выбор вида ионизирующих излучений, их эффективной энергии, физической характеристики и метода облучения. Знание топографии опухолевого процесса, его размеров, глубины залегания, особенностей строения тканей, критических органов, расположенных по ходу пучка лучей, обусловливает выбор вида ионизирующей радиации и метода его подведения. Успех лучевого лечения зависит от распределения во времени общей поглощенной очаговой дозы, выбора величины одноразовой дозы, мощности дозы, режима чередования процедур, временных интервалов между ними, длительности всего курса облучения. Значения перечисленных доз определяют в соответствии со стадией развития патологического процесса, гистологическим строением опухоли, расположением вблизи опухоли жизненно V2 15' 227
важных анатомических структур — критических органов, степенью их радиопоражаемости и целым рядом других факторов. От того, насколько точно и правильно при ежедневной процедуре направляется пучок лучей на опухоль, зависит степень ее повреждения и щажение нормальных тканей, что, в конечном счете, определяет эффект лучевого воздействия. В каждом случае центрации пучка лучей придается важное значение, для чего широко используют различные проекционные метки, например, центрирующие рамки, оптические и механические указатели, координатные сетки, масштабные полоски, маркировку патологического очага, контрастирование соседних органов, у-графию и пр. План лучевого лечения заносят в специальную карту, где сформулированы задачи и четко определены условия облучения и числовые значения всех параметров, указаны номинальные дозы и расписание процедур облучения для всего курса лучевого лечения больного. В это время составляют схему экранирования отдельных участков тела. С целью расширения радиотерапевтического интервала назначают средства, усиливающие лучевое поражение опухоли, и препараты, ослабляющие лучевые реакции нормальных тканей облучаемого организма. Предусматривают общетерапевтические мероприятия, обеспечивающие удовлетворительное состояние больных. Кроме того, определяют комплекс динамических наблюдений и клинических исследований, направленных на выявление изменений патологического процесса и реакции организма, общего состояния больного в лучевом периоде. Соответствующую документацию подписывают ответственные лица и исполнители. ГТчщйппм прпипп гтпоттгчтаптрст ппптгптжитрп^нпгтшп tfvrtca of> TV- чения. Методы облучения и схемы фракционирования дозы, временные интервалы обусловливают различную его длительность — в среднем от 2 до 8 нед. В случае комбинированного лечения, например, интенсивного облучения в предоперационном периоде, курс облучения сокращается до 3—6 дней. Во время курса лучевой терапии больной может находиться в стационаре или получать облучение в амбулаторных условиях. Решение данного вопроса зависит от метода лучевого лечения и общего состояния больного. Сочетанное лучевое лечение с применением внутриполостного или внутритканевого введения радиоактивных препаратов, лечение жидкими радиоактивными веществами необходимо выполнять только в условиях стационара. В процессе курса лучевого лечения план облучения больного может быть изменен как в клиническом, так и дозиметрическом аспектах в связи со степенью регрессии опухоли, изменениями общего состояния Сольного и появлением лучевых реакций или осложнений. При облучении высокоэнергетическими пучками лучей при фракционировании дозы кожные реакции развиваются от суммарных доз, превышающих 40 Гр. Толерантность кожи при ортовольтной терапии в аналогичном режиме облучения снижается от дозы 20 Гр и ниже. Излучения высоких энергий вызывают лу- 228
чевые реакции в зонах максимальной дозы. Гетерогенность облучаемых тканей и особенно воздушных полостей и плотных костей может исказить дозное поле. Опасны также реакции в критических органах и тканях, локализующихся в дозном поле или на его границе, особенно при многопольном облучении — за счет суммации дозы в зонах пересечения дозных полей, и подвижных методах облучения — за счет трудности центрации пучка лучей по всему углу перемещения источника. Динамическое наблюдение за состоянием больного включает своевременные поправки, перестройки или существенные изменения в плане лечения и назначение необходимых лечебных воздействий. Обязательно наблюдение за временем проявления и степенью выраженности сопутствующих облучению лучевых реакций как местного (в зоне подведения пучка лучей), так и общего характера. Ежедневное выполнение процедуры облучения при любом методе требует правильной укладки больного, его фиксации, защиты отдельных участков тела, центрации пучка лучей с использованием средств наблюдения за ходом процедуры, регистрации всех условий облучения в процедурном листе, а также записи состояния больного в дневнике истории болезни. Послелучевой период. Продолжительность послелучевого периода не имеет определенных границ. В этот период параллельно выполняются две задачи. Первая — анализ эффекта лучевого лечения — степени регрессии первичной опухоли. Одновременно с целью получения более продолжительной ремиссии назначают средства, направленные на полную ликвидацию патологического ппопесса и закрепление полученного эффекта. К ним относятся химиотерапия и активные лекарственные соединения, тормозящие репарацию послерадиационных поражений в опухоли. Вторая —■ ликвидация имеющихся лучевых реакций и предупреждение возникновения таковых в дальнейшем, т. е. поздних лучевых реакций и повреждений. Выполнение этих задач обеспечивается большим набором лекарственных средств, направленных на повышение защитных сил организма, его гистоиммунных реакций и репаратив- ных процессов. Для своевременного назначения повторных курсов лечения важным фактором является динамическое наблюдение за больным в специализированных учреждениях. При этом не следует забывать о суммации биологических эффектов лучевого воздействия ионизирующих излучений в тканях организма. Поэтому повторные курсы лучевой терапии рекомендуется проводить не ранее, чем через 2—3 мес после окончания предыдущего, при тщательном исследовании больного. 229
Глава 10 ЛУЧЕВАЯ ТЕРАПИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ Лучевая терапия среди методов лечения злокачественных опухолей приобретает все большее значение. В настоящее время, по данным литературы, ее приуеняют примерно у 70% больных при злокачественных новообразованиях. Этому способствует повышение эффективности лучевых методов за счет разработки как теоретических основ, так и технического обеспечения широким набором ионизирующих излучений с различными радиобиологическими свойствами. Не менее важное значение, определяющее эффективность лучевой терапии, имеет методическая оптимизация вариантов лучевого лечения и возможность их клинико-дозиметрического обоснования при самостоятельном, комбинированном и комплексном воздействиях на опухоль. В данной главе в качестве примера описаны отдельные нозологические формы злокачественных опухолей и применяемые методики лучевого лечения в соответствии с задачами клиники. РАК КОЖИ (CANCER CUTIS, EPITHELIOMA) Рак кожи — злокачественная опухоль, развивающаяся из эпидермиса и эпителия желез кожи. По отношению к раку другой локализации рак кожи встречается в b—Я%. Преимущественно (95—97%) возникает на лице, поэтому доступен для наблюдения и ранней диагностики (рис. 120). Рак кожи чаще всего встречается у лиц пожилого возраста и на патологически измененных участках кожи — послеожоговых рубцах, профессиональных повреждениях и др. Способствуют возникновению рака кожи различные предшествующие предраковые процессы: длительно незаживающие язвы, трещины, свищи, старческие кератозы, дискератоз Боуэна, пигментная ксеродерма, кожный рог и другие заболевания. По клинической картине различают рак кожи: поверхностный, глубоко проникающий и фунгозпый. Гистологически определяют наиболее часто встречающуюся базалыюклеточную эпителиому и реже — спиноцеллюлярную эпителиому, причем последняя является более злокачественной, так как, быстро распадаясь, инфильтрирует глубоко лежащие ткани и метастазирует в регионарные лимфатические узлы. Встречаются и смешанные формы эпи- телиомы. Среди методов лечения рака кожи (электрохирургическое, хирургическое, лучевое, криотерапия и др.) чаще всего применяют лучевую терапию. Выбор метода лечения обусловливается локали- 230
зацией процесса, морфологическим строением и стадией заболевания. Поскольку рак кожи встречается преимущественно на лице, с целью предотвращения грубых и уродующих рубцов после хирургического лечения показана лучевая терапия. Излучевых методов применяются: близкодистанционная рентгенотерапия, внутритканевая у-терапия, электронная терапия, а также лучи Букки. При раке кожи лица I и II стадий наиболее эффективной и распространенной является близкодистанционная рентгенотерапия (рис. 121). Облучение проводится с помощью аппаратов РУМ-7; ТУР-60; ТФХ-60 и других при условиях: напряжение генерирования 40—60 кВ, сила тока 4—8 мА; РИП — 1,5—10 см, с соответствующей фильтрацией, полем облучения, включающим опухоль и окружающие здоровые ткани в радиусе до 1 см. Одноразовые дозы колеблются в пределах 4—8—10 Гр при общей очаговой дозе 50-70 Гр. Распространение ракового процесса в глубину с инфильтрацией подлежащих тканей — подкожной основы, хряща, кости, что соответствует III, IV стадиям заболевания, требует применения электро- Рис. 120. Рак кожи лица. ..лй.% sV..?. Рис. 121. Близкодистанционная рентгенотерапия рака кожи лица. нотерапии, полуглубокой рентгенотерапии или близкодистанцион- ной у-терапии. В этих случаях одноразовая доза не должна превышать 3—4 Гр при общей очаговой дозе 45—65 1'р. При появлении рецидивов рекомендуется электроэксцизия, электрокоагуляция или 231
хирургическое удаление опухоли. При локализации опухоли на коже волосистой части головы, на туловище и конечностях в i и II стадиях применяется хирургическое лечение; в III и IV — его комбинируют с лучевыми методами. При базалыюклеточном и 1—II стадиях спиноцеллюлярного рака кожи лица после лучевой терапии клиническое излечение в течение 5 лет наблюдается в 97—93% случаев. РАК НИЖНЕЙ ГУБЫ (CANCER LAB1I INFERII) Рак красной каймы нижней губы преимущественно наблюдается у курящих мужчин пожилого возраста. Заболевание развивается постепенно, появлению опухоли нередко предшествуют длительно незаживающие трещины, поверхностные ссадины, лейкоплакии и другие предраковые состояния. Рак верхней губы встречается крайне редко и протекает более доброкачественно — почти не матастазирует и, как правило, бывает базалыюклеточным. Рак нижней губы в преобладающем числе случаев по гистологическому строению плоскоклеточный с ороговением, реже — пеороговевающий. Метастази- рует в подчелюстные и подбородочные лимфатические узлы, в более поздних стадиях распространяется на лимфати- ипп/ттл vqnr.i тттг>™ /mir* 19^ В настоящее время широко используют при лечении I и II стадий заболе- 11^Ш£!ШШЯШ^^^^^^ШШ вания методы лучевой терапии, особенно к ^^^^Д^^^^^^^И близкодистаннионную рентгенотерапию, ■L 'ЧИИ^^^^^В внутритканевую 7"теРапию, электроно- В^^Ч^^^ЩЦЩ терапию. Применяется и хирургическое лечение. Однако лучевая терапия, со- Рис. 122. Рак нижней губы. гласно статистическим данным, обеспечивает более высокий процент излечения пепвичного очягя. я тякже лучший функциональный и косметический результат. Лечение метастазов в лимфатические узлы следует проводить хирургическим методом по окончании лучевой реакции в области первичного очага, т. е. через 2—3 нед после последнего сеанса. Удаленные лимфатические узлы подлежат обязательному гистологическому исследованию. При обнаружении в них клеток опухоли зоны иссеченных узлов и пути лимфооттока подвергают дистанционной лучевой терапии. Лучевое лечение метастазов нецелесообразно ввиду их высокой резистентности. Лучевой терапии первичного очага должна предшествовать санация полости рта. 232
При близкодистанционной рентгенотерапии условия облучения следующие: напряжение генерирования 60 кВ, сила тока 6—10 мА, РИП — 5—7 см, соответствующая фильтрация. Поле облучения должно включать первичный очаг и 1—2 см окружающих здоровых тканей. Одноразовая доза — 3—5 Гр при общей очаговой дозе 60—70 Гр. Внутритканевая лучевая терапия закрытыми у-препаратами (иглы, нейлоновые нити с изотопом 6"Со и другие, расположенные чаще в одной плоскости) выполняется в течение 6—8 дней непрерывным облучением дозой 0,3—0,4 Гр/ч до общей очаговой дозы 55—60 Гр. Во избежание облучения окружающих тканей, особенно альвеолярной дуги нижней челюсти, применяют фигурные экраны из просвин- цованной резины. После удаления регионарных метастазов рака назначают дистанционную рентгено- или у-терапию на подчелюстную и подбородочную области при тангенциальном направлении пучка лучей одноразовой дозой 2—2,5 Гр, суммарно 40— 50 Гр. При плотных увеличенных лимфатических узлах ре- ский метод облучения общей дозой до 50 Гр (рис. 123). В таких случаях дистанционное облучение не требуется. В III—IV стадиях заболевания рекомендуется электронная терапия общей очаговой дозой до 70 Гр или дистанционная рентгенотерапия (160—200 кВ) с последующей близкодистанционной рентгенотерапией или внутритканевой у-терапией. Суммарные очаговые дозы возрастают до 80—90 Гр. Одновременно облучают зоны Расположения метастазов ^оззмн в 5^—6^ Гп Стойкое излечение при лучевой терапии рака нижней губы, отсутствии метастазов в I стадии наблюдается в 90%, а во II — в 80—84% случаев. С появлением метастазов процент излечения заметно снижается и сроки наблюдения сокращаются. РАК МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ (CANCER MAMMARIAE) Рак молочной железы чаще всего встречается у женщин в возрасте от 30 до 50 лет и занимает третье место среди других локализаций злокачественных опухолей и второе место среди опухолей Рис. 123. Радиохирургический метод лечения метастазов рака нижней губы после терапии первичной опухоли. Схема рас- ндрической формы, помещенных в резиновую трубку, в тканях ложа удаленных регионарных лимфатических узлов. 16 9-412 233
у женщин. У мужчин он наблюдается в 1—2% случаев из числа опухолей молочной железы. Согласно современным представлениям, рак молочной железы считается злокачественным заболеванием, метастазирующим в 75% случаев чаще всего в нодкрыльцовые, окологрудинные, междуреберные лимфатические узлы, а также в лимфоузлы над- и подключичной областей, в костную систему (грудину, позвонки, кости таза), легкие, плевру, печень и другие органы. Клинические особенности течения рака молочной железы обусловливают применение комплексного лечения, включающего хирургическую, лучевую, гормоно- и химиотерапию. Удельный вес лучеЕой терапии в комплексе перечисленных воздействий определяется, в первую очередь, стадией заболевания, последовательность их использования зависит от клинического течения заболевания. Так, в I стадии заболевания в основном применяется хирургическое лечение и только в отдельных случаях прибегают к послеоперационному облучению. Во II и III стадиях рака молочной железы рекомендуется комбинированное лечение, включающее хирургический и лучевой методы. Последовательность применения вмешательств решается индивидуально с учетом локализации и распространенности процесса, характера роста, гистологического строения опухоли, особенностей клинического течения, а также гормонального фона организма. В настоящее время разработано несколько вариантов комби- нипованного лечения пака молочной железы ппи котппом лучевая терапия может быть использована в виде предоперационного, послеоперационного, радиохирургического, паллиативного облучения. В случаях применения гормонотерапии овариальную и адренало- вую функции выключают с помощью хирургического либо лучевого метода. Во II стадии заболевания рекомендуется начинать лечение с предоперационного облучения. Предоперационная лучевая терапия вызывает разрушение субклинических метастазов в регионарные лимфоузлы, наиболее радиочувствительных опухолевых клеток и девитализацию оставшихся клеток опухоли, устраняя этим возможность распространения последних во время операции. Ликвидируется сопутствующая воспалительная инфильтрация, что облегчает выполнение операции. В предоперационном периоде рекомендуют проводить облучение методами электронной или статической дистанционной у-терапии, а также тормозным излучением с энергией до 15 МэВ при фракционировании дозы и ежедневном ритме. Молочная железа облучается с двух больших полей (разделом молочной железы на поля служит вертикальная линия, проходящая через сосок) при тангенциальном направлении пучка лучей. Наружное поле включает латеральный отдел молочной железы от аксиллярной линии; внут- 234
