Site icon Svet Medicine

Radioterapija – primena i mere zaštite

 Radijacija (lat. radiare – zračiti) je način prenosa energije u prostoru. Pri susretu zračenja i materije dolazi do uzajamnih dejstava jednog sistema na drugi. Jedan od mogućih fenomena pri ovom susretu može biti i jonizacija materije. Jonizujuće zračenje vrši jonizaciju neposredno ili posredno.

Jonizujuće zračenje može biti elektromagnetne ili korpuskularne prirode. U prvu grupu spadaju X i gama zraci, a u drugu elektroni, protoni, pozitroni, neutroni, deuteroni, tritoni ,helioni (jezgra helijuma – alfa čestice), teški joni. Naelektrisane čestice vrše direktno jonizaciju, te se nazivaju direktno jonizujuće zračenje, dok su neutroni, elektroneutralne čestice, indirektno jonizujuće zračenje.

Jonizujući zraci se koriste u dijagnostičke i terapijske svrhe, bilo u radiologiji ili nuklearnoj medicini. Danas se kao izvori jonizujućeg zračenja koriste rendgen-aparati, linearni akceleratori, betatron,izotopske mašine, generatori trotona, neutrona, Pimezona i teških jona. Drugi izvori jonizujućeg zračenja su prirodni i veštački radioizotopi koji se mogu primenjivati u ‘’otvorenoj‘’ i ‘’zatvorenoj’’ formi.

Upotreba jonizujućeg zračenja u lečenju malignih tumora zasniva se na mogućnosti potpunog uništenja tumora, a da pri tome dođe i do reverzibilnog oštećenja zdravih tkiva.

Cilj radioterapije malignih tumora je potpuno uništenje ćelijske populacije tumora, naročito putem inhibicije njihove reproduktivne sposobnosti , a ujedno dolazi do reverzibilnog oštećenja ćelijske popuulacije normalnih tkiva, pošto se ne može izbeći ozračivanje i normalnih tkiva koje okružuju tumor.

Da bi se povećao efekat dejstva jonizujućeg zračenja na tumore i smanjilo oštećenje zdravih tkiva, u radioterapiji se koriste metode koje se zasnivaju na radiobiološkim istraživanjima i kliničkom iskustvu, a to su: frakcionisanje doze zračenja, upotreba potencijatora radiosenzitivnosti, primena biološki visokoefikasnih radijacija, kombinovanje zračenja i hipertermije, zračni tretman u hiperbarnim komorama sa kiseonikom i sl.

Perkutano zračenje fotonima i korpuskularno zračenje su dva osnovna vida zračne terapije. Prva se naziva ortovoltažna i ona može biti površna, poluduboka i duboka. Površna koristi meke zrake dobijene naponima od 10 do 60 kV. Ona se deli na buki-terapiju, Čaul-terapiju i kontaktnu terapiju. Kod buki-terapije prozorče na rendgenskoj cevi je od elementa niskog atomskog broja (berilijum) koji propušta ceo spektar rendgenskih zrakova. Kod Čaul-terapije anoda je izvedena izvan rendgenske cevi i hladi se permanentnom cirkulacijom vode. Poluduboka terapija se sprovodi kod procesa koji leže na dubini od 3-4 cm ispod površine kože, a naponi u cevi su 80-160 kV. Duboka rendgenterapija se sprovodi sa naponima od 180-200 kV, retko do 400 kV.

Zračenje fotonima i elementarnim česticama energijom većom od 1 MeV se naziva supervoltažna (megavoltažna) terapija i ona se deli na:

U radioterapiji je veoma važno poznavanje tolerancije tkiva na jonizujuće zračenje. Naime, ovaj podatak nam omogućava aplikovanje većih ili manjih doza na tumor koji je okrućen zdravim tkivima. Ako zdrava tkiva tolerišu veće doze jonizujućeg zračenja, onda su i terapeutske mogućnosti veće. Ako se prag tkivne tolerancije na jonizujuće zračenje podudara sa tumorskom letalnom dozom, terapijske mogućnosti su ograničene a ako je tolerancija zdravih tkiva na zračenje ispod tumorske letalne doze, onda je radioterapija kao terapijski modalitet isključena.

