История развития радиохирургических методов в онкологии

 

 

В связи с тяжестью лучевой  болезни при лечении рака невозможно облучить весь организм, так как облучение приведёт к необратимым последствиям.

Расчет количества радиации, полученного организмом человека.

Каждый из нас сталкивается с радиацией в повседневной жизни. При  получение снимков рентгена мы подвергаем себя радиации. Хоть и  от одного раза на вряд ли произойдёт что-то кардинальное, но если мы будем облучать кого-то много раз (так делают с  онкологическими больными). И тогда  возникает вопрос как рассчитать количество радиации.  И ученые вывели общую формулу для нахождения дозы радиации, воздействующей на организм человека.

Е=∑w*H,

где E-{мГр}-радиация воздействующая на организм человека, W-{}-взвешивающие коэффициенты, которые отражают относительную чувствительность органов, H-{Гр}-средняя доза на орган для конкретного исследования,

Эволюция приборов, основанных на использовании радиоактивного излучения.

Еще за долго до кибер-ножа, “Новалиса”, и Гамма-ножа использовалась точечная радиация в лечении рака.  В 1910 году, на заре прошлого столетия, американские ученые Д.Пасто и П.Дегрэ разработали методику лечения, обеспечивавшую доставку необходимой дозы радиоактивного вещества к предстательной железе, не прибегая к тотальному облучению организма пациента.

Брахитерапия — вид радиотерапии, когда источник излучения вводится внутрь поражённого органа. Преимущество метода заключается в возможности подведения максимальных доз лучевой терапии непосредственно на опухолевый очаг и в зону интереса при минимизации воздействия на критические органы и смежные ткани.

С тех пор возникло многообразие приборов, основанных на различных  типах излучений:

Последними разработками в области радиоционной терапии  являются гамма-нож и кибер-нож. Гамма - нож был разработан специально для лечения опухолей головного мозга. Он представляет собой особый шлем, в который вмонтировано множество источников гамма-радиации. Применение такого шлема не совсем удобно для пациента. Голова должна быть прочно фиксирована, чтобы пучки радиации сходились все в одной точке. Кроме того, такая технология ограничивает применение этого метода лечения лишь опухолями головного мозга или основания черепа.

Кибер нож был разроботан в 1992 Джоном Адлером проффессором нейрохирургии  и радиционной онкологии, особенностью этого вида лечения являются трекингивые системы, позволяющие следить за мишенью, что позволяет автоматически наводить пучки. Комплекс трекинговых систем (систем следящих за мишенью) позволяет проводить точное лечение, не ограничивая дыхание пациента. Этот метод лечения не является экспериментальным и оплачивается крупными представителями рынка медицинского страхования. Рассмотрим подробнее устройство кибер-ножа.

Его непосредственным предшественником является прибор «Новалис», который по основным характеристикам является аналогом Кибер-ножа,  но все необходимые расчеты направления лучей на мишень производятся врачом-радиологом.

В отличие от «Новалиса» кибер-нож  полностю компютеризованная системы. Неотъемленной частью кибер-ножа (CyberKnife®(КН) ) является система визуализации.

Система визуализации и  слежения за целью. Положение мишени (облучаемой опухоли) отслеживается в течение всего сеанса облучения.

Система визуализации состоит из двух рентгеновских трубок, установленных на потолке, и детекторов размером 672x599x44 мм, вмонтированных в пол. Источники рентгеновского излучения располагаются таким образом, чтобы генерируемые ими пучки пересекались под прямым углом в центре визуализации, который находится на высоте 92 см от пола. Лечение проводится в пределах поля визуализации.

Расстояние между источником и изоцентром - 265см., между изоцентром и детектором - 65 см. Область активности детектора 25 см².

рис.1

После каждого нового измерения, автоматический манипулятор передвигает  луч в новую обозначенную позицию. Обычная частота снимков – 30-50 пар за фракцию. Но частота может  быть, как увеличена, чтобы получать ежесекундные снимки, так и уменьшена, чтобы обеспечить лишь установку оборудования и проверку верности данных.