реннее поле — от парастернальной линии пораженной стороны. Одноразовая доза 2,5—3 Гр, общая очаговая доза 25—30 Гр на поле. Подкрылыювые, под- и надключичные лимфатические узлы облучают с двух полей или одним фигурным полем общей дозой 35—45 Гр, а окологрудинную область — одним полем размером 4 —6 х 15 см до получения общей дозы 40—45 Гр (рис. 124). Хирургическое лечение в этом случае проводят через 2—3 нед после окончания облучения. В последние годы разработана методика облучения первичного очага крупными фракциями — одноразовыми дозами по 4,5— 5,5 Грдо общей дозы на коже 25—30 Гр. Последующее хирургическое лечение выполняют спустя 2—3 дня после последнего облучения. Предоперационное облучение в III стадии рака молочной железы проводят по методике самостоятельного курса лучевой терапии и выполняют с тех же полей облучения. Однако очаговые дозы возрастают. Так, на область первичной опухоли общую дозу доводят до 60—70 Гр. На зоны клинически определяемых метастагичкскил уз- ■>"■«. лов очаговые дозы увеличивают и, в соответствии с клиническим течением, облучают метастазы локальным полем до 60 Гр. Желательно добиться во время облучения полного рассасывания пальпируемых узлов. При достижении операбельности хирургическое лечение проводится через 4—5 нед. Послеоперационная лучевая терапия показана во II и III стадиях рака молочной железы при условии обнаружения в первичной опухоли или лимфатических узлах жизнеспособных опухолевых клеток. Облучению подлежит область послеоперационного рубца, подкрыльцовая и надключичная области. На область рубца рекомендуют тангенциальное маятниковое — с одного или двух полей или статическое дистанционное облучение при ежедневном ритме общей дозой до 40—45 Гр. С целью щажения подлежащих тканей (ребер, легких и др.) показано в область послеоперационного поля, подлежащего облучению, внутритканевое введение коллоидного раствора радиоактивного золота общей дозой при полном распаде около 300—400 Гр. В случаях неполного терапевтического эффекта лучевую терапию рекомендуют продолжать с увеличением очаговой дозы до Рис. 124. Расположение фигурных полей при лучевой терапии рака молочной же- 16» 235
70 Гр, а в зонах регионарного метастазирования — до 45—50 Гр. В поздних стадиях рака молочной железы при локализованных рецидивах или метастазах применяют паллиативное хирургическое или лучевое лечение, радиохирургическую у-терапию или внутритканевую ^-терапию. Помимо местных воздействий назначают различные схемы гормонотерапии и комбинации противоопухолевых препаратов. При генерализованных поражениях организма (множественные метастазы в кости, компрессионные процессы), сопровождающихся нарушением дыхания и кровообращения, с паллиативной целью назначают лучевую терапию большими полями с применением решетчатых диафрагм. Также можно рекомендовать непрерывное облучение радиоактивным фосфором по 40—45 МБк (1—2 мКи) на растворе 5% глюкозы, раз в 7 дней с общей дозой до 300—400 МБк (8—10 мКи). Эффективность комбинированных методов лечения рака молочной железы в I —II стадиях через 5 лет, по сведениям различных авторов, колеблется в пределах 50—79%, в III стадии — 40—50%. РАК ЛЕГКОГО (CANCER PULMONIS) В настоящее время наблюдается увеличение заболеваемости раком легкого. Мужчины болеют в 7—8 раз чаще женщин. У 70% больных заболевание наступает в возрасте старше 50 лет. Принято считать наиболее существенным фактором среди целого комплекса причин, вызывающих рак легкого, влияние канцерогена 3,4-бенз(а)пирена. В этой связи интересно отметить, что v куояших рак ле1 koj о наолюдается в ш раз чаще, чем у некурящих. Несмотря на успехи в лечении некоторых форм злокачественных опухолей, лечение рака легкого требует дальнейшей разработки и совершенствования существующих методов. Прогноз и возможность лечения рака легкого зависят от гистологического строения опухоли, распространенности процесса, степени метастазирования, сопутствующих осложнений, общего состояния больного и многих других факторов. По имеющимся в литературе сведениям, при локализованных опухолях плоскоклеточного типа, аденокарциноме и крупноклеточном раке легкого методом выбора считается хирургическое радикальное лечение, при мелкоклеточном — лучевая терапия с применением химиотерапии. По данным отечественной литературы, радикальное хирургическое лечение проводят 5—20% обращающимся больным. В последние годы с целью улучшения результатов лечения рака легкого ведутся поиски вариантов комплексного лечения, в том числе комбинированного и сочетанного лечения. Широко применяется лучевая терапия в виде предоперационного, послеоперационного методов, а также облучения по радикальной и паллиативной программам. Показанием к предоперационному облучению являются операбельные случаи центрально и периферически расположенных форм 236
рака. Методика предоперационной лучевой терапии на дистанционном у-терапевтическом аппарате или тормозным излучением с энергией до 35 МэВ предусматривает фракционное облучение первичного очага с включением зон регионарного метастазирования. Это, как правило, верхушечные, трахеобронхиалыше, легочные и сре- достенные лимфатические узлы. Облучение зоны первичного очага проводится с 2 -3 полей — парастерналыюго, паравертебрального и бокового пораженной стороны. Одноразовая доза 2—2,5 Гр, общая очаговая доза — от 20 до 40 Гр. По показаниям приведенная схема может дополняться облучением через надключичные области. Операцию выполняют через 7—14 дней после последнего облучения. Также применяют статическое фракционное облучение фигурными полями, ротационную у-терапию и подвижный метод облучения крупными фракциями (ежедневной очаговой дозой 50 Гр при общей — 20—25 Гр) с последующей операцией через 1—2 дня. Послеоперационное облучение, а также облучение в случаях нерадикалыю выполненной операции проводится как и предоперацион- Рис. 125. Маятниковое облучение эксцентрично расположенного рака легкого: / — очаг; 2—изодозы; .7 — угол перемещения пучка лучей. JUtfl\.V. ajjvj^vju'i-mii iciunvjl \J L-pUKd U / Н£Д, одноразовыми дозами до 20 Гр. Во избежание возникновения лучевых осложнений в здоровых тканях (пневмосклероз) облучение проводят через решетчатые диафрагмы с увеличением очаговой дозы до 50—55 Гр или применяют внутритканевую терапию раствором коллоидного u'8Au. После пробной торакотомии и в неоперабельных случаях лучевую терапию выполняют по радикальной программе при условии относительно хорошего общего состояния и возраста больных не старше 50 лет. Рекомендуется применять дистанционное статическое, ротационное облучение, тормозное излучение или протонную терапию (рис. 125). Начинают облучение двумя большими прямоугольными или фигурными полями, передним и задним, размером 8 X 12 см, которые включают первичный очаг, окружающие его ткани на 4—5 см от предполагаемой границы опухоли и основные пути лимфооттока. При удовлетворительной переносимости лечения больным по достижении очаговой дозы до 45 Гр уменьшают размеры полей облучения и доеодят очаговую дозу до 55—75 Гр соответственно локализации процесса. Индивидуальное планирование лучевого лечения обеспечивается разработкой конкретной клинико-дозиметрической программы облучения. С целью точного подведения очаговой дозы пользуются эскизом поперечного сечения тела с пространственным совмещением W
максимума дозного поля по 80 или 90% изодозе, при обязательном пересчете доз на неоднородность облучаемой среды, учитывая, что ткань легкого поглощает излучение примерно на 1/3 меньше. В зонах лимфатических узлов и субклипических метастазов доводят дозу до 40—45 Гр. С целью повышения толерантности тканей применяют решетчатые диафрагмы. В настоящее время большинство специалистов применяют расщепленный курс лучевой терапии. Перерыв в лечении на 2—3 нед назначают после подведения очаговой дозы в 30 Гр, обеспечивая лучшую переносимость курса облучения. Регрессия опухоли при лучевой терапии отмечается в 60—80% случаев. Процент больных, проживших Згода. составляет 20—25%. РАК ПИЩЕВОДА (CANCER OESOPHAGI) Рак пищевода среди злокачественных опухолей у мужчин занимает третье место после рака желудка и легких. Наиболее часто встречается в возрасте от 40 до 60 лет. У женщин наблюдается примерно в 2 раза реже. Лечение рака пищевода является очень сложным ввиду быстрого распространения опухоли на все слои стенки пищевода, раннего и частого метастазирования и неопреде- симптоматики. Наиболее часто поражаются средний и нижний отделы грудной части пищевода с характерным ранним метастазированием в средостение. Ограниченные возможное - Рис. 126. v-Терапия рака пищевода с 4 ™ хирургического лечения полей (1—4) (статическое облучение). (ранние стадии рака нижнего отдела пищевода^ определяют объем применения лучевой терапии. Лучевая терапия рака пищевода выполняется как комбинированный или самостоятельный радикальный метод лечения. В операбельных стадиях опухоли, локализующейся в средней и нижней трети пищевода, рекомендуется предоперационное облучение, направленное на повышение абластики и улучшение условий выполнения операции, что, в конечном счете, снижает число рецидивов и метастазов. В предоперационном курсе проводится наружндр дистанципннпр облучение на статических и подвижных у-терапевтических аппаратах тормозным излучением с энергией 2—25 МэВ и электронным пучком на линейных' ускорителях и бетатронах, Статическая у- 238
терапия средней и нижней трети пищевода выполняется с 3 или 4 полей (2 парастернальных, 2 паравертебральных) облучения (рис. 126). Размеры их зависят от протяженности опухоли с включением 2—2,5 см здоровых тканей, в среднем составляют 4—5 см в ширину и 15—16 см в длину. Облучение проводят фракционно в ежедневном ритме одноразовой дозой 2—2,5 Гр. Общая очаговая доза составляет 35—40 Гр. Хирургическое лечение выполняют спустя 2 нсд. При крупном фракционировании одноразовые дозы увеличивают до 4—5 Гр. Облучение проводят ежедневно. Операцию выполняют через 1—3 дня. В методике подвижного облучения используют угол вращения 240° или два угла по 120J осевыми полями таких же размеров. Послеоперационную лучевую терапию назначают в случаях, если не проводилось предоперационное облучение и но клиническим показаниям послеоперационного периода. При раке пищевода верхней трети и неоперабельных формах показана только лучевая терапия как самостоятельное радикаль- Рис. 127. Схема расположения линейных у-препа- ратов шаровидной формы в резиновом двухканаль- 1 — резиновый зонд. 2 — радиоактивные шаровидные препараты (60Со) — бусы; 3—баллон с воздухом, создающий расстояние источник — опухоль; 4 — опухоль пищевода. ное лечение в виде наружного или сочетанного курса облучения. Наружное облучение выполняют с помощью ранее перечисленных аппаратов и пучками тяжелых заряженных частиц — протонов, при фракционировании дозы с 2 или 4 полей в зависимости от локализации и распространенности опухоли. При планировании Kvnca лечения необходимо гтпого учитывать тпппгпяЖичргкие особенности пищевода и окружающих жизненно важных органов — спинного мозга, сердца, легких, печени и селезенки. Дозные поля следует располагать таким образом, чтобы 80—90% изодозы совмещались с зоной очага поражения при резком снижении дозы на окружающие ткани. С этой целью для различных локализаций опухоли разрабатывают соответствующие методики облучения с изменением числа полей, угла их наклона к горизонтальной плоскости, выбора источника излучения, применения свинцовых клиновидных фильтров, решетчатых диафрагм, подвижного облучения. Во всех случаях очаговая доза должна составлять 55— 70 Гр. При расчете очаговой дозы учитывают гетерогенность облу- 239
чаемого объема тканей. В последние годы облучение ослабленным больным стали проводить расщепленным курсом лучевой терапии. При достаточной проходимости пищевода у больных неоперабельными формами рака или при восстановлении проходимости в процессе лучевого лечения рекомендуется сочетанное облучение (дистанционное и внутриполостпая 7-терапия). В этих случаях их сочетают с внутриполостным введением шаровидных или линейных у-препаратов радиоактивного eoCo, I37Cs и других изотопов (рис. 127). Внутриполостное облучение чередуют с дистанционным — через 3—4 дня. Одноразовая доза составляет 3—3,5 Гр за 3—4 ч нахождения препаратов у опухоли. Суммарная очаговая доза от дистанционного и внутриполостного облучения не должна превышать 70—80 Гр, из них 40 Гр — от дистанционной у-терапии. Крутой градиент дозного поля за пределами опухоли при внутриполостном размещении источников излучения увеличивает эффективность лучевой терапии. Вместе с те.м отдаленные результаты остаются еще малоутешительными. При комбинированном лечении стойкое излечение наблюдается в 30—40% случаев. РАК ШЕЙКИ МАТКИ (CANCER CERV1CIS UTERI) Рак шейки матки является наиболее частым заболеванием среди злокачественных опухолей женских половых органов и наблюдается в возрасте от 30 до 65 лет. Как правило, появлению злокачественного новообразования предшествуют длительно существующие предраковые заболевания. В этой связи следует указать на необходимость профилактических осмотров женщин, позволяющих своевременно распознать и лечить предраковые процессы, предотвращая тем самым возникновение рака шейки матки. Развивается рак шейки матки из эпителия канала шейки матки приблизительно в 90% случаев как плоскоклеточный рак, реже — как аденокарцинома. Зонами регионарного метастазирования являются наружные и внутренние подвздошные, затем крестцовые и парааортальные, паховые лимфатические узлы, околоматочная клетчатка, а также возможна контактная имплантация опухоли во влагалище и другие, рядом расположенные образования таза (рис. 128). Течение рака шейки матки, особенно у молодых женщин, сравнительно быстрое. Уже в I и II стадиях заболевания определяется метастазирование в регионарные лимфатические узлы в 25—40% случаев. Распространенность опухолевого процесса обусловливает выбор оптимального варианта лечебной тактики для каждой больной. При раке шейки матки применяют хирургическое лечение, комбинированную и сочетанную лучевую терапию, ?40