Sva zdrava tkiva i ćelije se dele prema osetljivosti na zračenje u 3 grupe : radiosenzitivna (limfociti, limfoblasti, koštana srž, epitel creva i želuca, testisi, ovarijumi); relativno radiosenzitivna (epitel kože i propratnih delova, endotel krvnih sudova, pljuvačne žlezde, kosti i hrskavica u rastu, konjunktive, korneja, sočivo, kolageno i elastično tkivo); radiorezistentna tkiva (štitna žlezda, pankreas, hipofiza, nadbubrežna žlezda, zrela kost i hrskavica, mišići, mozak i ostalo nervno tkivo).

Primena zračne terapije

 

Radioterapija (zračna terapija) je fizički oblik lečenja koji oštećuje sva tkiva na putu aplikacije zračenja. Tumorske ćelije su nešto osetljivije na letalne efekte ozračenja nego normalna tkiva, prvenstveno zbog razlika u sposobnosti zdravog tkiva da reparira subletalno oštećenu DNK. U ciljnom tkivu zračenje oštećuje DNK (obično je reč o prekidu jedne zavojnice DNK), pri čemu se stvaraju slobodni radikali poreklom od ćelijske vode, koji mogu da oštete ćelijske membrane, proteine i organele.

Oštećenje uzrokovano zračenjem zavisi od kiseonika – hipoksične čelije su rezistentnije. Povećanje osetljivosti na zračenje postiže se povećanjem količine kiseonika. Smanjenje efekta zračenja mogu da omoguće sulfihidrilne grupe tako što interferiraju sa produkcijom slobodnih radikala. Izazov u planiranju zračne terapije je ozračenje samog tumorskog tkiva sa što manje normalnog tkiva u polju zračenja.

Radioterapija zajedno sa hirurškim zahvatima i hemioterapijom je jedan od osnovnih metoda lečenja malignih tumora od kojih se najčešće tretiraju: karcinom kože, farinksa, štitne žlezde, pluća, dojke, vrata i tela materice, tumori mozga i mekih tkiva i kostiju.

Terapijsko zračenje se primenjuje na tri načina: teleterapija – kada se zraci generišu na udaljenosti i ciljaju u tumor bolesnika, brahiterapija – sa inkapsuliranim izvorom zračenja implantiranim direktno u/ili u dodiru sa tumorskim tkivom i sistemska terapija sa radionuklidima koji se na neki način usmeravaju na sam tumor.

Zračenje iz bilo kojeg izvora smanjuje svoju jačinu kao funkciju kvadrata udaljenosti od izvora zračenja (kvadratni zakon). Teleterapijom se povećanjem udaljenosti izvor-površina zadržava intenzitet na većoj zapremini ciljnog tkiva. U brahiterapiji udaljenost izvor-površina je mala, zbog čega je i efektivna zapremina izložena zračenju mala.

Svaka vrsta zračenja se karakteriše određenom vrednošću LET-a (linear energy transfer), koja uglavnom zavisi od mase, naelektrisanja i brzine korpuskularnog zračenja, a kad je reč o fotonima, LET zavisi od frekvence elektromagnetnog zračenja. Različite vrednosti LET-a su vrlo važne sa radiobiološkog stanovišta. Za istu apsorbovanu dozu, biološki efekti, zračenja sa visokim LET-om (teške naelektrisane čestice i neutroni) znatno su veći u odnosu na zračenje sa niskim LET-om (elektroni, fotonsko zračenje).

Ove razlike se iskazuju tzv. relativnim biološkim efektom (RBE), koji predstavlja odnos između doze fotonskog zračenja sa konvencionalnom energijom (X-zraci dobijeni u rendgenskoj cevi pri naponu od 250 kV) koja je potrebna da proizvede određeni biološki efekat i doze druge vrste zračenja koja proizvodi isti biološki efekat.

Prema stepenu dejstva jonizujućeg zračenja, oštećenje ćelija može biti letalno – kada dolazi do smrti ćelije, subletalno – kada može doći do oporavka ćelije, i potencijalno letalno oštećenje – kada može a ne mora doći do smrti ćelije, što zavisi od spoljašnjih faktora koji povećavaju ili smanjuju dejstvo jonizujućeg zračenja na ćeliju.

