ОСНОВЫ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ Профессор, Игнатьев Юрий Тимофеевич

План лекции Исторический экскурс, роль и значение лучевой терапии Классификация методов лучевой терапии Лучевая терапия в онкологии. Общие принципы Аппаратура для лучевой терапии Этапы лучевой терапии опухолей Лучевая терапия неопухолевых заболеваний

Исторический экскурс 1896 г.– Решетило Д. – эпиляционный эффект 1901 г. – Данло (Франция) впервые применил радий для лечения ЗНО 1904 г. – Морозов С. – приобретение радия для лечения 1906 г. – лечение опухолей различной локализации (Д.Решетило, Гейнац)

Виды ионизирующих излучений Квантовые -рентгеновское -рентгеновское -гамма-излучение -гамма-излучение -тормозное излучение высоких энергий (ТИВЭ) -тормозное излучение высоких энергий (ТИВЭ)Корпускулярные -электроны -электроны -протоны -протоны -нейтроны -нейтроны Источники излучений: -Рентгеновские установки -Линейные ускорители -Радионуклиды -Бетатроны, циклотроны

Классификация методов лучевой терапии 1. Дистанционная гамма-терапия - статическая - подвижная: ротационная, маятниковая (секторная) 2. Терапия тормозным излучением высокой энергии - статическая - подвижная

Методы лучевой терапии 3. Терапия быстрыми электронами - статическая - подвижная 4. Рентгенотерапия - статическая - подвижная

Методы лучевой терапии Контактные методы (брахитерапия): Контактные методы (брахитерапия): 1. Внутриполостной 1. Внутриполостной закрытыми источниками а. Эндостаты (афтелодинг). АГАТ-В-Со 60, АНЕТ-ВА- Сf 252 б. Внутриполостное - открытыми источниками (в баллонах, коллоидный раствор, макро суспензии в желатине, гуммиарабике) 2. Внутритканевой 2. Внутритканевой Внутритканевое облучение закрытыми источниками - Со 60, Сf 252, Cs 137 в виде игл, трубочек, гранул, стержней

Методы лучевой терапии Контактные методы: Контактные методы: 3. Радиохирургический 3. Радиохирургический 4. Аппликационный 4. Аппликационный 5. Близкофокусная рентгенотерапия 5. Близкофокусная рентгенотерапия 6. Метод избирательного накопления изотопов (в кровеносную, лимфатическую или в тканево- жидкостную систему –J1 31, Р 32, Аи 198, Sr 89, Sm 153, Re 188 ) 6. Метод избирательного накопления изотопов (в кровеносную, лимфатическую или в тканево- жидкостную систему –J1 31, Р 32, Аи 198, Sr 89, Sm 153, Re 188 )

Аппараты лучевой терапии Гамма- терапевтический аппарат РОКУС

Аппараты лучевой терапии Головка гамма- терапевтического аппарата

Линейный ускоритель (схема)

Линейный ускоритель

Линейный ускоритель на 20 Мэв

Аппарат АГАТ-В для внутриполостной терапии

Системы эндостатов (метрокольпостатов) для проведения внутриполостной гамма-терапии

Подготовка к сеансу внутриполостной гамма- терапии на аппарате «Агат-ВУ». К системе эндостатов подсоединены шланги для передачи радиоактивного источника

Аппарат для внутриполостной лучевой терапии «Селектрон»

Визуализация при высокомощностной брахитерапии ONCENTRA PROSTATE NUCLETRON ONCENTRA PROSTATE NUCLETRON

Внутритканевая лучевая терапия

Аппликационная лучевая терапия

Радионуклидная терапия

Область применения радионуклидов Лечение онкологических заболеваний Лечение онкологических заболеваний ­Рак щитовидной железы ­Костные метастазы ­Лимфомы ­Нейроэндокринные опухоли (феохромоцитома, карциноиды) ­Гепатоцеллюлярный рак Другие заболевания Другие заболевания ­Диффузный токсический зоб (и др. заболевания, сопровождающиеся тиреотоксикозом) ­Ревматоидный и другие артриты ­Тромбоцитемии, полицитемии ­Терапия рестенозов и др.