В отдельных случаях рака in situ, по показаниям, радикальным лечением может быть только хирургическое вмешательство или только внутриполостная у-терапия. Комбинированное лечение (пред- или послеоперационное облучение) рекомендуется в I стадии заболевания и во II стадии — при наличии патологических состояний, не позволяющих выполнить внутриполостное облучение. Отсюда в преобладающем числе случаев в I, II и ИГ стадиях рака шейки матки показана сочетаииая лучевая терапия. С целью оптимизации комбинированного лечения по показаниям проводят предоперационное облучение. Применяют дистанционную у-терапию и облучение тормозным излучением высоких энергий с использованием статических и подвижных методов. Статическую лучевую терапию области таза с 2 или 4 противоположных полей (передние и задние) выполняют ежедневно одноразовыми очаговыми дозами 2 Гр. В один день облучают противолежащие поля или обе половины таза. Общая очаговая доза составляет около 30 Гр. Операцию проводят чрпрч 9—Я неп. Ппи ввелении одноразовой дозы крупными фракциями (5 Гр) облучение может быть проведено в сжатые сроки — в течение 5—6 дней. Общая очаговая доза достигает 30 Гр. Хирургическое вмешательство осуществляют через 2 дня после окончания облучения. Предоперационное облучение проводят подвижными методами лучевой терапии ■— биаксиальной ротацией с длиной дуги движения источника 90—180° с левой и правой половин таза. Одноразовые и суммарные дозы такие же, как и при статическом облучении. Послеоперационное облучение рекомендуется приблизительно через 3—4 нед после операции. В этом случае чаще применяют статическое облучение с увеличением общей дозы на уровне средины таза до 40 Гр, а при нерадикальных операциях — до 60 Гр. В сочетанием курсе лучевой терапии начинают с дистанционного облучения, а затем чередуют последнее с введением у-препа- ратов в полость шейки матки. Дистанционное облучение проводится прямыми или фигурными полями через паховые, лобковые и крестцовые области с направлением излучения на зоны регионарного метастазирования. Рис. 128. Лимфография таза нр« рак", шейки матки в прямой лередие-задией проекции: /— пахопые, 2—подвздошные; .'/—парааор- тальные метастатические лимфатические узлы. 241
При планировании курса сочетанной лучевой терапии в каждом конкретном случае заболевания выбирают оптимальный клинико- дозиметрический вариант по топографо-анатомическому эскизу тела. В перечень решаемых задач входит: выбор методики облучения, размеров и формы полей облучения, расстояния между ними, угла наклона пучка лучей; очаговых поглощенных доз на уровне плоскости расположения точек А и Б от дистанционного и внутри- полостного облучения. Точка А располагается на 2 см выше бокового свода влагалища и на 2 см латеральнее срединной оси канала шейки матки; точка Б — в той же плоскости, но до 5 см латеральнее срединной оси матки. Дистанционное подведение дозы обеспечивается статическим или маятниковым облучением с углами качания 200—240°. Общее поглощение дозы в области точек Б при ежедневном ритме облучения разовыми поглощенными дозами 2 Гр должны составлять в I стадии — 30—35 Гр, во II и III стадиях — до 40 Гр. При этом в точках А поглощенная доза не должна превышать 18—28 Гр. Внутриполостное облучение направлено на облучение первичной опухоли шейки матки и окружающих тканей в радиусе 2 см. В этом случае очаговая доза в точках А не должна превышать 60—75 Гр, а в точках Б — в среднем 13—17 Гр. Выполняется внутриполостное облучение введением радиоактивных линейных у-препаратов в канал шейки матки на 24—48 ч с интервалами в 5—7 дней, в течение которых больные получают дистанционное облучение. При применении принципа последовательного введения источников экспозиция сокращается до 30— 40 мин, а поомежутки в облучении — т~> 9—Я тшрй ^я ппрмо «р. хождения источников в полости одноразовые дозы должны быть не меньше 5—6 Гр. Количество введений (не более 10) рассчитывают по необходимой очаговой поглощенной дозе, предусмотренной при планировании программы курса лучевого лечения. Внутриполостное облучение может быть выполнено также при помощи близкодистанционной рентгенотерапии или электронной терапии с помощью влагалищного тубуса. При ежедневном облучении дробными дозами в 5—10 Гр достигается общая очаговая доза в 50 Гр. При комбинированном лечении рака шейки мятки стойкое излечение наступает в I стадии ■— в 80—85, во II — в 50—70%. РАК ПРЯМОЙ КИШКИ (CANCER RECTI) Злокачественные опухоли прямой кишки занимают четвертое место среди всех злокачественных опухолей и второе — среди опухолей пищевого канала. Наиболее поражаемый возраст — 40— 60 лет. К числу предраковых заболеваний прямой кишки относятся хронический язвенный проктит, колит, парапроктит, трещины заднего прохода. Большое значение имеют полипоз и ролиры, из 242
которых чаще всего развиваются злокачественные опухоли. Гистологическое строение опухолей прямой кишки разнообразно, примерно в 90% случаев наблюдаются аденокарциномы. Метастазы рака прямой кишки в регионарные лимфатические узлы появляются рано и в относительно большом проценте случаев. Отдаленные метастазы определяются в забрюшинной клетчатке, печени, легких, могут прорастать в органы таза. Считавшийся до последнего времени основным хирургический метод лечения рака прямой кишки, даже радикальный, не снижает высокого процента рецидивов (25—40). Этим обусловлена целесообразность применения комбинированного лечения в операбельных стадиях. Сложность облучения данной области требует различных вариантов и оптимизации методов лучевой терапии. При операбельных опухолях в соответствии с клиническими особенностями случая может быть применено пред- и послеоперационное облучение. В случаях иссечения опухоли в пределах здоровых тканей, при отсутствии видимых регионарных метастазов, достаточно применение одного из вариантов внутриполостного облучения (близкодистанционной рентгенотерапии, внутриполостной "у-те- рапии объемными или линейными источниками излучения в0Со), общей дозой до 50—55 Гр. С цепью профилактики рецидивов при расширенных операциях рекомендуется статическая или подвижная утеРапия> а также тормозное излучение высоких энергий при фракционировании дозы и ежедневном ритме облучения. Статическое облучение первичного опухолевого очага и регионарных параректальных лимфати- и 2 подвздошно-паховых), расположенных под углом 40—60° к горизонтальной плоскости. Одноразовые дозы составляют при обычном фракционировании 2—2,5 Гр, при крупном фракционировании — 4—5 Гр. Некоторыми преимуществами в индивидуализации дозных полей обладает подвижное облучение, выполняемое в положении больного лежа на животе при перемещении источника по дуге 240° (два угла по 120"). Общая доза в области первичного очага доводится до 40—45 Гр, а при крупном фракционировании не должна превышать 30 Гр. Хирургическое вмешательство производится через 1 3 иед, а при крупном фракционировании — через 2—3 дня после окончания облучения. В случаях нерадикальной операции через 3—4 нед рекомендуется послеоперационное облучение в зоне послеоперационного рубца и регионарных лимфатических узлов общей дозой до 50—60 Гр. Больным в неоперабельных случаях лучевую терапию применяют как самостоятельный метод лечения с целью достижения операбельности или паллиативного эффекта. Учитывая радиорезистентность железистых форм рака, необходимо увеличивать очаговую дозу до 90—120 Гр, что в связи с функциональной особенностью прямой кишки приводит к развитию серьезных лучевых реакций — ректитов. Ввиду близкого расположения таких 243
органов, как мочевой пузырь, влагалище, необходимо тщательное распределение доз в области первичного очага и здоровых тканей. В этой связи главным и необходимым условием является изготовление чопографо-анатомического эскиза и планирование курса лучевой терапии с клинико-дозиметрическим обоснованием выбора метода и программы облучения с включением дополнительных лечебных и профилактических мероприятий, направленных на повышение защитных сил организма и снижение лучевых реакций. С целью снижения лучевой нагрузки на здоровые ткани рекомендуют сочетанную лучевую терапию: дистанционное подвижное или статическое облучение, применение решетчатых диафрагм, свинцовых клиновидных фильтров, внутриполостное введение источников излучения. В соответствии с анатомической локализацией опухоли, ее гистологическим строением, характером роста, клинической распространенностью процесса и общим состоянием больного выбирают метод лучевого лечения. Первичный очаг и околопрямокишечная клетчатка должны входить в зону максимума дозы — ограничиваться 90 или 80% изодозой. Сочетанная лучевая терапия как более щадящий вариант должна начинаться с дистанционного статического облучения. По достижении очаговой дозы в среднем 25—40 Гр в зависимости от клинических показаний следует подключить внутриполостную терапию или подвижное облучение. Внутриполостное облучение выполняют общепринятыми методами введения у-препаратов или последовательным введением (ручным или шланговым аппаратом) одноразовыми ПтЯММ ПО .4 R Гп чп тгчичгтлгл ■"""'»""" " ог> сл г— с интервалами в 2—3 дня. Дистанционное статическое или маятниковое облучение проводят по такой же методике с 4—5 полей облучения, как и в предоперационном курсе. Общая очаговая доза от внутриполостного и дистанционного облучения не должна превышать 75—90—120 Гр. Следует помнить, что в связи с применением больших доз возникают нередко тяжелые формы осложнений (язвенный ректит, лучевой цистит и др.), ухудшающие отдаленные результаты. ЛИМФОГРАНУЛЕМАТОЗ (LYMPHOGRANULOMATOSIS) Согласно номенклатуре ВОЗ, лимфогранулематоз (болезнь Ходжкина) отнесен к группе опухолей кроветворной ткани. В настоящее время исследователи придерживаются мнения о метастатическом распространении опухолевых клеток по лимфатическим путям с вовлечением в процесс лимфатических узлов и внутренних органов. Развитие отдельных симптомов лимфогранулематоза зависит от стадии заболевания. Наиболее часто оно начинается с шейных лимфатических узлов. Одиночные или состоящие из нескольких узлов опухоли, не спаянные с окружающей тканью, смещаю/ 244
щиеся, чаще безболезненные, плотной консистенции не беспокоят больных до значительного увеличения их размеров или до образования новых очагов поражения. В большинстве случаев в течение 1—3 лет наблюдается генерализация процесса. При этом вовлекаются как группы лимфатических узлов, так и различные органы и ткани — легкие, печень, кости, костный мозг и др. Основанием для применения лучевой терапии лимфогранулематоза является высокая радиочувствительность лимфогранулемы. Облучению подлежат пораженные лимфатические узлы и зоны субклинического метастазирования. Противопоказаниями к лучевой терапии следует считать заболевания сердечно-сосудистой системы в стадии суб- и декомпенсации, резкое истощение больного, заболевания легких с нарушением кровообращения в малом круге. В I и II клинических стадиях лимфогранулематоза при поражении лимфатических узлов, расположенных в области шеи и груди, лучевая терапия является основным методом лечения и наиболее часто выполняется по распространенной в настоящее время методике последовательного облучения (рис. 129). Облучение по радикальной программе проводится с широких регионарных полей, включающих зоны поражения и субклинического метастазирования. С этой целью применяют дистанционные статические у-аппараты и тормозное излучение высоких энергий при РИП 75 см. Последовательность облучения отдельных зон устанавливается в соответствии с локализацией первичного очага и зон возможного распространения заболевания. Проводится облучение прямыми и фигурными встречными полями (переднее и заднее) в соответствии с анатомическими зонами локализации процесса. Чаще лечение начинают с области шеи. Суммарная очаговая доза на пораженные лимфатические узлы составляет 40—45 Гр, на зоны субклинического метастазирования — 30—35 Гр. В области рубца после биопсии доза увеличивается до 50—60 Гр. Одноразовая доза колеблется от 1 до 2,5 Гр. Предусматривается подведение очаговых доз с передних полей в 2—3 раза большими дозами по сравнению с облучением с задних. Обязательна защита свинцовыми блоками Рис. 129. Схема расположения полей облучения лимфоузлов по радикальной программе (методика последовательного облучени я): 1 — лимфатические узлы шеи и надключичной области; 2 — подключичные и подкрыльцовьК'; 3—средостенные, тра- хео-бронхпальные и бропхо-легочны°; 4 — диафрагма; 5 — марааортальные; 6 — подвздошные; 7 — паховые; 8 — селезенка. 245
расположенных рядом жизненно важных органов и тканей; в верхней половине тела —- гортани, спинного мозга, легких; в нижней — почек, кишок и др. При крупном фракционировании (одноразовая доза 3 Гр) облучение проводится только 3 раза в неделю. Больным лимфогранулематозом I и II стадий в случаях выраженной интоксикации организма рекомендуется лучевая терапия с паллиативной целью и применение циклофосфана или винбластина. В III стадии заболевания при генерализованном лимфогранулематозе по окончании облучения лимфатических узлов в наддиа- фрагмалыюй области рекомендуется перерыв на 1—2 нед. Затем приступают к облучению парааортальных, подвздошных, паховых лимфатических узлов и селезенки. Ввиду облучения обширных зон в области кишок применяют облучение через решетчатые диафрагмы. Обязательна защита области почек. В период облучения паховых и подвздошных лимфатических узлов предусматривается перерыв в лечении сроком до 4—6 нед. В ряде случаев лечение выполняется по радикальной программе в комплексе с химиотерапией и применением лекарственных средств (кортикостероидные гормоны, гемостимуляторы, витамины, полноценное питание и др.). При одиночных поражениях (лимфогранулематоз костей или внутренних органов) облучению подлежит очаг и ближайшие регионарные лимфоузлы. Одноразовые дозы 1,5—2 Гр, общая очаговая доза составляет 40—50 Гр, в зонах клинического метастазирова- ния — до 30—35 Гр. Лечебный эффект оценивают спустя 1,5— 2 мес после окончания курса лучевой терапии. При рецидивах применяют повторные курсы комплексного лечения. Глава 11 ЛУЧЕВАЯ ТЕРАПИЯ ПРИ НЕОПУХОЛЕВЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ ПРИ НЕОПУХОЛЕВЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ Опыт применения рентгеновских лучей для лечения различных неопухолевых заболеваний и, в первую очередь, воспалительных и дегенеративно-деструктивных процессов свидетельствует о высокой эффективности данного метода. Наблюдаемый в последние годы у клиницистов возросший интерес к лучевой терапии при неопухолевых заболеваниях объясняется тем, что широко применяемая антибактериальная терапия далеко не всегда эффективна, в ряде случаев оказывает токсическое влияние, сопровождается разнообразными осложнениями. Гормональные и химиотерапевти- ческие средства не представляются полностью безвредными и нередко вызывают серьезные нарушения функций организма. 246