Prema dužini zračnog tretmana i broju zračnog seansi (frakcija), zračenje se deli na jednokratno, frakcionisano i kontinuirano.

Jednokratno je takva metoda radioterapije pri kojoj se zračenje obavlja u jednoj seansi koja traje svega nekoliko minuta. Koristi se u radioterapiji nekih inflamatornih oboljenja kod kojih se može postići željeni efekat dozama od 1,5 do 2 Gy. To je doza koja se može dati u jednoj seansi, da se ne ošteti zdravo tkivo u meri koja ne dozvoljava njegovu reparaciju.

Frakcionisano zračenje se najčešće obavlja u nekoliko zračnih seansi, sa pauzama između seansi od 1 do 2 i više dana. Savremena radioterapija se upravo zasniva na ovom načinu zračenja tumora smeštenih u dubljim slojevima tela.

Letalna tumorska doza, do koje se dolazi kliničkim iskustvom, eksperimentalnim istraživanjima i na druge načine, podeli se na pojedinačne dnevne doze (zračne seanse), tako da se po jednoj seansi (u toku jednog zračenja) daje obično 2 Gy, ne više od 3 Gy, odnosno 10 Gy nedeljno. Ovaj klasični model radioterapije zasniva se na hipotezi da ozračene neoplastične ćelije imaju manju sposobnost reparacije od zdravih ćelija (sistemi opravke slabije razvijeni u odnosu na zdravu ćeliju), pa će broj preživelih tumorskih ćelija uvek biti manji nego broj preživelih normalnih ćelija posle svake frakcionisane doze.

Kontinuirano zračenje primenjuje se kod brahiterapije izvorima niskog intenziteta, naročito u intersticijalnoj i površinskoj brahiterapiji. Radionuklidi (ranije radijum, danas i veštački radioizotopi) stavljaju se u područje maligne lezije u vidu igala ili na površinu lezije pomoću držača fokusa i ostavljaju se na bolesniku nekoliko dana (4-8) neprekidno. Zračenje tumora praktično ne prestaje ni jednog trenutka pri implantacionoj brahiterapiji. Ovakav način tretmana je moguć zahvaljujući velikom padu doze zračenja u funkciji rastojanja (kvadratni zakon), tako da zdrava okolina tkiva dobijaju doze koje ne dovode do ireverzibilnih promena. Kontinuirano zračenje se može ponoviti posle kraće pauze (7-15 dana).

Tehnike brahiterapije:

 

Terapijski režimi zračenja:

 

Uvođenje izvora zračenja:

 

Kod teleradioterapije izvor zračenja je udaljen od lezija 5 – 100 cm i više. Teleradioterapija se još naziva i spoljašnje ili transkutano zračenje. Prema energiji jonizujućeg zračenja deli se na ortovoltažnu i supervoltažnu teleradioterapiju (naziv potiče od veličine napona na rendgenskoj cevi, odn. energije zračenja koja se izražava u elektronvoltima). Ortovoltažna teleradioterapija koristi rendgen-aparate sa naponom do 400 kV. Ako je reč o većem naponu, govori se o supervoltaćnoj teleradioterapiji, jer se koriste zraci čija se energija meri megaelektronvoltima (1-45 MeV).

Fotonska supervoltažna teleradioterapija koristi visokoenergetske X-zrake (1-50 MeV) ili gama zrake čija se energija kreće od 0,7 do 1,25 MeV. Visokoenergetski X-zraci se dobijaju u eletrkičnim mašinama kao što je betatron ili linearni akcelerator.

Zaštita pri radioterapiji

 

Zavisno od udaljenosti izvora zračenja od mete (tumor), radioterapija se deli na brahiterapiju (izvor uz metu ili na meti) i teleradioterapiju (izvor udaljen od mete) .

Kod brahiterapije se koriste tzv. zatvoreni izvori (radioaktivna supstanca zatvorena u metalnu košuljicu) u vidu tuba, igala, žica, perli, zrnaca i sl. Lice koje radi sa ovim izvorima može biti ozračeno po celom telu ili samo po delovima tela.