Используемые радионуклиды 131 I ( 131 I-йодид натрия) 131 I ( 131 I-йодид натрия) 89 Sr ( 89 Sr-хлорид, метастрон) 89 Sr ( 89 Sr-хлорид, метастрон) 153 Sm ( 153 Sm-оксабифор) 153 Sm ( 153 Sm-оксабифор) 111 In ( 111 In-октреотид) 111 In ( 111 In-октреотид) 188 Re ( 188 Re-HEDP) 188 Re ( 188 Re-HEDP) 90 Y ( 90 Y-микросферы, пептиды, цитрат, моноклональные антитела)

131 I-йодид натрия Самый востребованный радионуклид в мире Самый востребованный радионуклид в мире MIBG-терапия (метайодбензилгуанидин) – лечение нейроэндокринных опухолей MIBG-терапия (метайодбензилгуанидин) – лечение нейроэндокринных опухолей Безальтернативный метод лечения метастатического дифференцированного рака щитовидной железы Безальтернативный метод лечения метастатического дифференцированного рака щитовидной железы

Основное направление – радиойодтерапия дифференцированного (папиллярного и фолликулярного) рака щитовидной железы Основное направление – радиойодтерапия дифференцированного (папиллярного и фолликулярного) рака щитовидной железы Лечение костных метастазов – стронция- 89 хлорид Лечение костных метастазов – стронция- 89 хлорид

Показания к лечению 131 I при ДРЩЖ Послеоперационная радиойодаблация при опухолях Т3-Т4, N+ Послеоперационная радиойодаблация при опухолях Т3-Т4, N+ 20-летняя выживаемость до 90% Самостоятельная радиойодтерапия метастатического ДРЩЖ – IVС стадии Самостоятельная радиойодтерапия метастатического ДРЩЖ – IVС стадии 5-летняя выживаемость – до 60% 5-летняя выживаемость – до 60%

Противопоказания Беременность, период лактации Беременность, период лактации Тяжелое общее состояние Тяжелое общее состояние При пероральном применении – острые и хронические заболевания ЖКТ в стадии обострения При пероральном применении – острые и хронические заболевания ЖКТ в стадии обострения

Адронная терапия Адроны – частицы атомных ядер Адроны – частицы атомных ядер В клинической практике: протоны, нейтроны, ионы углерода В клинической практике: протоны, нейтроны, ионы углерода Преимущества адронной терапии: Преимущества адронной терапии: - слабо рассеиваются в в тканях - слабо рассеиваются в в тканях - имеют четко определенный пробег в тканях - имеют четко определенный пробег в тканях - линейная передача энергии достигает максимума на определенной глубине (пик Брэгга) - линейная передача энергии достигает максимума на определенной глубине (пик Брэгга) - доза в опухоли может превосходить дозу на поверхности кожи (в 2-3 раза снижается лучевая нагрузка на окружающие здоровые ткани) - доза в опухоли может превосходить дозу на поверхности кожи (в 2-3 раза снижается лучевая нагрузка на окружающие здоровые ткани) - плотно ионизирующее излучение, вызывающее летальные повреждения клеток, а не сублетальные, как при других видах излучений - плотно ионизирующее излучение, вызывающее летальные повреждения клеток, а не сублетальные, как при других видах излучений

Адронная терапия В мире около 30 центров протонной терапии В мире около 30 центров протонной терапии Россия: Институт теоретической и экспериментальной физики (Москва); Институт ядерной физики (Санкт-Петербург); Объединенный институт ядерный исследований (Дубна) Показания: опухоли, расположенные вблизи или внутри критических органов, рецидивные опухоли, умеренно радиочувствительные опухоли

Адронная терапия Нейтронная терапия: Нейтронная терапия: Московский радиологический научный центр – реактор быстрых нейтронов Московский радиологический научный центр – реактор быстрых нейтронов НИИ онкологии (Томск) – нейтронный ускоритель НИИ онкологии (Томск) – нейтронный ускоритель Челябинский онкологический центр – нейтронный генератор Челябинский онкологический центр – нейтронный генератор

Протонный пучок синхрофазотрона

Центр нейтронной терапии (Челябинск)

Основные методы лечения онкологических больных: Лучевая терапия ~ 75 % (50%) Хирургическое лечение ~ 43 % (29%) Химиотерапия > 50 % Лучевая терапия ~ 75 % (50%) Хирургическое лечение ~ 43 % (29%) Химиотерапия > 50 %

Лучевая терапия радикальная, паллиативная, симптоматическая Хирургическое лечение Лучевая терапия Химиотерапия Комбинированная -Предоперационная -Интраоперационная -Послеоперационная Комплексная

Лучевое лечение злокачественных опухолей Радикальное (полное уничтожение опухоли) (полное уничтожение опухоли) Паллиативное (задержка роста и распространения опухоли, продление жизни больного) Симптоматическое Локализация, размер, характер роста, гистологическое строение (тканевая принадлежность, степень дифференцировки), стадия развития опухоли

Стадии развития злокачественных опухолей Стадии развития злокачественных опухолей T ( 0-4 ) N ( 0-3 ) M ( 0-1 ) (I – IV) Характеристика первичной опухоли (локализация, размер, прорастание окружающих тканей) Характеристика первичной опухоли (локализация, размер, прорастание окружающих тканей) Поражение регионарных лимфатических узлов Поражение регионарных лимфатических узлов Наличие или отсутствие отдаленных метастазов Наличие или отсутствие отдаленных метастазов