Достижения современной науки и Техники, знание основ радиобиологии и, в частности, эффектов малых доз, применяемых при данной патологии, а также широкие клиникв-дезиметрические возможности позволяют совершенствовать и развивать лучевую терапию при неопухолевых заболеваниях. Этой цели служат усовершенствованные аппараты для дистанционного облучения, большой набор радиоактивных нуклидов, которые отвечают требованиям, предъявляемым к лучевой терапии — высокой клинической эффективности при отсутствии значительных лучевых изменений в окружающих очаг нормальных тканях и органах. Лучевая нагрузка от доз, применяемых при местном облучении малых объемов патологических очагов, расположенных на периферии, вне зон размещения жизненно важных органов и тканей, не создает риска лучевых повреждений, в том числе наиболее радиочувствительных биологических структур организма. Показания и противопоказания к лучевой терапии при неопухолевых заболеваниях Лучевая терапия неопухолевых заболеваний применяется как самостоятельный метод лечения или в комплексе с другими методами. Наиболее широко лучевой метод рекомендуют при лечении острых и хронических воспалительных и гнойных заболеваний мягких тканей в случаях их поверхностного расположения и ограниченного характера, например, гидраденит, панариций, фурун- ные инфильтраты, тромбофлебит, свищ. Высокая лечебная эффективность отмечена при дегенеративно- дистрофических и воспалительных поражениях костей и суставов: артрите, бурсите, тендовагините, артрозо-артрите, периостите, обызвествленном бурсите, остеомиелите травматической этиологии, свищах огнестрельного происхождения и др. Для лечения воспалительных и гиперпластических процессов в нервной системе лучевая терапия рекомендуется при невритах, невралгиях, пояс- нично-крестцовом радикулите, сирингомиелии и т. д. Ионизирующие излучения используют в отоларишшшгии, а также в офтальмологии при лечении блефаритов, склеритов, кератитов, увеитов, обычного экзофтальма и других заболеваний. Несмотря на ограниченное применение лучевых методов терапии при кожных заболеваниях в случае безуспешного лечения рекомендуют комплекс мероприятий, в состав которого включена лучевая терапия при одновременном повышении защитных сил организма (различные ограниченные дерматозы: хроническая экзема, нейродермит, псориаз и др.). Благоприятный исход отмечается при лучевом лечении таких специфических гранулем, как актиномикоз и склерома. Необходимым условием эффективности является применение облучения на 247
ранних стадиях развития заболевания в комплексе с обычно используемыми лечебными средствами. Определенное место лучевая терапия занимает при заболеваниях эндокринной" системы (тиреотоксикоз, акромегалия, панкреатит и пр.), а также при бронхиальной астме, панкреатических свищах, ревматизме и других заболеваниях. Противопоказания к проведению лучевой терапии. Применение лучевых методов- лечения у детей и подростков должно быть полностью исключено или р^зко ограничено, назначают по особым показаниям. Исключается применение облучения женщинам в ранние сроки беременности в связи с опасностью генетических повреждений. Вместе с тем облучение конечностей, лица, подкрыльцовых впадин, области грудной клетки и епины'не создает риска лучевой нагрузки на полбТзые железы. Лучевая "терапия противопоказана при тяжелом общем состоянии больного с выраженным снижением защитных сил организма, тяжелых сопутствующих заболеваниях сердечно-сосудистой системы, почек; печени и др., изменениях кожи в результате заболеваний или повреждений, вызванных предшествовавшими лечебными процедурами (физиотерапевтическими воздействиями, раздражающими мазями, ионизирующим излучением). Механизм действия излучений в лучевой терапий при неопухолевых заболеваниях В соответствии с современными представлениями, лучевое ле- ирт-тнр ппн рпргтя гттрпктт^у гтппттррряу аргтартга мртпттпм. пятпгрнр- тической; терапии. При лучевом лечении неопухолевых заболеваний местное облучение ограничено зоной расположения патологического очага с одновременным укреплением защитных сил организма. ' , Местное действие ионизирующей радиации рассматривают как сочетание непосредственного воздействия на патологический очаг и опосредованного влияния с вовлечением невро-гуморальных механизмов регуляции организма. Изменения, возникающие в биологических системах под влиянием ионизирующих излучений, нпечт хяпяктрп ппппржпрний. ртрпрнъ вьшяжрннпрти котопмх зяви- сит от количественного значения поглощенной энергии. Меньшее количество поглощенной энергии излучения в очаге вызывает менее выраженные тканевые первичные повреждения с одновременным возрастанием интенсивности компенсаторно-приспособительных реакций, опосредованных физиологическими механизмами. В этой связи при лучевой терапии воспалительных процессов следует исходить из того, что развитие веспаления как местного процесса является приспособительной реакцией целостного организма. Изменения, наблюдаемые^ патологическом субстрате при подведении ионизирующего излучения, выражаются в ускорении фазы воспалительной инфильтрации, усилении пролиферативных 248
и репаративных процессов при одновременном анальгезирующем действии. 1 Механизм действия ионизирующего излучения при воспалении многообразен. Уже в первые часы после облучения появляются реакции со стороны кровеносных сосудов в виде расширения капилляров, нарушения проницаемости сосудистой стенки с нарастанием экссудации, миграции в. ткани форменных элементов крови с последующим их распадом и образованием биологически активных веществ. Расширяются также лимфатические капилляры, что способствует усилению оттока из воспалительного очага, вследствие чего снижается внутритканевое давление л уменьшается боль. Повышается фагоцитарная активность лейкоцитов. Изменяется реакция тканевой среды в сторону ощелачивания, это приводит к равновесию ионного баланса—ацидоз сменяется алкалозом, способствующим устранению боли. Характерно, что в артериях после кратковременного расширения просвет суживается, что способствует уменьшению гиперемии и отека. Местная микроциркуляция зависит от миогенной регуляции, осуществляющейся биохимическим и гистохимическим путями, помимо центральной регуляции кровоснабжения. Следовательно, в воспалительном очаге возникают сложные иммунобиологические и биохимические изменения. Усиливается функция всей системы активной соединительной ткани. Защитные реакции организма повышаются, что особенно сказывается в усилении неспецифического иммунитета. Угнетающее действие на фибробласты вызывает количественные и качественные изменения фиброзной ткани, что ппелотлпяшярт обпячоиямир mvfinm nvfina Таким образом, под влиянием малых доз облучения одновременно включаются многие механизмы, ответственные за поддержание постоянства внутренней среды и направленные на нормализацию нарушенных функций. Принципы лучевой терапии при неопухолевых заболеваниях Лучевая терапия при неопухолевых заболеваниях должна проводиться в тех случаях, когда она наиболее эффективна и является методом выбора, когда невозможно применить другие методы лечения или они оказываются, неэффективными. Для проведения лучевого лечения необходимы достоверно установленный диагноз и обоснованные индивидуальные показания. В каждом случае лечения больного должен выполняться основной принцип лучевой терапии: подведение оптимальной дозы к патологическому очагу при минимальном повреждении окружающих тканей и жизненно важных органов. Основной методикой лучевой терапии при неопухолевых заболеваниях является мест- ное облучение — непосредственное воздействие на патологический 17 9-112 249
очаг. В настоящее время применяется научно обоснованный кли- нико-дозиметрический подход к использованию максимально щадящих способов облучения с целесообразным снижением применяемых разовых, курсовых и интегральных доз. При выборе оптимальной очаговой дозы необходимо учитывать характер иатоморфо- логического субстрата, стадию его развития, распространенность, локализацию и общее состояние организма. В соответствии с особенностями течения патологического процесса, а также характером тканей, окружающих очаг и расположенных по ходу пучка лучей, выбирают вид ионизирующего излучения, методику облучения, очаговую дозу и ритм ее подведения. Следовательно, в каждом отдельном случае выбор параметров облучения и дозовых значений планируется индивидуально. При каждой нозологической форме по показаниям применяют комплекс лечебных мероприятий: лучевую терапию сочетают с хирургическим вмешательством или медикаментозным лечением. Эффективность лучевой терапии зависит как от местных (стадия развития заболевания, распространенность, процесса и др.), так и от общих факторов. Поэтому при проведении лучевой терапии необходимо щажение окружающих нормальных тканей и укрепление защитных сил организма. К преимуществам лучевой терапии следует отнести сокращение сроков лечения, лучший косметический результат по сравнению с хирургическим лечением. ПРИМЕНЕНИЕ РЕНТГЕНОТЕРАПИИ ttdtj npnTTvYmum.lY я Д RfllTFR А НИЯ\ При патологических процессах различной локализации применяют ионизирующие излучения с разной проникающей способностью. Облучают неглубоко расположенные и ограниченные/в объе"ме патологические очаги. В соответствии с этим виды ионизирующих излучений подбирают дифференцированно', в основном с Незначительной проникающей способностью. При выборе радиации следует учитывать не только равномерность облучаемого очагд, но и степень облучения окружающих тканей. Местное облучение очага проводят с максимальным щажением нормальных тканей. В лучевой терапии при неопухолевых заболеваниях наиболее часто применяют ортовольтную рентгенотералйю. р-терапию, реже, ультрамягкую рентгенотерапию или терапию лучами Букки и а- терапшо. В отдельных случаях можно использовать дистанционную ^-терапию и избирательное накопление изотопов в тканях. Ортовольтная рентгенотерапия проводится на 'рёнтгенот'ера- певтических аппаратах РУМ-11, РУМ-13, РУМ-17.Конструкция аппаратов позволяет получать рентгеновские лучи различной проникающей способности в диапазоне напряжения генерирования от 100 до 250 кВ. В отдельных случаях применяют близкодистан- ционные рентгенотерапевтические аппараты РУМ-7, ТФХ-60, ТУР- 250
60 и др. с напряжением генерирования от 40 до 60 кВ — низковольтная рентгенотерапия. В ортовольтной рентгенотерапии соот- . ветственно напряжению генерирования выделяют следующие виды рентгенотерапии: поверхностную — до 100 кВ, полуглубокую — до 150 и глубокую — до 230 кВ. При поверхностной рентгенотерапии проникающая способность, лучей ограничивается кожей и подкожной основой. В этом случае физико-технические условия следующие: напряжение генерирования— 80—100 кВ, сила тока 4—5 мА; однородность пучка лучей достигается применением алюминиевых фильтров толщиной 0,5—1 мм. Расположение очагов в толще мягких тканей на глубине 2—4 см требует применения полуглубокой рентгенотерапии. Физико-технические условия работы аппарата изменяются: напряжение генерирования увеличивается до 130—150 кВ, сила тока — 5—10 мА, алюминиевые фильтры толщиной 3—5 мм. Более глубокая локализация патологического очага в мягких тканях требует применения жестких лучей при напряжении, генерирования от 165 кВ и выше. Однородность пучка лучей в этих условиях достигается применением медных фильтров толщиной от 0,5 до 1—2 мм в сочетании с алюминиевым толщиной 1 мм (для поглощения характеристического излучения меди). При глубокой.рентгенотерапии сила тока увеличивается до 15—-20 мА, так как с увеличением толщины фильтров снижается интенсивность излучения. " Следовательно, возможность получения в рентгеновской трубке лучей с различной проникающей способностью позволяет создавать определенную дозу на глубине от нескольких ми.п.пимртпгт in 10 см от поверхности тела. Проникающая способность рентгеновских лучей зависит от напряжения генерирования, толщины фильтров и определяется слоем половинного ослабления. Рассмотрим .примеры выбора напряжения генерирования в зависимости от локализации патологического очага. Если воспали- . тельный очаг локализуется неглубоко и окружен мышечной и жировой тканью, например, гидраденит, карбункул, поглощение излучения однородное. В этом случае можно применить полуглубокую рентгенотерапию, т. е. напряжение генерирования 120— 140 кВ в соответствии с толщиной воспалительного инфильтрата. При расположении очагов в брюшной полости (послеоперационные ., воспалительные инфильтраты, анастомозит, панкреатический или ) мочевой свищ) применяют жесткое рентгеновское излучение, а в не- •i которых случаях*— при локализации процесса в спинном или /головном мозге (сирингомиелия, у арахноидит) — дистанционную Ь-у-терапию. При расположении воспалительного очага в кости (остеомие- j лит) или вблизи ее (панариций, бурсит, тромбофлебит, радикулит 4 и др.) следует выбрать также жесткие лучи — напряжение генерирования не менее 180—230 кВ — для более равномерного поглощения излучения в гетерогенных тканях облучаемого объема. 17* 251
Использование жесткого пучка лучей связано с тем, что излучения низкой и средней энергии поглощаются в плотных тканях организма в значительно большей степени по сравнению с мягкими тканями. Следует также иметь в виду и образование костью вторичного рассеянного излучения. В сумме эти факторы увеличивают поглощенную дозу в облучаемом объеме и создают неравномерность облучения. Степень поглощения излучения различными тканями при рентгенотерапии см. «Приложение» (табл. 4). Повышение энергии излучения до 200 кВ сближает коэффициенты поглощения тканями и снижает интегральную дозу в облучаемом объеме. Выбор размера поля облучения Размер поля облучения при лечении неопухолевых заболеваний должен быть по периметру на 1 см больше величины патологического очага. Включение в облучение окружающих тканей увеличивает размер поля и, соответственно, поглощенную интегральную дозу. Для облучения оптимального объема подбирают индивидуально вид излучения и методику облучения с учетом степени ослабления пучка лучей после прохождения очага поражения, т. е. ограничивают дозное поле. Следует точно определять объем патологического очага, его локализацию и соответственно минимально необходимый размер поля облучения. С уменьшением поля облучения особое внимание необходимо уделять центрацип пучка лучей, так как незначительное отклонение изменяет равномерность облучения очага, что создает опасность облучения здоровых Следует защищать от рассеянного излучения выбранное поле облучения по периферии, а также участки тела больного, отстоящие от рабочего пучка лучей. С этой целью покрывают тело листами просвишюванной резины. Выбор расстояния источник — поверхность тела РИП при дистанционных методах лучевой терапии выбирают в соответствии с распространенностью патологического очага и глубиной его расположения. Изменение его обусловлено необходимостью равномерного облучения всего патологического очага. Поэтому при обширных поражениях облучают с расстояния 40— 60 см и больше — дальнедистаиционный метод. Данный метод показан и в случаях глубоко расположенных очагов, так как с удалением источника от облучаемой поверхности за счет параллельности пучка лучей в центральной части неравномерность облучения сглаживается и относительная доза на глубине нарастает (в определенном интервале расстояний). При уменьшении зоны распространения патологического очага и приближении его к поверхности тела рекомендуется РИП 30 см. 252
