ГОУ ВПО Іванівська Медична Державна Академія
Росздрава Росії
Кафедра онкології, променевої діагностики та променевої терапії
РЕФЕРАТ
"Фізичні та біологічні основи променевої терапії "
Виконав студент 4 курсу
6 групи лікувального ф-ту
Боїв М.А.
Іваново 2011
Зміст
Введення
I. Фізичні основи променевої терапії (ЛТ)
Види і властивості іонізуючих випромінювань
Корпускулярні іонізуючі випромінювання
Фотонні іонізуючі випромінювання
II. Біологічні основи променевої терапії
Біологічна дія ІІ
Література
Введення
Променева терапія є одним з провідних методів лікування хворих зі злоякісними новоутвореннями, деякими системними і непухлинних захворювань. Як самостійний метод або у поєднанні з хірургічним або з хіміотерапією променева терапія показана і ефективна більш ніж у 75% хворих із злоякісними пухлинами.
Вперше рентгенівське випромінювання було застосовано для лікування злоякісних новоутворень шкіри незабаром після відкриття його Рентгеном в 1895 р. На самому початку ХХ століття деякі великі лікувальні установи вже працювали з рентгенівськими установками, спеціально створеними для опромінення. Однак примітивна дозиметрія приводила до сильного розкиду результатів аж до 1928 р., коли Другий Міжнародний конгрес радіологів ввів одиницю експозиційної дози рентген . Це поклало початок науковому розвитку використання іонізуючих випромінювань в діагностиці та терапії. У наступні десятиліття використання випромінювання для опромінення зросла завдяки розробкам більш складною апаратури. В останні роки з'явився широкий асортимент обладнання для променевої терапії, в тому числі g-терапевтичні апарати і генератори гальмівного випромінювання з енергіями від 50 кеВ до декількох мільйонів електрон-вольт, що дають пучки швидких електронів і високоенергетичних фотонів. При правильному виборі різних видів випромінювання до пухлини вдається підвести більш високу дозу опромінення, ніж це вдавалося раніше, і в той же час значно знизити дозу випромінювання в оточують пухлину тканинах.
Широкі показання до променевої терапії пояснюються можливістю застосування її як при операбельних, так і при неоперабельних формах пухлини, а також неухильно зростаючою ефективністю різних методів променевої терапії. Успіх променевої терапії пов'язаний з розвитком техніки, з появою нових конструкцій апаратів (джерел випромінювання), з розвитком клінічної дозиметрії, з численними радіобіологічних дослідженнями, що розкривають механізм регресії пухлини під впливом опромінення.
I. Фізичні основи променевої терапії (ЛТ) Види і властивості іонізуючих випромінювань
Ядра атомів природних і штучних радіоактивних елементів на відміну від стабільних нерадіоактивних знаходяться в стані нестійкої рівноваги. Такі ядра неминуче зазнають структурну перебудову. Розпад радіоактивних ізотопів супроводжується випусканням з ядра елементарних частинок (електрони, позитрони, a-частинки) і перетворенням в інше радіоактивне або стабільну речовину. При виході з ядра елементарних частинок випускається квант електромагнітного g-випромінювання.
Швидкість розпаду ядер залежить від їх будови і тому не може бути змінена. Середня тривалість, протягом якої атоми існують до розпаду, є строго визначеною величиною. Інтенсивність розпаду в кожен Наразі пропорційна числу атомів даного радіоактивної речовини; по мірі зменшення числа нестійких атомів інтенсивність розпаду зменшується. Час, в протягом якого розпадаються всі нестійкі атоми, називається періодом розпаду. Для кожного ізотопу цей період строго визначений. Зазвичай при характеристиці ізотопу вказується час напіврозпаду, протягом якого розпадається половина радіоактивного речовини. Елементарні частинки і g-кванти, генеровані при розпаді радіоактивних елементів, являють собою випромінювання, які застосовуються з лікувальною метою.
Іонізуючими називають випромінювання, які при взаємодії з середовищем, у тому числі з тканинами живого організму, перетворюють нейтральні атоми в іони (частки, що несуть негативний або позитивний електричний заряд).
Іонізуючі випромінювання (ІІ) поділяються на корпускулярні і фотонні (квантові). До корпускулярним випромінювань відносяться потоки заряджених частинок - електронів, позитронів, протонів, нейтронів, дейтронів, a-частинок, p-мезонів. Фотонні випромінювання - це потоки квантів, не мають заряду, енергія яких визначається їх частотою або довжиною хвилі.
Фотонні ІІ включають g-випромінювання радіоактивних ізотопів, характеристичне і гальмівне випромінювання, що генеруються прискорювачами електронів.
Механізми взаємодії фотонних і корпускулярних випромінювань з речовиною неоднакові, але підсумок взаємодії подібний - іонізація середовища поширення.
Для характеристики взаємодії різних видів ІВ використовуються три основних параметри:
Гј Лінійна щільність іонізації (ЛПІ) - середня кількість пар іонів, утворених зарядженої частинкою, на одиницю довжини пробігу. ЛПІ характеризує іонізуючу спроможність випромінювання.
Гј Лінійна передача енергії (ЛПЕ) - середня енергія, передана частинкою речовини на одиницю довжини пробігу частинки.
Гј Середня довжина вільного пробігу . В результаті взаємодії ИИ з речовиною енергія іонізуючих частинок зменшується до тих пір, поки вона не стане сумірною з енергією теплового руху молекул. Шлях, який проходять при цьому частинки, характеризується середньою довжиною вільного пробігу в даній речовині.
Корпускулярні іонізуючі випромінювання
Позитивно заряджені частинки
a -випромінювання являє собою потік ядер гелію, несучих два позитивних заряду. Так як маса a-частинок значна в порівнянні з масою електронів атомів, з якими вони соударяются, то траєкторія a-частинок прямолінійна. Внаслідок великого заряду і малій швидкості a-частинки дуже інтенсивно взаємодіють з електронами поглинаючого матеріалу; швидко витрачаючи свою енергію, вони встигають пройти дуже малу відстань. У тканинах людини a-частинки поглинаються на глибині 50 мкм, в повітрі їх пробіг дорівнює 7-12 см. Це визначає відносно малу радіаційну небезпеку a-частинок при зовнішньому опроміненні.
Протонні пучки. Як і a-частинки, характеризуються найбільшими масою і зарядом у порівнянні з іншими видами ШІ. Їх траєкторії також прямолінійні.
ЛПІ, створювана позитивно зарядженими частинками, нерівномірна уздовж треку частинки, утворює в кінці пробігу так званий "пік Брегга", тобто важкі частки в кінці шляху дають ЛПІ, в сотні разів перевищує ЛПІ на початку шляху (рис.1). Це пояснюється тим, що, вповільнюючись, важкі частинки взаємодіють з речовиною зі значно більшою ймовірністю. Положення піку Брегга залежить від енергії частинок - чим більше енергія, тим більша глибина його локалізації.
ЛПІ
Пік Брегга
Рис.1. Протони з енергією 160-180 МеВ
Наявність піку Брегга і можливість управління його локалізацією на глибині створюють сприятливі умови для променевої терапії протонними пучками високих енергій. В даний час існують різні пристрої, за допомогою яких з плазмового шнура, палаючого у водневій атмосфері, витягуються вільні від електронів ядра водню - протони. Вони прискорюються в циклічних прискорювачах, набуваючи необхідну енергію.
Основними перевагами використання протонних пучків в променевій терапії є формування не розбіжних пучків і можливість підведення необхідного кількості енергії на задану глибину, відповідну піку Брегга. При цьому тканини, розташовані за межами пу...