При обычном радиохирургическом лечении, общая доставляемая доза за одну фракцию, приблизительно 30 пар  изображений, полученных за 30-60-секундный  интервал, чтобы отследить позиции  мишени. Например, при лечении метостазов в печени приходится постоянно изменять направление радиоактивных пучков, т.к. в процессе дыхания печень двигается. В результате общая доза 7,5 мГр. Собственно Кибер-нож представляет собой прибор, направляющий множество лучей под заданным углом к друг другу и

Определённой интенсивностью радиоактивного излучения так что  точкой пересечения лучей является раковая опухоль.

В процессе лечения неизбежно  незначительное облучение всего  организма, поэтому врач радиолог должен контролировать общую дозу облучения  полученною пациентом. Это имеет  особое значение при многократном лечении  с использованием Кибер-ножа. При  этом различные органы нашего тела способны выдержать разную радиоактивную  нагрузку. Что как мы знаем связано  с действием радиации на процесс  деления клеток.

В приложении 1 в таблицах 1, 2 и 3 представлены коэффициенты, позволяющие врачу перевести данные кибер-ножа по радиоционной нагрузке в единицы, принятые для воздействия радиации на организм человека (мЗв перевести в мГр) для передних, задних и боковых проекций рентгенографических изображений различных анатомических структур.

 

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ

Практическое применение Кибер-ножа рассмотрим на примере изучения анамнеза больного Ж., 50 лет, наблюдаемого в отделении радиологии и радиохирургии НИИНХ им. Бурденко с диагнозом: периферический рак нижней доли правого легкого, метастазирование (В данном случаем это можно назвать появлением злокачественных новообразований) в головной мозг.

При обследовании установлено  наличие очагов (метастазов или злокачественных новообразований) в головном мозге метастатического происхождения. В НИИНХ Бурденко 25/12/2007 проведено удаление метастаза правой гемисферы (половины) мозжечка. При гистологическом исследовании (это исследование образца тканей, взятого из организма человека) операционного материала установлено наличие умеренно дифференцированной (То есть клетки умеренно из специализированных здоровых превращаются в неспециализированные опухолевые) аденокарциномы (железистый рак, злокачественная опухоль, возникающая из клеток покровов или желёз)

При дальнейшем обследовании пациента установлен диагноз переферического рака правого легкого (при котором опухоль располагается в мелких бронхах), по поводу которого 28/2/2008 выполнена нижнедолевая лобэктомия (Удаление) правого легкого. В послеоперационном периоде проведена лучевая терапия на аппарате "Новалис" на место резекции (удалённой части органа) и лимфоузлов средостения. 

В октябре 2009 года (через 20,2 мес.) при очередном обследовании установлено наличие прогрессирование заболевания в виде появления солидарного метастаза ( в данном случае злокачественного новообразования) левой лобной доли. В Центре «ГаммаНож»  проведено стереотаксическое радиохирургическое лечение (является бескровным точным лучевым методом лечения патологических очагов головного и спинного мозга: начальных или вторичных) на аппарате "Гамма-нож" по краю мишени. При динамическом МРТ с момента лучевого лечения до января 2011 г отмечается уменьшение облученного метастатического очага на 20%, что было расценено как стабилизация процесса.

На контрольном  МРТ от 28.01.2011г  (через 15,5 мес. после предыдущего лечения) обнаружено появление 3 новых метастатических очагов. 08.02.2011г на аппарате "Новалис"  проведено стереотаксическое радиохирургическое лечение 3 очагов.

На контрольном МРТ  от 16.05.2011  (через 3,2 мес после лечения) отмечается полная и частичная регрессия облученных метастатических очагов и появление 2 новых.

На аппарате Кибер-Нож проведено стереотаксическое радиохирургическое лечение вновь появившихся метастатических очагов. Обследование и повторное  РХ (радиохирургическое) лечение проводилось в июле, сентябре и ноябре. На контрольной МРТ 08.09.2011 появление 2 новых мтс очагов.