При маленьких ограниченных очагах, локализующихся на глубине 2—3 см от поверхности кожи или слизистой оболочки, рекомендуется метод близкодистанционной рентгенотерапии — РИП от 1,5 до 15 см. Определение величины очаговой дозы Эффект лучевого лечения зависит от количества поглощенной энергии излучения в патологическом очаге. Выбор величины очаговой дозы при различных воспалительных и нагноительных процессах определяется следующим положением: чем острее выражена воспалительная реакция и чем раньше начато облучение (первые 24—48 ч), тем меньшей должна быть одноразовая доза. В зависимости от остроты процесса величина одноразовой поглощенной очаговой дозы может колебаться от 0,05 до 0,2—0,5 Гр. Величина суммарной поглощенной дозы не должна превышать в среднем 1 —1,5 Гр. При хроническом течении воспаления одноразовые поглощенные дозы возрастают до 0,4—0,5 Гр при суммарных 2,5—3 Гр, а при дегенеративно-дистрофических процессах, сопровождающихся воспалением, применяются одноразовые дозы порядка 0,5—0,7 Гр при суммарных очаговых — до 4—6 Гр на курс лечения. Следовательно,величина поглощенной очаговой дозы обусловлена в первую очередь патоморфологическои структурой очага и степенью его радиопоражаемости, а также возрастом больного, сопутствующими заболеваниями, локализацией очага поражения, а также характером и сроками предшествующего лечения. Одно- ВПеМРННО (\ПР TTVPT \7ЧИТктяТГъ R!IHaiIUP пст^лполчт ипнчоппочт.™ медикаментозных препаратов, общеукрепляющего лечения. Определение ритмов облучения Распределение доз во времени при лечении неопухолевых заболеваний проводится строго индивидуально и обусловлено особенностями клинического течения и характером патологического процесса. Определенное значение в выборе оптимальных ритмов облучения имеют общее состояние организма, ранее проведенное лечение и другие факторы. При лечении воспаления интервал времени между процедурами и количество процедур выбирают в зависимости от фазы развития воспаления. При остром воспалении в фазе инфильтрации иногда бывает достаточно 1—2 сеансов облучения с интервалом в 1—2 дня при отсутствии обострения после первого облучения. При появлении обострения интервалы растягиваются до 3 дней, а число процедур увеличивается до 3—5. В стадии регенерации, как и при хроническом течении воспаления, рекомендуется облучение с интервалом в один день. С обострением хронического воспалительного процесса интервалы увеличиваются до 2—4 дней. При образовании ограниченного 253
абсцесса необходимо хирургическое дренирование с последующим облучением. В случаях отсутствия или затруднения оттока гнойного содержимого лучевое лечение применяют только после хирургического вмешательства. Примером могут служить заболевания, локализованные в закрытых полостях с плотными стенками —■ гайморит, фронтит и др. Отсутствие видимого терапевтического эффекта после 2—3 процедур указывает на необходимость прекращения облучения. Повторные курсы облучения при повторяющемся обострении заболевания допустимы спустя 5—6 мес после окончания курса лучевого лечения. Применение тепловых, физиотерапевтических процедур и раздражающих мазей в период лучевого лечения недопустимо. Рентгенотерапию можно назначить через 2—3 нед с момента их отмены или окончания лечения. Планирование лучевого лечения Основными направлениями при составлении плана лечения следует считать: клинико-дозиметрический подход, обеспечивающий индивидуализацию выбора физико-технических условий и оптимальных очаговых доз; максимальное щажение окружающих нормальных тканей и жизненно важных органов с одновременным повышением реактивности организма. План лучевого лечения включает определение: 1) общего клинического состояния больного; 2) локализации и параметров очага; /V) ирлинины оптимальной поглптпрннпй почы п гоотгсртгтгши с клиническим статусом; 4) ритма облучения; 5) физико-технических условий облучения, обеспечивающих оптимальное дозное поле у каждого больного. В случае поверхностной локализации патологического очага с выходом наружу размер, форму и расстояние от центра его устанавливают пальнаторпо, инструментально или другими методами. При глубоко расположенных очагах с помощью клинических, рентгенологических и других методов исследования определяют глубину залегания очага, точные размеры, форму и рядом находящиеся жизненно важные органы. Определяют расстояние от центра патологического очага до поверхности тела. В сложных случаях с этой целью необходимо изготавливать топографо-ана- томический эскиз на уровне расположения очага в одной или нескольких взаимно перпендикулярных плоскостях (поперечный, сагиттальный). В соответствии с локализацией (глубиной, распространенностью) очага и характером прилежащих тканей выбирают вид и метод лучевой терапии, размер поля облучения, РИП, методику облучения. Сочетание выбранных условий должно обеспечить поглощение оптимальной дозы в очаге при максимальном снижении интегральной дозы. 254
Расчет поглощенной очаговой и интегральной доз Величину поглощенной очаговой дозы рассчитывают по экспозиционной дозе независимо от локализации очага. Зная экспозиционную дозу и глубину расположения очага, определяют относительную глубинную дозу в очаге, пользуясь таблицами глубинных доз или изодозными линейками, выбранными соответственно физико-техническим условиям облучения (табл. 15). Таблица 15 Относительные глубинные дозы при различных физико-технических условиях (по А. Й. Кронгаузу) Физико-технические условия облучения напряжение генерирования, кВ 140 Первичный фильтр, мм 3, А1 РИП, см 30 Поле облучения, см CXS А, см 0 2 4 6 8 ?>Д% 130 93 60 35 5 23,5 SX10 А, см 0 2 4 6 8 зд% 132 96,5 63 39,5 2 10X15 А, см 0 2 4 6 8 эд% 134 99,5 66 43 28,5 0,5, Си 30 10 12 0 2 4 6 8 10 12 14 20 16 11 126 108 82,4 61,1 45,6 33,5 21,8 18,4 7,3 К) 12 0 2 4 6 8 10 12 12 20 18,5 12 130 113,7 88,9 77,9 60,6 38 28,8 21,4 8,8 10 12 0 2 4 6 8 10 12 14 20 21 15,5 138 125,6 103,2 80,6 62,0 47,7 37,0 28,3 13,1 255
Полученную по таблице для искомой глубины процентную глубинную дозу (соответственно физико-техническим значениям облучения) умножают на коэффициент перехода от рентген в рад и получают очаговую поглощенную дозу, выраженную в рад (Гр). Д, поглощенная в очаге — экспозиционная доза (%)-К. Значения коэффициента перехода от рентген в рад необходимо выбирать (см. «Приложение», табл. 4). Например, патологический очаг расположен в мягких тканях, центр его находится на глубине 2 см от поверхности тела, размеры его соот[!етствуют полю облучения 6 X 8 см, выбранная для облучения экспозиционная доза равна 25 Р. При физико-технических условиях напряжения генерирования 180 кВ, фильтре 0,5 мм Си, РИП 30 см (см. табл. 15) процентная глубинная доза на глубине 2 см раина 108% и соответствует 27 Р; поглощенная доза составляет 27 Р X 0,95 (коэффициент перехода от рентгенов к рад), таким образом поглощенная очаговая доза равна 26 рад (0,26 Гр). Согласно методической информации В. М. Бенциановой (1970), интегральную очаговую дозу во всем облучаемом объеме рассчитывают следующим образом. Масса воспалительного очага (М) определяется по формуле; М =-— V • О, где V—объем тканей; О — относительная плотность; V — =•= S • h, где S — площадь облучаемого поля; h — высота, т. е. глубина распространения воспалительного процесса. Таким образом, чтобы определить объем воспалительного очага, необходимо знать его площадь и глубину распространения воспалительного процесса (рис. 130). На схеме, изображающей поперечный срез на уровне расположения воспалительного очага Рис. 130. Схема расчета интегральной дозы в очаге и облучаемом объеме (пояснения см. в тексте). 48 , • 1,14 • 2 см - что проведенное через центр очага сечение является центральной площадью его (Sx). Из образуемого пучком лучей конуса математически можно с Sx определить размеры Ьх: так как п = г г г л 6 X 8 СМ 322 См С ,а ял f32 I' =- 3(), , следовательно Sx --= (6 X 8) • I ^ J . Зная, что воспалительный очаг распространяется от центра на 1 см к поверхности кожи и в глубину, т. е. имеет поперечник 2 см, можно определить его объем и массу. Объем облучаемого воспалительного очага будет равен: V --- ~<6*Я).(Ц)а.2с„ = = ПО см3 . 1 г/см3 _: ПО г. Тогда доза по всей массе воспалительного очага, или интегральная поглощенная доза в воспалительном очаге, равна Динт -- 110 г• 26 рад = 2850 г-рад= — 2,85 кг • рад. Интегральную поглощенную дозу во всем облучаемом объеме, т. е. в зоне действия первичного пучка, можно рассчитать разделением облучаемою объема, например протяженностью в 20 см, на 4 объема протяженностью по 5 см, т. е. 0—I; I — II; II—III; 111 — IV. Для каждого из этих объемов рассчитывают среднюю поглощенную дозу, т. е. в центре каждого из соответствующей им площади S,, S.2, "53, S4 и по поперечнику 5 см рассчитывают интегральные поглощенные дозы. Сумма интегральных поглощенных доз этих объемов и составит интегральную поглощенную дозу в облучаемом объеме. 256
Как правило, при расчете интегральной дозы в облучаемом объеме его делят таким образом, чтобы разница между крайними изодозными линиями не превышала 20%. Для упрощения расчетов эта разница принималась не более 50%. Так, при условиях напряжения генерирования 180 кВ, фильтре 0,5 мм Си и экспозиционной дозе 25 Р в объеме 0—I на глубине 2,5 см относительная глубинная доза составляет 98,5% = 0,24 Гр (см. табл. 22). В объеме I—II на глубине 7,5 см — 51%. = 0,12 Гр; » II—III » 12,5 см —24%-0,06 Гр; » III—IV » 17,5 см —11% = 0,03 Гр. Масса облучаемых объемов соответственно равна: /3? 5\2 0 — I — 48 • I -~- I • 5 см . отн. массу -= 280 г; 1-"-48.(%5)2-5см. • II - III — 48 • (^У?) • 5 см • » III — IV- 48 -(^г) -5см- » 280 • 24 + 370 • 12 -f 480 • 6 -j- 600 - ■ 3 = 370 г; =- 480 г; = 600 г; = 15900 г • рад, т. е. 16 кг рад. РЕНТГЕНОТЕРАПИЯ ПРИ ОТДЕЛЬНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ Приводим примеры лучевой терапии при отдельных заболеваниях из различных групп неоиухолевых процессов. Фурункул (Furunculus) ■— ограниченное гнойное воспаление мешочка волоса, сальной железы и окружающей клетчатки. .локализация фурункулов различна, но наиболее опасна на лице, в носовой и ротовой областях. Облучение показано во всех стадиях развития воспаления. В стадии инфильтрации рентгенотерапия способствует отграничению процесса и быстрому обратному развитию воспаления. Облучение после хирургического вмешательства ускоряет репаративные процессы. Методика облучения: напряжение генерирования 120—140 кВ, сила тока 5 мА, фильтр 3—4 мм А1, РИП 30 см. Одноразовая очаговая доза 0,1—3 Гр с интервалами в облучении от 1 до 3 дней в соответствии с клиническим течением. Количество облучений 2—3. Уже после первого облучения уменьшается боль и напряженность ткани. В ряде случаев для лечения фурункула используют близко- фокусную рентгенотерапию. При фурункулезе лучевое лечение малоэффективно. Карбункул (Carbunculus) — плотный, обширный очаг острого гнойно-некротического воспаления кожи, распространяющийся на подкожную основу и состоящий из нескольких фурункулов, резко болезненный, сопровождающийся увеличении регионарных лимфоузлов, общим недомоганием, высокой температурой тела, отсутствием аппетита и т.д. 257
Методика рентгенотерапии такая же, как и при фурункулах, но к выбору доз следует подходить очень осторожно, чтобы не вызвать обострения процесса. Рентгенотерапия показана при вяло протекающем процессе. Гидраденит (Hidradenitis axillaris) — гнойный воспалительный процесс, исходящий из апокриновых потовых желез подкрыльцо- вой впадины, имеющий тенденцию к продолжительному и упорному течению. В ряде случаев наблюдаются рецидивирующие формы. Рентгенотерапия эффективна и показана во всех стадиях течения воспаления. Облучение в стадии инфильтрации в первые 24—48 ч приводит к устранению боли и быстрому рассасыванию инфильтрата; в более поздние сроки — ограничению, быст- Риг 131 ГЧяпиянты пяоположения нолей облучения при гидрадените: спереди; б — сбоку (с откинутой ру- Рис. 132. Изодозная линейка, нанесенная на ооласть нодкры- льцовой впадины при рентгено- кой); в—сзади. терапии гидрадепита с переднего поля (тангенциальное направление луча). рому нагноению и спонтанному вскрытию. Рекомендуется и хирургическое вскрытие гнойника с последующей рентгенотерапией. Методика облучения: напряжение генерирования 120—140 кВ, сила тока 5 мА, фильтр 3 мм А1, РИП 30 см. Одноразовая очаговая доза 0,15—0,2 Гр, интервалы выбирают в соответствии с клиническим течением через 2—4 дня, всего 4—5 облучений. Можно использовать близкофокусную рентгенотерапию при напряжении 40—60 кВ и РИП 3—5 см. При больших или глубоко расположенных инфильтратах рекомендуется применять более жесткие лучи — напряжение генерирования 160 кВ, фильтр 0,5 мм Си. Центральный пучок направляют под углом 10—15° кнаружи. Расположение полей облучения показано на рис. 131. Помимо противовоспалительного действия облучение вызывает атрофию потовых желез. При хронических процессах общую дозу увеличивают до 15 Гр. При упорном и часто рецидивирующем течении подводят эпиляцион- ную дозу 4,5—5 Гр однократно или в два приема с интервалами 3—4 дня (рис. 132). 258
Паротит (Parotitis) — воспаление околоушной железы. Рентгенотерапия эффективна в стадии формирования воспалительного инфильтрата во всех случаях, кроме эпидемического паротита. Чем раньше начато облучение, тем быстрее протекает обратное развитие воспаления. Как правило, после первого облучения прекращается боль. При развитии нагноения паренхимы железы необходимо хирургическое вмешательство (для создания оттока накапливающегося гноя) с последующей рентгенотерапией, ускоряющей сроки заживления. Методика облучения: в зависимости от толщины инфильтратов напряжение генерирования может быть 140 или 160—180 кВ с соответствующей фильтрацией, при РИП 30 см. Облучение рекомендуется проводить с 2 противоположных полей по возможности тангенциально направленным центральным пучком. Однократная поглощенная доза 0,2—0,3 Гр в случае остро протекающего процесса. Интервалы между процедурами зависят от характера течения: обычно 1—2 дня, при обострении увеличиваются до 3 дней. Всего рекомендуется не более 5 облучений. При хроническом течении воспаления одноразовые дозы увеличивают до 0,6—0,8 Гр, суммарно на курс лечения до 4—4,5 Гр. При наличии сформированных слюнных свищей рентгенотерапию проводят при тех же физико-технических условиях разовой дозой 0,3—0,5 Гр с интервалами между облучениями 1—2 дня до суммарной дозы 5— 6 Гр. Анастомозит (Anastomositis) — воспалительный отек слизистой оболочки в области гастроэнтероанастомоза, проявляющийся су- ...■._....^.,.1 >»pwwjLj<-*L* ^w_y^iu/i. wu./i_y ч^плс рскимсид^сли начинать в ранние сроки после операции при отсутствии эффекта от консервативного лечения. Зону облучения устанавливают рентгенологически путем вынесения проекции области анастомоза на кожу при строгом ограничении поля облучения. Методика облучения: разовая доза не должна превышать 0,3— 0,4 Гр при глубокой рентгенотерапии (180—230 кВ) или у-тера- пии. Обязательным условием облучения является защита всего тела. Интервалы между сеансами 1—2 дня. Как правило, улучшение отмечается уже после первого облучения. Всего рекомендуется проводить не более 3—4 облучений. Тромбофлебит (Thrombophlebitis) — воспаление стенки вены с образованием тромба. Наблюдается как в поверхностно-, так и глубокорасположенных венах. Наиболее частая локализация — вены голени. Клиническое течение может быть острым, подострим, хроническим. Применение противовоспалительной рентгенотерапии, особенно в комбинации с антикоагулянтами, является эффективным методом лечения. Быстрый клинический эффект отмечается в острой и подострой стадиях. В этих случаях после 1—2 облучений падает температура тела, исчезает боль, тромбы рассасываются или образуют плотный фиброзный тяж. При значительной протяженности процесса применяют несколько полей облучения. 259