Zaštitne mere kod primene brahiterapije su sledeće :

  1. Izvan upotrebe, izvori (fokusi) se čuvaju u zasebnim sefovima sa olovnim zidovima i pregradama. Jačina doze zračenja na površini sefa ne sme biti veća od 278 nGy/s, a na 1 m udaljenosti od sefa brzina doze se kreće do 8 nGy/s. Sefovi moraju stalno biti pod ključem.
  2. Radionuklidi se od glavnog sefa do aplikacione sale prenose olovnim kontejnerima: ručno, ako je radioaktivnost manja od 370 MBq, ili kolicima, ako je radioaktivnost veća od pomenute. Drška za ručno prenošenje kontejnera treba da bude dovoljno duga da bi se kontejner sa izvorom nalazio ispod kolena lica koje prenosi izvor. Kod vučnog transporta takođe se koristi dugačka drška. Intenzitet doze zračenja na površini kontejnera za transport radionuklida ne sme da bude veća od 140 nGy/s, a na 1 m udaljenosti 4 nGy/s.
  3. Pripremanje zračnih izvora za aplikaciju se vrši u aplikacionoj sali na posebno izgrađenom stolusa olovnim pregradama i olovnim staklom za posmatranje, kako bi osoba koja rukuje izvorima bila zaštićena (sem ruku).
  4. Da bi se radioaktivni izvor (tube, igle, perle, žica, zrnca) plasirali na željeno mesto (tumor), koriste se razni instrumenti: pincete, hvataljek, kašike, potiskivači, ’’pištolji’’ (ubacivanje radioaktivnih zrnaca zlata u tumor,npr.) i sl. Dužina ovih instrumenata se kreće oko 20 cm (kvadratni zakon!) Pre upotrebe izvori se sterilišu u autoklavu, hemijskom sterilizacijom ili kuvanjem. U sva tri slučaja olovne cigle okružuju izvore zračenja. Posle upotrebe izvori se čiste od krvi i ostalog sadržaja na zaštitnom sloju. Koriste se razni rastvori i deterdženti.
  5. Za vreme izvođenja same aplikacije osoblje se štiti od zračenja raznim olovnim paravanima (samo su ruke u zračnom snopu).
  6. Za transport bolesnika sa ’’ugrađenim’’ izvorima zračenja treba koristiti najkraći i najbrži put do odeljenja na kome leći bolesnik.
  7. Kod klasične brahiterapije zračenje traje neprekidno nekoliko dana. Zato je neophodno smestiti bolesnika u zasebnu prostoriju. Ako se ne može izbeći zajednička soba, onda se kreveti ovih bolesnika premeštaju po uglovima sobe i ograđuju sa olovnim paravanima. Bolesnik sa aplikovanim izvorima ne sme da napušta krevet za sve vreme zračnog tretmana.
  8. Uklanjanje izvora posle završenog zračenja podleže istom režimu zaštite kao i sama aplikacija.
  9. ’’After-loading’’ tehnike u brahiterapiji rešavaju problem zaštite od jonizujućeg zračenja gotovo idealno. Ali, za ozračivanje bolesnika ovom tehnikom potreban je zaseban prostor (bunker i ostalo), što zahteva dodatna materijalna sredstva.

 

Teleradioterapija se deli na

Lica koja rade sa ovim izvorima zračenja po pravilu se zrače po celom telu.

Rendgenska cev mora biti u metalnom oklopu. Na povšini oklopa brzina doze zračenja ne sme biti veća od 1 cGy/min. Na bočnim spoljašnjim stranam terapijskih tubusa brzina doze zračenja takođe ne sme biti veća od 1 cGy/min. Obavezno se koriste filtri sa tačnom naznakom materijala (Al, Cu i sl.) i debljine, u milimetrima. Aparat se ne može uključiti ako filtar nije smešten u odgovarajuće ležište na donjoj strani oklopa rendgenske cevi.

U slučaju otvaranja vrata prostorije u kojoj se vrši zračni tretman, rendgenski aparat se automatski isključuje. Postoji audiovizuelni kontakt sa bolesnikom za vreme tretmana. Komandni sto se nalazi izvan prostorije u kojoj se vrši zračenje. Poseduje autotajmer za automatsko isključivanje aparata posle aplikovanja ćeljenje doze zračenja.