Радикальный курс Паллиативный курс Симптоматический курс Радикальный курс Паллиативный курс Симптоматический курс T 1-2 N 0-1 M 0 T 2-3 N 1-2 M 0 T 4 ; N 1-2 ; M 1

Виды лучевого лечения I. Предоперационная лучевая терапия: а.добиться гибели или снижения жизнедеятельности клеток (предотвратить рецидив), б.блокировать пути метастазирования, в. уменьшить размер опухоли 2. Послеоперационная ЛТ: а. противовоспалительный эффект, б. убить оставшиеся клетки после операции, в. при нерадикальной операции - поражение оставшихся клеток опухоли шихся клеток опухоли г. убить клетки в зоне метастазирования

Действие излучения ( экспозиционная доза ) Физические изменения атомов и молекул – ионизация, образование ионных пар, свободных радикалов (поглощенная доза – Гр) Химические изменения (разрыв атомных и молекулярных связей) Биологический эффект (повреждения клеток, нарушение их функции: блокирование митозов, угнетение синтеза ДНК, хромосомные перестройки и т.д.) Клинические проявления (уменьшение репродуктивности, уничтожение опухоли; изменения здоровых тканей) Поглощение энергии веществом

Основной принцип лучевой терапии в онкологии Угнетение репродуктивной способности и разрушение структуры опухоли при минимальных лучевых повреждениях здоровых тканей Создание максимальной поглощенной дозы в опухоли При минимальном облучении окружающих тканей Суммарная доза в опухоли ~ 50 Гр

Оптимум дозы Доза Ликвидация опухоли Толерантность Нормальных тканей Эффект облучения Зависимость эффекта облучения от радиочувствительности опухоли и толерантности нормальных тканей % 100 Гр 50

Радиочувствительность тканей Наиболее чувствительны (критические органы): костный мозг, гонады, слизистая оболочка кишечника, лимфатическая ткань, хрусталик глаза костный мозг, гонады, слизистая оболочка кишечника, лимфатическая ткань, хрусталик глаза Умеренно чувствительны: Умеренно чувствительны: печень, почки, легкое, кожа, молочная железа, стенка кишки, нервная ткань печень, почки, легкое, кожа, молочная железа, стенка кишки, нервная ткань Относительно резистентны: Относительно резистентны: кости, соединительная ткань, мышцы кости, соединительная ткань, мышцы

Радиочувствительность опухолей Высокочувствительные: Семинома, медуллобластома мозжечка, опухоль Вильмса почки, лимфосаркома, ретикулосаркома, лимфогранулематоз, лимфомы, солитарные плазмоцитомы (дозы Гр) Среднечувствительные:Плоскоклеточный рак кожи, слизистой полости рта, носа, среднего уха, глотки, гортани, бронхов, пищевода, шейки матки, аденокарцинома матки, рак молочной железы, опухоли яичников (35-70 Гр) Низкочувствительные:Соединительнотканные саркомы (остеохондросаркомы), аденокарциномы желудка, кишечника, опухоли почек, печени, поджелудочной железы, меланома ( Гр)

Зависимость радиочувствительности и прогноза при ЛТ опухолей: От распространения, наличия или отсутствия регионарных метастазов, характера роста: экзофитный - благоприятный прогноз, эндофитный - неблагоприятный, скорости роста (чем меньше время удвоения, тем хуже прогноз), локализации (антральный рак желудка более благоприятен по прогнозу, чем кардиальный), пролиферативной активности,

От плотности сосудистой сети (менее 20% от стромы - плохой прогноз), наличия некроза (неблагоприятный), содержания гемоглобина, разносчика кислорода (ниже 12 мг% создается резистентность), способности потенциально летальных повреждений клеток восстанавливаться (саркомы), содержания аномальных ДНК и неодинакового набора хромосом (чувствительность повышается)

Этапы лучевого лечения: 1. Клиническая диагностика с биопсией 2. Планирование ЛТ 3. Топометрия 4. Дозиметрическое планирование 5. Реализация выбранных условий облучения 6. Этапное клиническое наблюдение

Планирование лучевой терапии: Задачи лечения Объем тканей, подлежащих облучению Вид ионизирующего излучения Способ облучения Разовые и суммарные дозы Возможный исход лечения

Топометрия

Дозиметрическое планирование - Выбор полей облучения Определение глубинной очаговой дозы с помощью изодозных кривых Определение ритма облучения

Ритм облучения - Непрерывное облучение (внутритканевой, внутриполостной, аппликационный методы)

Ритм облучения Дробное или фракционированное облучение: - Мелкое (разовая ежедневная доза 2,0- 2,5 Гр, недельная Гр) - Крупное (разовая – 4-6 Гр с интервалом в 2-3 дня, недельная Гр) Дробное или фракционированное облучение: - Мелкое (разовая ежедневная доза 2,0- 2,5 Гр, недельная Гр) - Крупное (разовая – 4-6 Гр с интервалом в 2-3 дня, недельная Гр)