Поскольку при этом обязательно облучается прилежащая кость, применяют глубокую рентгенотерапию. Методика облучения: напряжение генерирования 180—200 кВ, фильтры — 0,8—1 мм Си, РИП 30 см. Одноразовая поглощенная очаговая доза от 0,2—до 0,5 Гр, суммарная доза на одно поле облучения— 2,5—3 Гр. Интервалы между процедурами 1—2 дня. При обострении хронически протекающего процесса во время облучения интервалы увеличивают до 3—4 дней. Во всех случаях после первых сеансов прекращается боль, исчезают признаки воспаления. Артриты различной этиологии (инфекционные, дистрофические и др.), деформирующие артрозы и пяточные остеофиты хорошо поддаются рентгенотерапии. Оказывая анальгезирующее и противовоспалительное действие, облучение улучшает трофику тканей, что способствует восстановлению функции сустава. Облучение больших суставов, позвоночного столба проводят с нескольких полей. Методика облучения: напряжение генерирования 160—200 кВ, фильтры 0,5—1 мм Си, РИП 30 или 40 см. Одноразовые очаговые дозы выбирают соответственно стадии развития воспаления. Поскольку рентгенотерапию дегенеративно-дистрофических процессов проводят чаще всего в хронических стадиях развития заболевания, очаговые одноразовые дозы колеблются от 0,5 до 0,75 Гр. Суммарно на курс лечения рекомендуется не более 4—5 Гр. Интервалы между процедурами 1—3 дня. Повторные курсы проводят не реже, чем через 2—2,5 мес. В настоящее время разрабатывается идного золота, особенно показанный при ревматоидном артрите и инфекционном неспецифическом полиартрите. Остеомиелит (Osteomyelitis) — воспалительный процесс в костном мозге с вовлечением кости и периоста. В длинных трубчатых костях заболевание распространяется с метафиза на диафиз. Также поражаются плоские кости — лопатка, ребра, кости таза. Изменения в костях выражаются в расплавлении костных элементов с образованием секвестров. Накапливающийся гной расплавляет мягкие ткани, образуя свищи. Наличие флегмоны при отсутствии свитпз тпебЛ7ет хнплгпгнческого вмешательства. Этот ппоцесс сопровождается повышением температуры тела, припухлостью, покраснением и болью в зоне очага, недомоганием и другими симптомами. В острой стадии заболевания лучевая терапия не показана. В случаях длительного лечения, а также неэффективности хирургического и антибактериального лечения рекомендуется глубокая рентгенотерапия. Методика облучения: напряжение генерирования 180—200 кВ, сила тока 10—15 мА, фильтр 0,8—1 мм Си, РИП 30—40 см. Одноразовые дозы 0,5—0,75 Гр, суммарные дозы на курс лечения до 2,5—4 Гр на одно поле облучения. Интервалы между процедурами 2—3 дня. 260
При распространенном процессе проводят многопольное облучение. Одновременно с лучевой терапией назначают медикаментозное и общеукрепляющее лечение. Рентгенотерапия также показана при огнестрельном остеомиелите. При воспалительных заболеваниях периферической нервной системы — неврите, невралгии, шейно-грудном и пояснично- крестцовом радикулите положительный терапевтический эффект достигается благодаря анальгезирующему и противовоспалительному действию ионизирующих излучений. Лечение заболеваний проводится в соответствии с клиническими и морфологическими особенностями патологического процесса, но во всех случаях применяют жесткое рентгеновское излучение. Методика облучения: напряжение генерирования 160—230 кВ, фильтры 0,5—1,5 мм Си, сила тока 10—15 мА, РИП 30—40 см. Равномерность облучения патологического очага достигается с помощью многопольного облучения. Одноразовые очаговые дозы в остро протекающих случаях 0,25—0,4 Гр, при хроническом течении ■— 0,5—0,6 Гр. Суммарная доза на поле облучения не должна превышать 2,5—3 Гр. Интервалы между облучениями зависят от клинического течения. Одно и то же поле облучают с интервалами от 1 до 4 дней, поля облучения чередуют таким образом, чтобы сохранить необходимые интервалы между процедурами облучения. Облучение разных полей может проводиться ежедневно. При наличии нескольких полей облучение проводят под контролем состава периферической крови каждые 10 дней. вирусное заболевание, для которого характерны группы папул, наполненных жидкостью, на покрасневшей и слегка припухлой коже. Высыпания распределяются на коже одной половины тела по ходу того или иного нерва и сопровождаются сильной болью, жжением или покалыванием, повышением температуры тела, увеличением лимфатических узлов. Наряду с этим отмечаются нарушения чувствительности — парестезии, гиперестезии, трофические расстройства — нарушения секреции желез, выпадение волос и пр. Рентгенотерапия показана только в упорных случаях, сопровождающихся сильной невралгией. Облучению подлежат соответствующие ганглии, сегменты спинного мозга, а также группы высыпания пузырьков. Методика облучения: на область сегментов спинного мозга — напряжение генерирования 160—180 кВ, фильтр 0,5—1 мм Си, РИП 30 см, одноразовая доза 0,7—1 Гр с интервалом 5—7 дней, всего не более 3 облучений. На пораженный участок кожи — напряжение генерирования 80—100 кВ, фильтр 0,5—2 мм А1, РИП 30 см, одноразовая доза 0,4—0,6 Гр с интервалом 10—15 дней, всего 1—2 раза. При гангренозной форме местное облучение исключается. 2G1
Невродермит (Neurodermitis) — заболевание, проявляющееся локальным или генерализованным зудом кожи с последующим появлением узелков и лихенификации. При расчесывании образуются экскориации и трещины с воспалительной инфильтрацией. Генерализованный зуд возникает чаще в старческом возрасте, приступообразно, особенно по ночам; зуд начинается с передних поверхностей конечностей и распространяется по всему телу. Локальный зуд возникает приступами, чаще всего в области внутренней поверхности бедер, половых органов, заднего прохода и других участков тела. В ранних сроках заболевания рентгенотерапия оказывает хороший терапевтический эффект, для получения которого достаточно 2—3 сеансов. Облучению подлежат периферические рецепторы. Уже после первой процедуры облучения исчезает зуд, отдельные узелки, уменьшается инфильтрация кожи. В застарелых случаях полное излечение наблюдается реже. Методика облучения: применяют ультрамягкую или поверхностную рентгенотерапию. В свежих случаях одноразовая доза на очаг поражения 0,1—0,15 Гр, в застарелых — до 0,6 Гр. Облучение повторяют с интервалами 7—10 дней. Общая доза до 1 Гр. Сирингомиелия (Syringomyelia) — хроническое заболевание нервной системы, сопровождающееся гиперпластическими процессами в сером веществе спинного мозга. Цель лучевой терапии — подавление роста невралгии, улучшение оттока жидкости из образующихся полостей. В результате ее применения уменьшается боль, интенсивность трофических и вегетативных симптомов, суживаются зоны расстройства чувствительности. Облучению подлежат пара- вептрбпяльныр ччястки r чпнр пппяжрния гпиннпгп мпчгя Пплр облучения при этом располагается под углом 30—40° к средней линии тела. Методика облучения: рентгенотерапия при напряжении генерирования 180—230 кВ, можно применять и дистанционную у-тера- пию. Одноразовая очаговая доза 1,2-—1,5 Гр, разрешается облучение с 2 полей ежедневно, общая очаговая доза не должна превышать 9—10 Гр. Облучение проводят ежедневно или через день. При рецидиве заболевания лечение повторяют не ранее, чем через 9—12 мес после первого курса. В последние годы изучается эффективность лечения сирингомиелии радиоактивным йодом. Актиномикоз. (Actinomycosis)-—вызывается грибом актиноми- цетом. Проникает в мягкие ткани чаще всего через слизистую оболочку рта. При внедрении образует специфическую гранулему, которая состоит из скопления лейкоцитов и лимфоцитов, окруженных грануляционной и волокнистой соединительной тканью. Друзы актиномицета распространяются per continuitatem, а также лимфогениым путем, мигрируя в организме на большие расстояния. Разрастаясь, узелки образуют плотные инфильтраты багрового цвета с распадом в центре узелков. 262
В застарелых очагах ткань гранулемы склерозируется, что обусловливает каменистую плотность очага. Наиболее эффективна лучевая терапия в комплексе с медикаментозным лечением (калия йодид, актинолизат, антибиотики и др.), их применяют при ограниченных поражениях мягких тканей лица, шеи и челюстей. В случаях обширных поражений и поражения внутренних органов облучение малоэффективно. Методика облучения: напряжение генерирования 160—200 кВ, фильтр 0,5—1 мм Си, РИП 30 см, одноразовая очаговая доза — 0,4—0,5 Гр, при малых полях облучения дозы можно увеличить до 20%. При распространенном процессе применяют несколько полей облучения. Интервалы между процедурами 3—5 дней. Общая очаговая доза 8—15 Гр. При гнойном размягчении инфильтратов рекомендуется удаление гноя. В незапущенных случаях наступает выздоровление или значительное улучшение. При отсутствии эффекта повторное облучение не рекомендуется. 6-ТЕРАПИЯ В настоящее время р-терапию широко используют при лечении наиболее поверхностно расположенных поражений кожи и слизистых оболочек (гиперкератоз, лейкоплакия, эрозия, болезнь Боуэна, трофическая язва), а также в офтальмологии — в виде аппликационного метода и в отоларингологии — как внутриполо- стное облучение. Наиболее часто для р-терапии используют такие источники иини.зируюш,ил излучении, как ~~г, ""и, "тш. ""oi, "i и др. У этих источников проникающая способность р-излучения в пределах нескольких миллиметров (от 3 до 5) соответственно энергии излучения изотопа (табл. 16). Таблица 16 Проникающая способность излучения в тканях различных р-источников Радионуклид символ з:р s0Sr 204Т1 147pm 90 у название Фосфор Стронций Таллий 'Прометий Иттрий Период полураспада 14,3 сут 27,7 лет 2,56 года 2,64 года 64,8 ч Максимальная энергия частиц, МэВ 1,7 0,61 0,764 0,223 2,25 Глубина поглощения 90% дозы, мм 2,3 2,2 08 0,19 2,1 До 90% энергии р-излучения поглощается в слое тканей толщиной от 0,1 до 2,5 мм. Такое распределение энергии позволяет создавать необходимую очаговую дозу в патологическом очаге, не вовлекая в облучение и не повреждая окружающие и располо- 263
женные за очагом ткани, что является безусловным преимуществом fJ-терапии перед другими видами излучений. Следовательно, fl-терапию применяют при патологических процессах, распространяющихся не глубже 4—5 мм от поверхности кожи или слизистой оболочки. Для лечебного применения р-препараты изготавливают в виде пластин стандартных размеров толщиной 0,1—3,6 мм или стекло- шариков, содержащих изотоп. Фиксация и герметизация источников достигается покрытием радиоактивных форм полиэтиленовой, териленовой пленкой или тонким слоем (до 0,15 мм) металла. Готовые гибкие аппликаторы бывают различных стандартных размеров: 5X5, 5 X 10, 7 X 7 и 10 X 10 см (рис. 133). В зависимости от формы и размера патологического очага вырезают соответствующий гибкий аппликатор с прибавлением 2—3 мм по периметру. Следовательно, излучающей поверхности при- g——j дают различную площадь или размер, форму или кривизну. Достигается индивидуализация аппликаторов следующим ,„„ „ , образом. Патологический очаг покрытие. 133. Схематическое изоб- г . , г ражепие аппликаторов с раз- вают листом целлофана и обрисовывают личным полем облучения для его контуры. На стандартный апплика- лучевой терапии заболеваний тор накладывают обрисованный целло- глаза: фановый листок, фиксируют в централь- / активная часть. ипй ияг"гн т-гиг"гсн1ттишттттлм гг t.i 111 т отгч\ * тт т-,^ контуру обрезают. Вырезанный аппликатор индивидуальной формы помещают в целлофановый конверт, накладывают на патологический очаг и фиксируют. Сверху на аппликатор накладывают просвинцованную резину толщиной 5 мм для защиты от облучения медперсонала. Дозы излучения на поверхности аппликатора составляют от 2 до 5 Гр. Стандартные аппликаторы из изотопов с длительным периодом полураспада (90Sr, 2(I4T1 и др.) не вырезают, а экранируют свинцовой фольгой толщиной 1 мм, расположенной на коже вокруг очага поражения. Имеются аппликаторы, изготовленные в форме герметически закрытого цилиндра, содержащего |5-излучатель, который с помощью транспортной проволоки вводят в полость. Примером может служить эндона- зальная (З-терапия, применяемая при хронических рииосинусопа- тиях. При наружных отитах аппликатор вводят в наружный слуховой проход и т. д. Применение р-аппликаторов относится к контактному методу лучевой терапии. При работе с ними необходимо соблюдать предусмотренные условия безопасности, т. е. целесообразно совмещать применяемые обычно виды защиты. Больных, как правило, помещают за экранами-ширмами из плексигласа. Работающий использует наборы дистанционных защитных инструментов, так как 264
выполнение аппликационных методик сопряжено с ручными манипуляциями. ПДД облучения для кожи рук но fl-излучению равна 0,002 Гр в день. Лечение больных с помощью р-аппликаторов выполняется в виде курса, включающего серию облучений. В зависимости от характера и выраженности патологического процесса определяют величину разовых очаговых и суммарных доз, количество сеансов и ритм облучения. В каждом случае лечения больного все показатели строго индивидуально варьируются в соответствии с течением заболевания, ранее проводимым лечением и особенностями организма (возраст, сопутствующие заболевания и др.). а-ТЕРАПИЯ а-Лучи оказывают лечебное действие при поглощении в коже, слизистых оболочках, легких. Проникновение в ткани а-лучей крайне ограничено: сс-частица с энергией 30 МэВ пробегает в тканях до 1 мм. Для проведения а-терапии применяют естественные радиоактивные вещества, такие как радон (222Rn), Т = 3,85 дня и продукты распада торона — радиоторий (228Th), T --- 11 ч. Радон применяют в виде ванн, орошений, ингаляций и др. Из торона готовят радиоактивные повязки. В любом варианте Рис. 134. Общий вид рентгенотерапсвгическо;"! трубки для ультрамягкой рентгенотерапии (трубка Букки). а-частицы оказывают воздействие на поверхностный слой ткани и расположенные в ней нервные рецепторы. Отсюда, а-терапия оказывает влияние на нервную и эндокринную системы, стимулирует компенсаторно-приспособительные реакции, регулирует автономную нервную систему, вызывая обезболивающий и седативныи эффект. 18 9-412 265
УЛЬТРАМЯГКАЯ РЕНТГЕНОТЕРАПИЯ О Пограничные, ультрамягкие рентгеновские лучи, или лучи Букки, применяют в клинике с 1925 г. Получают их в рентгеновской трубке при напряженки генерирования 10—25 кВ. Лучи Букки — длинноволновое рентгеновское излучение с энергией квантов в несколько килоэлектронвольт. Для выхода лучей в дне трубки проделано окно из стекла Линдемана (литиево-бериллие- вого бората без примесей тяжелых атомов), так как обычное стекло полностью поглощает получаемое излучение (рис. 134). Поле облучения ограничивается тубусами (рис. 135). Проникающая способность лучей Букки в тканях организма — коже и слизистых оболочках — не превышает 1,5 мм, они поглощаются в этом слое на90%. Ввиду указанных свойств лучи Букки применяют при лечении поверхностно расположенных воспалительных процессов, дерматитов, некоторых доброкачест- состояний кожи и слизистых оболочек, а иногда и рака кожи. Лучи Букки применяют для лечения различных воспалительных процессов, в том числе в области глаза — блефаритов, конъюнктивитов, кератитов, а также хронической мокнущей экземы век, хронической экземы в области грудного соска, мошонки. Хороший эффект получен при лечении изъязвившихся гемангиом, хейлита и других заболеваний. Методика облучения: напряжение генерирования 10—25 кВ, сила тока 10 мА, РИП 10 см. Ритм облучения и дозы зависят от характера патологического процесса, подлежащего облучению, клинического течения. if f^X Рис. 135. Тубусы для ультрамягкой рентгенотерапии.