Što se tiče izotopskih mašina, glava mašine (izotop u olovnom oklopu), terapijski sto i stativ su smešteni u poseban bunkerski prostor sa debelim baritnim zidovima u koji se stiže hodnikom u vidu lavirinta.

Komandni sto se nalazi izvan bunkerskog prostora u prostoriji pored bunkera. Postoji audiovizuelna veza između prostorije sa komandnim stolom i bunkerskog prostora u kome se nalazi pacijent za vreme zračenja. Autotajmer u komandnom stolu prekida automatski zračenje posle postizanja željene doze. Za vreme zračnog tretmana pacijent je sam u bunkeru.

Jačina apsorbovane doze na spoljnoj površini glave mašine ne sme biti veća od 278 nGy/s, a na rastojanju od 1 m 8 nGy/s. Zaštita od primarnog zračnog snopa (gama zraci od 1,25 MeV) vrši se zidovima, tavanicom i vratima. Hodnik u vidu lavirinta sprečava ozračivanje vrata primarnim snopom. Zidovi se grade od baritnog betona, a debljina im zavisi od energije i intenziteta primanog zračnog snopa, kao i od udaljenosti izvora od najbližeg radnog mesta. Zaštita od sekundarnog zračenja koje nastaje u glavi mašine, pacijentu, terapijskom stolu i okolnim predmetima, postiže se zaštitnom barijerom za primarno zračenje (sekundarno zračenje ima manju energiju od primarnog). Iznenadno otvaranje vrata dovodi do prekidanja zračenja.

Električne supervoltažne mašine (betatron, linerani akcelerator) su izvori visokoenergetskih fotona (X) i brzih elektrona. Princip zaštite je isti ili gotovo isti kao kod izotpske mašine.

Umesto autotajmera doza se određuje preko broja impulsa. Debljina bunkerskih zidova je nešto veća, jer je reč o energijama fotona i do 45 MeV. Poseban problem predstavljaju brzi neutroni koji se oslobađaju iz jezgra atoma kada se koriste fotoni energije većih od 10 MeV. Foton predaje jezgru atoma apsorbera energiju, iz jezgra atoma se oslobađa neutron visoke energije i velike prodorne moći. Na taj način formiran snop brzih neutrona može se usporiti sudarima sa lakim jezgrima (vodonik, ugljenik i sl.) i kada se neutroni uspore do termalne energije, bivaju zahvaćeni od nekog jezgra preko već poznate (n, gama) nuklearne reakcije.

Zidovi bunkera su dovoljni da apsorbuju i brze neutrone, ali vrata konstruisana na klasičan način nisu zaštitna barijera za brze neutrone. Zato se u vrata bunkera ugrađuju materijali koji dobro apsorbuju neutrone (parafin i sl.).

Pošto foton izbaci iz jezgra jedan neutron, novonastali izotop postaje radioaktivan – postaje pozitronski emiter. Ova indukaovana radioaktivnost traje kratko vreme – svega 20 minuta kada brzina doze na površini pacijenta iznosi manje od 10¯³ cGy/h. Pozitroni se spajaju sa elektronima i pretvaraju u energiju fotona od 0,5 MeV.

Zračenje koje emituje bolesnik je gama zračenje nastalo anihilacijom pozitrona i elektrona. Indukovana radioaktivnost u radioterapiji se susreće samo kod primene visokoenergetskih fotona (betatron od 42 MeV). Neposredno po ozračivanju bolesnika fotonima energije od 42 MeV, zbog indukovane radioaktivnosti (pozitronska emisija), nekoliko minuta po završenom zračenju bolesnik će emitovatifotone od 0,5 MeV-a (gama zraci).

U nuklearnoj medicini otvoreni izvori (radiofarmaci) se koriste u dijagnostičke i terapijske svrhe. Najčešće su u pitanju tečni rastvori. Kod otvorenih izvora, pored eksternog, najveća opasnost se krije u internom ozračivanju, do koga dolazi ingestijom i inhalacijom radionuklida.