На линейном ускорителе Кибер-нож 28.12.2011 и 30.12.2011г  проведен сеансы радиохирургического облучения: к мишени - опухоль в области правой и левой половине головного мозга и мозжечка.

На линейном ускорителе Кибер-нож 20.09.2012г проведен сеанс радиохирургического  облучения: к мишени в правую затылочную долю, левую теменную долю и левую  гемисферу (половину)  мозжечка  Лечение  проведено методикой множественных пучков.

На контрольных МРТ можно видеть расположение мишеней:

1) Январь 2011 года (3 очага).       

2) Май 2011 года (2 очага)

3) Июль 2011 года (5 очагов)                                                    

4) Сентябрь 2011 года (2 очага)                                                                                   

5) Ноябрь 2011 года (контроль с изменением ракурса съемки)

 

 

Появление очага в области  левого глаза. С 26.05.2011 по 03.06.2011 проведен курс СТЛТ на линейном ускорителе "Кибер-нож" на область заднего полюса левого глаза. методикой множественных пучков.

При контрольном обследовании нейроофтальмолога выявлен мтс (злокачественная опухоль) расположенного в нижней половине на крайне периферии левого глаза. На снимке показано расположение опухоли до лечения.

С 07.07.2011 по 13.07.2011 проведен курс СТЛТ в режиме гипофракционирования (количество снимков в одну фракцию понижена) на линейном ускорителе "Кибер-нож" на область мтс, расположенного в нижней половине на крайне периферии левого глаза. В течении курса стереотаксической радиотерапии к мишени за 5 фракций по 6 Гр в среднем. Такая доза облучения в разы превышает, дозу толерантности!!!

Обследование нейроофтальмолога  от: 13.09.2011 положительная динамика в виде полного регресса ткани, с формированием очагов хориоретинальной (задней части глаза) дистрофии (исчезновении), а также со стороны зрительных функций левого глаза. Острота зрения на левый глаз OS = 0,7 (в феврале 1,0  - в июле 0,2).

 

 

На основании проведенного анализа  эпикриза можно сделать следующие  выводы:

1. В настоящие время используется аппараты лучевой террапии нескольких поколений, при этом некоторые из них имеют узкую специализацую на определённую область тела. Например Гамма-нож.
2. Наиболее совершенным прибором радиохирургического воздействия можно считать кибер-нож, так как он не только останавливает деления раковых клеток, но и позволяет проводить опперации под постоянным контролем за мишеннью.
3. Современные радиохирургичееские приборы позволяют удалять раковые опухоли без вскрытия тканей, данная методика находится на стадии разработки и является очень перспективной.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В результате детального изучении темы можно говорить о том, что  онкологические не являются приговором. Разнообразные методики лечении  раковых заболеваний постоянно  совершенствуются, что позволяет  надеяться, что в будущем не будут  представлять угрозы для жизни человека.

 

 

Приложение 1.

Таблица 1.

Рассчитанные  значения для доз плоских рентгеновских  снимков,  
полученных на системе Кибер-нож

Область	кВ	мА	Мс	S, см2	D, мГр	<F>, 10-5 *мЗв/мГр*см2	F,мЗв/мГр	E,мЗв
Голова, шея	105-125	100	100	289	0,25	4,4	0,013	0,00325
Грудная клетка	120-125	100-125	100-125	289	0,25-0,5	20,7	0,06	0,015-0,03
Поясница	120-125	100-150	100-150	289	0,25-0,75	20,75	0,06	0,015-0,045
Крестец	120-125	100-300	100-300	289	0,25-2,00	27,7	0,08	0,008-0,16

 

Таблица 2.

Коэффициенты  для получения эффективной дозы(мЗв) из поглощенной дозы (мГр*см²  ) для верхних и нижних проекций. Все они имеют единицу измерения мЗв/мГр*см².

Кв	Голова (10-5)	Грудная клетка (10-5)	Поясница (10-5)	Брюшная область (10-5)	Тазобедренная область (10-5)
80	3,0	21,5	18,9	16,8	20,0
100	4,1	25,5	24,0	21,5	24,3
120	4,9	28,9	28,0	25,2	27,7