ПРИЛОЖЕНИЯ Распад радиоактивного йода, % Часы 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 0 100 99,28 98,Ь6 97,86 97,15 96,45 95,76 95,07 94,39 93,71 93,04 92,36 91,70 1 91,70 91,01 90,38 89,73 89,09 88,45 87,81 87,19 86,56 85,93 85,31 84,70 84,09 о 84,09 83,49 82,89 82,21 81,70 81,11 80,53 79,94 79,37 78,80 78,23 77,67 7/,12 3 77,12 76,56 76,01 75,46 74,92 74,38 73,84 73,31 72,73 72,26 71,74 71,23 70,71 4 70,71 70,21 69,70 69,19 68,70 63,21 67,72 67,23 66,74 66,27, 65,78 65,31 64,84 5 64,84 64,37 63,91 63,45 63,00 62,54 62,10 61,65 61,20 60,76 60,33 59,89 59,46 Табли, ца I Дни 7 Ь4,53 54,11 53,74 53,34 52,98 52,59 52,21 51,84 51,47 51,10 50,73 50,37 50,00 8 50,00 49,64 49,28 48,93 48,58 '18,23 47,88 47,54 47,20 46,86 46,52 46,18 45,84 ■1 45,84 45,52 45,19 44,87 44,55 44,23 43,90 43,59 >;3,28 42,97 42,66 42,35 42,05 10 42,05 41,75 41,45 41,15 40,85 40,56 40,26 39,97 39,69 39,10 39,12 38,83 38,55 п 38,55 38,25 38,01 37,73 37,46 37,19 36,92 36,66 36,39 36,13 35,87 35,61 35,36 12 35,36 35,10 34,85 34,60 34,55 34,10 33,86 33,61 33,37 33,14 32,90 32,66 32,42 13 32,42 32,19 31,96 31,72 31,50 31,27 31,05 30,83 30,60 30,38 30,16 29,95 29,73 14 29,73 29,51 29,31 29,10 28,89 28,68 28,47 28,27 28,02 27,86 27,66 27,47 27,26 15 27,26 27,07 26,87 26,68 26,49 26.3С 26,10 25,92 25,74 25,55 25,3с 25,18 25,00
о о § e о s << ь оооооооооооооос СС О Q0 Ъо Vj Vj *05 "di Ъя "ц\ ~4*- "^ "#*■ "-Ь. *Д1 010СЛОСЛОСПОСЛОООО)^ЮС 0000000О00000000000 "со "со со "со "со ~ю ю То "ю "ю "— "— "— "•— "~ о о о о орооооооОоооо "j^ СЛ Ь СП СЛ СЛ СП "<Ji "СП Ъ) Ъ) V) V) оо о — со ел ы "-• ■■'■■■• '•■" ~~ СО О 00 С*з СЛ ■*»■ ооооооооооооророооооооо —. ^ ~- w* w* -* ч -^ "■<> "--4 V "--д Vi Vj "со "оо Ъо оо оо со "оо со "со "ее "о "ее "о "ее "ее "ее eD-C0WGCO^bDw^a0)4OO-K)C0^UlSC0'OO^C0^UlN00 - -------- ■Nis-siooa'OcoO'-wwaiO)CoOK)^NOcoj)'Otoui Ч 'О W Ч ел д ^ *. а -^ w w w со со to К) ю кз ^cf0!0^^^^"--^"-.'"^- о "оо о д ю о *сс Ь 4*. "to о "ее "op Vi "оэ "ел ^ со ю ~ о "ее "оо Vi en "ел ' оооооооооооооооооооооооооо СО W Ю Ю ь- -- О ел о ел о ел о ел оо о р о о о о о оо оо орроррррооорррроор о ооо О "о О О О О О О О "— "— ~<— ~>— "*— ~- ^— ^- То То Ю Ю То Ю "СО "СО "СО СО СО "со "*4^ "^ ""-F*. *4ь. "*£>. ""kU wco^^cnaiNcoootoco^cnaiNOo-cocnoiccococnoiNi'ooiococnaiOD N-Cft^^^WWWCneOcn^^^CnNOCOOCWOOoOOOoO^OlcDKSQOOii-HCO о 1
Таблица 3 Справочные таблицы для перехода от внесистемных единиц к единицам международной системы (СИ)- на основе стандарта СЭВ 1052—78 «Метрология. Единицы фишческих величин» Основные радиологические величины и их единицы Физическая величина Активность нуклида в радиоактивном источнике Экспозиционная доза излучения Поглощенная доза излучения Эквивалентная доза излучения Мощность экспозиционной дозы из- 4VIIOTTTI СТ Единица, ее наименование, обозначение (русское, международное) внесистемные кюри (Ки, Ci) рентген (Р, R) рад (рад, rad) бэр (бэр, rem) рентген в секунду (Р/с, R/s) си беккерель (Бк, Bg) кулон на килограмм (Кл/кг, C/kg) грэй (Гр, Gy) джоуль на килограмм (Дж/кг, J/kg) ампер на килограмм (А/кг, Соотношение с единицей СИ 1 Ки = 3,7 X X Ю10 Бк 1 Р - 2,58 X X Ю-4 Кл/кг 1 рад = 0,01 Гр 1 бэр —0,01 Дж/кг 1 Р/с = 2,58 X X Ю-4 А/кг Мощность поглощенной дозы излучения Мощность эквивалентной дозы излучения Интегральная доза излучения рад в секунду (рад/с, rad/s) бэр в секунду (бэр/с, rem/s) рад-грамм (рад • г, rad . g) грэи б секунду (Гр/с, Gy/s)" ватт на килограмм (Вт/кг, W/kg) грэй-килограмм (Гр . кг, Gy . kg) 1 рад/с = 0,01 Гр/с 1 бэр/с — ■0,01 Вт/кг 1 рад • г т= ■- 10-5 Гр • кг Примеры расчетов при переходе к единицам СИ 4 500 Ки =- 4 500 • 3,7 . 101» Бк = 166,5 • 1012 Бк = 166,5 ТБк 500 Р = 500 • 2,58 • 10"4 Кл/кг -= 129 • 10~3 Кл/кг -= 129 мКл/кг 200 рад-=200 -0,01 Гр =- 2 Гр 6 000 бэр — 6000 • 0,01 Дж/кг - 60 Дж/кг 90 Р/мин = (90/60) Р/с т= 1,5 • 2,58 . 10~4 А/кг = 0,387 • 10"3 А/кг = 0,387 мЛ/кг 60 рад/мин = 60 • 0,01 Гр/мин=0,6 Гр/мин 250 бэр/мин = (250/60 бэр) с= 4,17 • 0,01 Вт/кг -■■■ 41,7 • 10'3 Вт/кг =- 41,7 мВт/кг 30 000 рад • г = 30000 • 10~6 Гр • кг = 0,3 Гр . кг 269
Таблица 4 Значения коэффициентов поглощения (К) для различных сред и энергий излучения (для воздуха К — 0,877) Энергия фотонов, кэВ 10 15 20 30 40 50 60 80 100 150 200 300 400 500 1000 1500 2000 3000 Вода к ■ ю-2 0,92 0,897 0,887 0,877 0,887 0,9 0,913 0,94 0,957 0,971 0,982 0,977 0,975 0,974 0,974 0,973 0,974 0.971 Мышцы л: • ю-2 0,933 0.925 0,925 0,919 0,928 0,934 0,937 0,943 0,957 ' 0,964 0,972 0,965 0,965 0,965 0,965 0,964 0,963 0,963 Кость К • Ю-2 3.58 4,00 4,27 4,43 4,18 3,61 2,94 1.93 1,47 1,06 0,988 0,947 0,936 0,933 0,929 0 929 0,929 0,937 Таблица 5 Толщина защиты из свинца (в мм) в зависимости от кратности ослабления и энергии Y-иЪлучения (широкий пучок, ;> - 11,3 т/м'3) и о <5 f к 1,5 2 5 8 10 20 30 40 50 60 80 100 200 500 1000 2000 5000 8000 1 • 104 2 . 104 5 • 104 1 • 105 0,1 0,5 1,0 2 2 3 3 3,5 4 4 4,5 4,5 5 6 6,5 7 8,5 9 10 10,5 11 11,5 11,5 0,2 1 2 4 5 5,5 6 7 8 8,5 9 10 10 12,5 14 15 17 19 20 21 22 23,5 24 0.Э 1,5 3 6 8 9 11 11,5 13 1 i 14,5 15,5 16 19 22 24 27 30 31,5 33 33 37 38 Эмсрпи 0,4 2 4 9 11 13 15 17 18 19,5 20,5 21,5 23 26 31 33 38 42 44 45,5 48,5' 52 54 0,5 2 5 11 15 16 20 23 24 26 27 28 30 34 40 44 50 55 57 59 63 69 72 ■(-и.члу 0,6 3 7 15 19,5 21 26 30 31 31,5 32,5 37 38,5 44 51 57 63 70 73,5 75 81 87 92 юиня, МзБ 0,7 4 8 19 23,5 26 32,5 36,5 38 39,5 42 45 47 53 61 69,5 76 85 90 91 97 105 111 0,3 6 10 22 28 30,5 38,5 43 45 46 49,5 53 55 63 72 81 88 99 104 106 113 123 130 0,9 7 11,5 25 32 35 44 49,5 52 53 56 60 63 72 82 92 100 112 118 120 128 140 148 1,0 8 13 28 35 38 49 55 58 60 63 67 70 80 92 102 111 124 130 133 142 156 165 1,25 9,5 15 34 42 45 58 65 68,5 72 75 80 84,5 96,5 113 123 135 149 158 161 172 188 201 270
Таблица 6 Лучевые нагрузки при радиоизотопной диагностике (по Вогпег, с изменениями) 'о) р- а- е " Энергия излучения (МэВ) частиц 0,61 (87%) 0,33 (9%) 0,25 (3%) 0,21 (1%) См. 1, б См. 1, в ^-лучеи 0,32 (8%) 0,36 (80%) 0,64 (9%) 0,28 (5%) 0,72 (3%) 0,08(2%) 0,14 (98,6%) 0,142(1,4%) 0,078 (24%,) Активность, вводимая на 70 кг массы тела (МБк) 3,7 В/В 0,37 в/в 3,7 в/в 10-37 в/в 26—28 в/в 200,0 в/в Лучевая нагрузка (мГр) полная 1,0 0,2 0,005 5-35 0,5- 0,9 0,6 аол!) вые железы с? 0,6 9 0,6 критический орган Кровь 5,0 Кровь 0,7 Кровь 0,05 Кровь 25—3000 Почки 37-68 Толстая кишка 4,*3 Методики Исследование обращения и логические следования Сканирование мозга Ко 1, а 1, б 1, в 2, а 2, б 2, в Диагностическое вещество изотоп 51Сг 131J 99т-Гс 1311 »'Mg 9amTc химич еские соединения Меченые эритроциты Альбумин сыворотки крови Альбумин сыворотки крови Альбумин Промеран Пертехнетат Период полураспада физический 27,8 ДНЯ 8,05 дня 6,0 ч 8,05 дня 2,7 дня 6 ч эффективный 24—30 дней 5,6— 7,6 дня 6,0 ч 5 дней 6- 10 ч 4 ч Ви; К-за ват (100 в- Изом ное прев.г щеш К-зах (100'
Методики Исследование функции печени Сканирование печени Сканирование легких Сканирование селезенки № 3, а 3, б 3, в 3, г 4 5 Диагностическое вещество изотоп 131J "«Ли 131J S9mjc 131, 51Сг химические соединений Бенгальская роза Коллоидный раствор Бенгальская роза Коллоидный раствор Макроагрегаты альбумина .Меченые денатурированные эритроциты Период полураспада физический 8,05 дня 2,7 дня 8,05 дня 6,0 ч 8,05 дня 27,8 ДНЯ эффективный 1—3 ДНЯ 1—3 дня 6,0 ч 7—15 дней Продолжение табл. 6 ■ид \~~ Энергия излучения (МэВ) частип См. 1, б 0,96 (99%) 0,21 (1%) См. I, б См. 1, в См. 1, б См. 1, а Y-лучен 0,41 (95,6%) 0,88(1,1%) 1,09(0,26%) ! Активность, вводимая на 70 кг массы тела (МБк) 0,3 в/в 5—6 в/в 5—6 п/в 10 в/в 5—6 в/в 5—15 п/в Лучевая нагрузка (мГр) полная 0,025- 0,07 3,5 0,7—2 0,5 0,2 0,54 - 1,08 1 половые железы с? 0,6 0,4 0,18- 0,4 1 9 0,9 0,7 0.3— 1,26 1 критический орган Печень 0,17 [ Печень 39-64 Печень 3,5-5,0 Печень 10,0 Легкие 1,5 Селезенка 15,0—45,0
Почки 0,1 1 в/в См. 1, б Почки 11,0-20,0 0,16— 0,26 7 в/в См. 2, в Все тело при блокаде щитовидной железы 2,0 о 6,0- 9,0 ь." 0,27 (56%) 0,14(54%) 0,28 (23%) К-захват 100% Железа 30 0,6 0,6 CD_ о" 0,37 per os См. 9, б Железа 140,0— 240,0 Железа 75 1,5 1,5 1,5 0,9 per os 0,9 per os 0,035(7%) См. 1, б Е- га ■— со \з Железа 0,25— 1,25 Толстая кишка 0,53— 0,73 0,045 0,03 0,025- 0,035 9 в/в См. 1, в 6—12 мин 8,05 дня Гиппураи I—i Я СО Исследование функции ночек 2,7 7—10 дня ч Промеран ВС X о» ы VO СО* Сканирование почек 19,5- 47 дней 120 дней о 5 ь си — ф и си С/3 1-^ Сканирование поджелудочной железы 2,3 ч 2,3 ч Йодид Г Опреде- 8, а ление 1 функции 1 щитовидной же- I лезы 1 К-за (100 16,7 ДНЯ 6 дней 60 дней 8,05 дней о" с г-: -i о а со" ос" Сканирование щитовидной железы а- со Пертехпетат и f- £ О! а со" 273
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Л г р а н а т В. 3. Радиоизотопная диагностика злокачественных опухолей. М., Медицина, 1967. 227 с. Астрахан Д. В. Лучевое лечение злокачественных опухолей полости рта и ротового отдела глотки. М., 1932. 188 с. Африка нова Л. А. Острая лучевая травма кожи. М., .Медицина, 1975. 183 с. Б е и ц и а н о в а В. М. и соавт. Рентгенотерапия воспалительных заболеваний. Методическое письмо. М., 1970. 17 с. Б о г о л ю б о в В. М. Радиоизотонная диагностика заболеваний сердца и легких. .М., Медицина, 1975. 253 с. Б у р и а з я н А. И. Радиационная медицина. М., Атомиздат, 1968. 383 с. Б ы ч к о в с к а я И. Б. Динамика пострадиационной гибели биологических объектов. М., Атомиздат, 1970. 167 с. Голиков В. Я., К о р е н к о в И. П. Радиационная защита при использовании ионизирующих излучений. М., Медицина, 1975. 287 с. Г у с ь к о в а А. К., Б а й с о г о л о в Г. Д. Лучевая болезнь человека. М., Медицина, 1971. 383 с. Дарья лова С. Л. Принципы лучевого комбинированного лечения новообразований околоушной слюнной железы. М., Медицина, 1972. 170 с. ч тг л ,. т тт т- м-. — - - следственность. М., Госатомиздат, 1963. 240 с. Дубовый Е. Д. Лучевая терапия в отоларингологии. Киев, Здоров'я, 1965. 165 с. Дубовый Е. Д., Соколов В. П., Решетняк В. В. Радиоцир- кулография в клинической практике. Киев, Здоров'я, 1974. 133 с. Жербип Е. А. Применение 252Cf для терапии опухолей.— Мед. радиол., 1975, т. 20, № 7, с. 5. Защита пациента при радиоизотопных исследованиях — публикация № 17 МКРЗ. М., Медицина, 1974. 87 с. Зедгенидзе Г. А., Зубовский Г. А. Клиническая радиоизотопная диагностика. М., Медгнз, 1969. 303 с. 3 и с м а н М. Ф. Лимфография в онкологической практике. Кишинев, 1975. 145 с. Зубовский Г. А., Павлов В. Г. Скеннирование внутренних органов. М., Медицина, 1973. 168 с. Зубовский Г. С, С о с к и и А. М. Учебное пособие по медицинской радиологии. М., Медицина, 1973. 264 с. Иванов В. И. Курс дозиметрии. М., Атомиздат, 1970. 391 с. К а п л а и М. А., Габуния Р. И., Боголюбов В. М., Л ы с- к о в а М. Н. Возможности изучения состава человека с помощью многодетекторного анализатора в низкофоновой камере.— В кн.: Радиация и организм. Обнинск, 1973, с. 101—103. Карпенко В. С, Колесников Г. Ф., П е т р у и ь П. М., Романеи ко В. А., Суслов В. В., Т и т а р е н к о О. Т., X р и п т а Ф. П. Функциональная диагностика в урологии и нефрологии. Киев, Здоров'?, 1977. 244 с. 274