Potrebne su zasebne prostorije sa čekaonicama kako bi pacijenti sa već primljenim radionuklidom bili u jednoj, a pacijenti koji čekaju na intervenciju u drugoj čekaonici (u pitanju je dijagnostička procedura). Ukoliko je reč o primeni radiofarmaka u terapijske svrhe, bolesnici se obavezno hospitalizuju u zasebne sobe, uz odgovarajuće zaštitne mere. Pri otpuštanju ovih pacijenata sa odeljenja radioaktivnost izvora ne sme biti veća od 1,1 GBq za P-32, 0,55 GBq za J-131, 0,37 GBq za koloidno zlato Au-188 i Y-90.

Osoblje koje radi sa ovim izvorima zračenja treba da bude upoznato sa načinom primene ovih izvora, vrstom zračenja, energijom i vremenom poluraspada kao i mogućim akcidentima i njihovim posledicama.

Za aplikovanje ovih radiofarmaka koriste se sudovi sa zaštitnim teško lomljivim zidovima (špricevi i sl.). Zabranjeno je pipetiranje ustima već se koriste posebne pipete sa balonima za dobijanje negativnog pritiska. U radnim prostorijama zabranjeno je pušenje, uzimanje hrane, pića i kafe.

Zabranjena je primena radiofarmaka kod gravidnih žena i u toku dojenja.

Kolektivna i lična dozimetrija

 

U ustanovama u kojima se koriste izvori zračenja (radioizotopi, rendgen-aparati, izotopske i električne mašine) potrebna je stalne kontrola nivoa ozračivanja osoblja. Ova kontrola se sprovodi kolektivnim i ličnim dozimetrima.

Za kolektivnu dozimetriju služe stacionarni i pokretni monitorni sistemi koji se sastoje od detektora radijacije (Gajger – Milerov detektor), lokalnog indikatora radijacije i radijacionog monitora. Na skali monitora se čita intenzitet zračenja, a postoje i vizuelni i akustični signali koji upozoravaju na prisustvo jonizujućeg zračenja u određenom prostoru.

Lični dozimetri su obavezni deo opreme svake osobe koja radi sa izvorima zračenja. Najčešće se koriste film-dozimetar, termoluminiscentni dozimetar (TLD) i stilo-dozimetar (penkalo-dozimetar).

 

Zdravstvena kontrola osoblja i okoline

 

Sa izvorima zračenja mogu raditi osobe koje imaju odgovarajuću stručnu spremu i koje ispunjavaju zdravstvene uslove propisane odgovarajućim pravilnikom.

Osobe koje rade sa izvorima zračenja dužne su da se jednom godišnje podvrgnu sistematskom zdravstvenom pregledu, i to u tačno određenim ustanovama. Pri ovim pregledima se naročito obraća pažnja na organe koji su najviše izloženi zračenju, kao i na radiosenzitivne delove tela. Ukoliko se utvrdi da je osoba primila dozu zračenja iznad dozvoljene granice i/ili se otkriju oštećenja teže prirode, mora biti premeštena iz zone zračenja na radno mesto gde se ne radi sa izvorima zračenja. Ovaj premeštaj može biti privremen ili trajan.

U kontroli okoline primenjuje se prospekciona dozimetrija (polugodišnja i godišnja), merenje koncentracije slobodnih lakih jona (godišnja i dvogodišnja).

Obezbeđivanje odgovarajućeg kvaliteta vazduha u radnoj sredini – smanjivanje koncentracije slobodnih lakih jona u prostorijama gde se primenjuju izvori jonizujućih zračenja.

Pri normalnim uslovima dešavaju se jonizaciono-rekombinacioni procesi, kao posledica dejstva kosmičkog, ultravioletnog, radioaktivnog zračenja, i električnih pražnjenja. U vazduhu se održava 200–500×106 jona/m3.

Održavanje prihvatljive koncentracije (manje od 400×106 jona/m3) slobodnih lakih jona postiže se obezbeđivanjem adekvatnog provetravanja prostorije.

 

 

Kontrola rendgenskih uređaja

 

Sve rendgenske uređaje moraju kontrolisati ovlašćene službe :

Izvor

Exit mobile version