Кривые глубинной дозы для фотонов

Кривые глубинной дозы для электронов

Распределение доз при контактной лучевой терапии

Облучение с нескольких полей: топометрическая схема Изодозные кривые

Компьютерная виртуальная топометрия с использованием объемной реконструкции области облучения

Конформная лучевая терапия Суперсовременные методики: Суперсовременные методики: - 3D-CRT – формирование трехмерной области облучения, стремящейся повторить форму опухоли - IMRT – распределение интенсивности пучка излучения с целью снижения дозы в пограничных с опухолью тканях и повышение доза в самой опухоли - IGRT – лучевая терапия с визуальным контролем органов изменяющих положение (легкие, кишечник, мочевой пузырь)

Реализация выбранных условий

Гемангиома губы До лучевой терапии Отдаленный период

Гемангиома губы До лучевой терапии Отдаленный период

ЛУЧЕВЫЕ РЕАКЦИИ И ОСЛОЖНЕНИЯ

Эритема кожи

Сухой эпидермит

Влажный эпидермит

Атрофия кожи

Лучевая язва

Постлучевой фиброз легких Лучевая терапия лимфогрануломатоза

Гамма-нож (Gamma-knife) Методика стереотаксического облучения: точное локальное облучение различных труднодоступных патологических образований головного мозга, многие из которых неоперабельные Методика стереотаксического облучения: точное локальное облучение различных труднодоступных патологических образований головного мозга, многие из которых неоперабельные Пучки излучение (Со-60) от 201 источника через отверстия коллиматоного шлема точно направляются на глубинно расположенную опухоль (размер не более 35 мм)

Гамма-нож (Gamma-knife) Показания: Показания: - Опухоли основания черепа (невриномы слухового и тройничного нервов, аденомы гипофиза, краниофарингиомы, хордомы) - Метастазы (даже множественные) - Глиальные опухоли любой локализации - Артерио-венозные мальформации - Тригеминальная невралгия

Гамма-нож (Gamma-knife) Этапы облучения: Этапы облучения: - Закрепление рамы стереотаксического аппарата - Сканирование головного мозга (КТ, МРТ, ангиография) - Планирование процедуры - Проведение сеанса облучения

Гамма-нож (Gamma-knife) Закрепление рамы стереотаксического аппарата

Гамма-нож (Gamma-knife) МРТ сканирование Микроаденома Астроцитома

Гамма-нож (Gamma-knife) Проведение облучения

Лучевая терапия неопухолевых заболеваний Воспалительные процессы (остеомиелит, анастомозит, гидраденит, бурситы) Дегенеративно- дистрофические заболевания костно- суставного аппарата сирингомиелия, некоторые другие неврологические заболевания сирингомиелия, некоторые другие неврологические заболевания -Боль -Отек -Воспаление -Избыточная клеточная пролиферация D ~ 5 Гр

ОСНОВЫ ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ Механизм действия: Механизм действия: 1. Расширение кровеносных и лимфатических сосудов, с последующим их сужением. 2. Образование биологически активных веществ (продуктов распада) 3. Изменение РН среды 4. Иммунологические сдвиги 5. Действие на нервные окончания (рецепторное поле)

Диапазон действия Противовоспалительное АнальгетическоеАнтиспастическое ЦитодеструктивноеДесенсибилизирующее Действие по стадиям 1. Воспалительная инфильтрация – рассасывание, 2. Некроз и нагноение – ускорение; 3. Регенерация - ускорение

ПОКАЗАНИЯ 1. Воспалительные (в т.ч. гнойные) процессы хирургического профиля (фурункулы, карбункулы, абсцессы, флегмоны, гидрадениты, рожистое воспаление, мастит, панариций, остеомиелит, тромбофлебит и т.д.) 2. Послеоперационные осложнения (анастомозит, инфильтрат, каузалгия, фантомные боли, свищи)

З. Дегенеративно-дистрофические заболевания костно-суставного аппарата (артрозы, остеохондрозы, периартриты, бурситы, пяточная шпора, эпикондилиты и т.д.) 4. Неврологические заболевания (неврит, невралгия, плексит, радикулит, арахноидит, сирингомиелия)

ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ 1. Абсолютные - тяжелое общее состояние стадии декомпенсации заболеваний, беременность, детский возраст стадии декомпенсации заболеваний, беременность, детский возраст лейкопения, тромбопения, лучевая болезнь лейкопения, тромбопения, лучевая болезнь 2. Относительные - острые септические и инфекционные заболевания после осложнений на коже от физио- или химиопроцедур после осложнений на коже от физио- или химиопроцедур