Кишковский Л. Н., Д у д а р е в А. Л. Лучевая терапия неопухолевых заболеваний. М., Медицина, 1977. 175 с. К о г у т Т. С, Л и з о г у б Н. П. Организация работы с радиоактивными веществами в лечебных учреждениях. Киев, Здоров'я, 1973. 201 с. Козлова А. В., Саркисян Ю. X., X р у щ о в М. М. Лучевое лечение рака прямой кишки. Методическое письмо. М., 19G6. 18 с. Козлова А. В. Лучевая терапия злокачественных опухолей. М., Медицина, 1976. 199 с. К р о н г а у з Л. Ы., Л я п и д е в с к и й В. К., Фролова Л. В. Физические основы клинической дозиметрии. М., Атомиздат, 1969. 303 с. Левин В. Е., X а м ь я н о в Л. П. Регистрация ионизирующих излучений. М., Атомиздат, 1973. 255 с. Ли Д. Е. Действие радиации на живые клетки. М., Госатомиздэт, 1963, с. 5—89. Ливанов М. Н. Некоторые проблемы действия ионизирующей радиации на нервную систему. М., Медгиз, 1962, с. 5—78. Л и II д е н б р а тен Л. Д. Медицинская радиология. М., Медицина, 1989. 400 с. Лондон Е. С. О физиолого-патологическом значении лучей радия.— Арх. биол. наук, 1903, т. 10, с. 191. Л у ш н и к о в Е. Ф. Лучевой патоморфоз опухолей человека. М., Медицина, 1977. 327 с. М а н о й л о в С. Е. Первичные механизмы биологического действия проникающей радиации. Л., Медицина, 1968. 18 с. М а р г у л и ч У. Я. Радиация и защита. М., Атомиздат, 1974. 159 с. М i л ь к о В. I., Н а з i м о к Н. Ф. Поабник з кл1шчпо1 радюлогп. К-, Здоров'я, 1936. 160 с. Моисеев А. А., Иванов В. И. Краткий справочник по радиационной защите и дозиметрии. М., Атомиздат, 1974. Неменов М. И. Рентгенотерапия через воздействие на нервную систему. М., Медгиз, 1950, с.З —176. Нормы радиационной безопасности НРБ-76. М., Атомиздат, 1978. 56 с. ГЛ ~ о т, ~ т, Ч П Ч .... - ...... ~ Т.* Д П „ - _ « т- г~ -г зиметрия излучений инкорпорированных веществ. At., Атомиздат, 1970. 183 с. Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений — ОСП—72. М., Атомиздат, 1973. 54 с. Основы радиационной биологии/Под ред. А. М. Кузина. М., Наука, 1964, с. 48—82. Павлов А. С. Внутритканевая гамма- и бетатерапия злокачественных опухолей. М., 1967. 230 с. Переслегин И. А. Лучевая терапия рака легкого. М., Медицина, 1966. 208 с. Переслегин И. А., Филькова Е. М. Лучевая терапия лимфогранулематоза костей.— Мед. радиол., 1971, № 8, с. 7—14. Переслегин И. А., Саркисян Ю. X. Клиническая радиология. М., Медицина, 1975. 455 с. Применение радиоактивных изотопов с диагностической и лечебной целью/ Под ред. Т. П. Сиваченко. Киев, Здоров'я, 1966. 350 с. Руководство по медицинским вопросам противолучевой защиты/Под ред. А. И. Бурназяна. М., 1975. 215 с. Рудерман А. И. Лучевое лечение рака пищевода. М., Медгиз, 1957, с. 11—36. Рудерман А. И. Близкофокусная рентгенотерапия. М., 1968. 232 с. Самцов В. И. Изменения кожи под воздействием ионизирующей радиации. Л., Медицина, 1958. 89 с. Сборник инструктивно-методических указаний по радиоизотопной диагностике различных заболеваний. М., 1974. 185 с. Соколов В. А. Источники бета-изл\ чения в медицине. М., Атомиздат, 1966. 87 с. 275
Суворов Н. Н., Шашков В. С. Химия и фармакология средств профилактики радиационных поражений. М., Лтомиздат, 1976. 244 с. Тар усов Б. И. Первичные процессы лучевого поражения. М.,' Гос- атомиздат. 1962. 96 с. Титова В. Л. Внутриполостная гамматерапня шейки матки по принципу последовательного введения аппликаторов и источников излучения Дисс..., канд. мед. наук. М., 1971. Шанин Л. П. Опухоли кожи, их происхождение, клиника, лечение М., Медгиз, 1969. 93 с. Э п ш т е й н И. М., С п е с и в ц е в а В. Г., Золотарев И. И. Глейзер Ю. Я. Радиоизотопная диагностика заболеваний мочевой системы. М., Медицина, 1969. 347 с. Ярмоленко С. П. Радиобиология человека и животных. М., Высшая школа, 1977. 367 с. Александер А. Ядерное излучение и жизнь. М., Атомиздат, 1959 255 с. Б е к к е р И., Шуберт Г. Лучевая терапия с помощью высокой энергии. М., Медицина, 1964. 622 с. В и ш е к В. Изотопная ренография в клинической практике. Авиценум, Прага, 1971. 214 с. Г е о р г е с к у Б., Б р а с л е И. Радиоизотопная диагностика в клинике. Бухарест, Медицина, 1967. 415 с. Джонс X. Физика радиологии. М., Атомиздат, 1965. Т ю б и а и а М. и соавт. Физические основы лучевой терапии и радиобиологии. М., ИЛ, 1969. 615 с. Ф р и ц - Н и г г л и X. Радиобиология, ее основы и достижения. М., Гве-- атомиздат, 1961. 368 с.
t° пП ОГЛАВЛЕНИЕ Введение • . 3 Глава 1. Основы ядерной физики (А. Ф. Лазарь) 5 Строение атома 5 Естественная и искусственная радиоактивность :.. _v _*..••■'• • ^ "Радиоактивный распад и законы радиоактивного смещения 9 Закон радиоактивного распада, период полураспада, радиоактивных изо- -^""^аё топов ИГ" s5~- Единицы радиоактивности 11 •"«—»» . Свойства ионизирующих излучений и их взаимодействие с веществом . . 11 Глава 2. Дозиметрия ионизирующих излучений (Л. Ф. Лазарь) .... 15 Задачи дозиметрии и единицы измерения дозы *~ ■ ■ 15 Общая характеристика методов и приборов для регистрации ионизирующих излучений 20 Ионизационный метод регистрации излучений 22 Устройство и работа ионизационных дозиметров 24 Люминесцентный метод определения дозы 27 Калориметрические дозиметры 28 Термолюминесцентные методы дозиметрии 28 Фотографический (фотохимический) метод дозиметрии 29 Расчетные ("математические) методы дозиметрии 30 •. Определение активности радиоакпшныл buui.eeus ui ;, Газоразрядные счетчики ядерных излучений, их устройство и работа 31 Устройство сцинтилляционных счетчиков 35 Глава 3. Устройство радиологических отделений и обеспечение радиационной безопасности (А. Ф. Лазарь) 40 Характеристика источников излучения и особенности работы с ними ... 40 Типы радиологических отделений и особенности их устройства 42 Режим работы с радиоактивными изотопами, радиометрический и дозиметрический контроль 47 Предельно допустимые дозы облучения (ПДД) и факторы защиты от ионизирующих излучений 49 Обезвреживание радиоактивных отходов 53 Глаав 4. Биологическое действие ионизирующих излучений (В. И. Милько) 54 Глава 5. Лучевая болезнь и лучевые повреждения (В. И. Милько) . . 66 Острая лучевая болезнь 66 Краткая характеристика течения острой лучевой болезни в зависимости от степени поражения • . . ■ . 67 Лечение острой лучевой болезни 69 Хроническая лучевая болезнь 70 Клиника хронической лучевой болезни .... 71 Лечение хронической лучевой болезни 72 Хронические лучевые повреждения 72 Лучевые реакции и осложнения в результате лучевой терапии 73 277
/?/J Глава 6. Радяоизотопная диагностика (В. И. Милько, А. Ф. Лазарь) 77 ц Основные принципы п методы радиоизотопной диагностики 77 / , Приготовление радиоинднкагоров заданной активности ..... 80 ' •.. Методы радиопзогопной диагностики 81 ""' Сканирование . 84 V Ъ Измерение радиоактивности всего тела 87 -fy Радиоизотопное исследование щитовидной железы .88 Впутрптнреондный этан обмена йода в организме 90 Транспортно-органнческий этап обмена йода 93 Периферический этап обмена йода 95 Сканирование щитовидной железы 961/ Радиоизотопное исследование печени и желчевыводящих путей .... 99 г Исследование функционального состояния гепатоцнтов и желчевыводящих путей 99 \ Определение функционального состояния звездчатых ретикулоэндо- телиоцитов печени . 102 Сканирование печени и желчного пузыря 104 v' Радиологическая семиотика некоторых заболеваний печени . . . (. 107 Радиоизотолное исследование почек и мочевыводящих путей 110<—' I . Радиоизотопная ренографня .111 4 Определение функции мочевых путей ,.116 Определение почечного плазмотока, кровотока и величины клубоч- ковой фильтрации 117 Радиоизотонная ренометрия 118 Ч/Сканирование почек 119 ^ , Радиоизотбпное исследование сердечно-сосудистой системы 123 I ■"•""Определение объема циркулирующей крови ... 123 ■ Определение ударного и минутного обьема кровотока .... !26 Определение периферического кровообращения и проницаемости сосудов 128, ^ , % /Сканирование сердца и сосудов , 131 V Рядиоизотогшое исследование легких 131 Изучение регионарной вентиляции и кровотока в легких . . . • .132 V/Сканированне легких 134 V' l'tl,l.llUlUlJlUnriUt: Ht-L.lCAUUciilHC 1 L^lUlMlUl W 11 v. iiuiiii^i w .пил и ...... lut; -Радиоциркулография головного мозга 135 \s Сканирование головного мозга 138 V Радиоизотопная миелография 139 у Радиоизотопная диагностика в онкологии 140 - Радиофосфорная диагностика злокачественных опухолей 140 ' Радиоизотонная диагностика костных опухолей . 142 J Радиоизотонная лимфография 144 Методы радпоизотопной диагностики 145 Глава 7. Общие принципы лучевой терапии (Н. Ф. Назимок) 147 Лучевая терапия злокачественных новообразований. Показания. Противопоказании. Общие принципы 151 Виды ионизирующих излучений, применяемых в практике лучевой терапии 156 Выбор очаговой дозы облучения 158 Выбор объема облучаемых тканей 161 Радиотерапевтический интервал и радиомодифицирующие факторы лучевых реакций 162 Применение кислорода в лучевой терапии • 163 Распределение дозы во времени 164 Влияние ионизирующей радиации на опухоль 168 Глава 8. Методы лучевой терапии (Н. Ф. Назимок) 172 Дальне-дистанционная терапия 172 Методы дальнедистапционной лучевой терапии 174
Дальнедистанциониая рентгенотерапия 171 Дальнедистанциониая у-терапия ... 179 Влияние неоднородности тела на дозное распределение у-излучения 60Со . 189 Лучевая терапия излучениями высоких энергий 189 Тормозное излучение высокой энергии . £$ Лучевая терапия быстрыми электронами высокой энергии 192 Лучевая терапия тяжелыми заряженными частицами 193 Лучевая терапия нейтронами 194 Лучевая терапия пучками отрицательных л-мезонов • 195 Методы близкоднстанционной лучевой терапии 195 Методы контактной лучевой терапии 200 Аппликационный метод лучевой терапии 2Ц0_ Методы внутриполостной лучевой терапии 202. Внутригюлостная близкодистанционная рентгенотерапия £9Д- Внутриполостная у-терапия • . 2П4 Методы внутритканевой лучевой терапии 20J9. Внутритканевая у-терапия 210 Внутритканевая р-терапия 214 Радиохирургический метод 216 Метод избирательного накопления изотопов в тканях организма . .218 Глава 9. Планирование лучевого лечения больных со злокачественными новообразованиями (Н. Ф. Назимок) 218 Глава 10. Лучевая терапия злокачественных опухолей (В. И. Милько, Н. Ф. Назимок) 230 Рак кожи 232 Рак нижней губы 232 Рак молочной железы 233 Рак легкого 236 Рак пищевода 2"38 Рак шейки матки 240 Рак прямой кишки ПЛП .лимфогранулематоз 244 Глава 11. Лучевая терапия при неопухолевых заболеваниях (Н. Ф. Назимок) 246 Общие сведения о лучевой терапии при неопухолевых заболеваниях . . 246 Показания и противопоказания к лучевой терапии при неопухолевых заболеваниях 247 Механизм действия излучений в лучевой терапии при нсопухолевых заболеваниях 248 Принципы лучевой терапии при неопухоленых заболеваниях . . . 249 Применение рентгенотерапии при неопухолевых заболеваниях .... 250 Выбор размера поля облучения 252 Выбор расстояния источник — поверхность тела 252 Определение величины очаговой дозы 253 Определение ритмов облучения 253 Планирование лучевого лечения 254 Расчет поглощенной очаговой и интегральной доз 255 Рентгенотерапия при отдельных заболеваниях 257 Р-терапия 263 а-терапия 265 Ультра мягкая рентгенотерапия 266 Приложения 267 Список литературы - 274