Российские бетатроны для иолт

Опыт радиотерапевтов НИИ онкологии при лечении больных с различными локализациями злокачественных новообразований показал вполне удовлетворительную переносимость лучевой терапии быстрыми электронами, минимальное число местных лучевых реакций и отсутствие выраженных лучевых повреждений нормальных тканей в отдаленный период наблюдения. Клинические данные на наличие рецидивов и метастазов опухоли при двухлетнем сроке наблюдения у больных раком молочной железы отсутствовали. В то же время снижена лучевая нагрузка на пациентов в процессе лечения. Вместе с тем выявились некоторые функциональные недостатки медицинского бетатрона. Конструкция магнитопровода этого ускорителя (трехстоечная) позволяет получать симметричные дозные поля значительно больших размеров в плоскости ускорения за счет, в основном, естественной расходимости выведенного электромагнитным способом пучка. Однако в плоскости, перпендикулярной плоскости ускорения, расходимость пучка обусловлена только рассеянием электронов при прохождении материала выводного окна ускорительной камеры, определяется соотношением между энергией электронов и толщиной выводного окна и недостаточна для получения больших размеров дозных полей. Поэтому в ряде случаев приходилось стыковать дозные поля, что не исключало неравномерность облучения и усложняло оценку дозы на границе полей. Отмеченные недостатки впоследствии были устранены при дальнейшем совершенствовании установки. Относительно новым направлением в современной лучевой терапии злокачественных опухолей является интраоперационная лучевая терапия (ИОЛТ) – вид лучевой терапии, при которой облучение патологического очага у больного проводят непосредственно во время операции. В последнее десятилетие метод ИОЛТ интенсивно разрабатывается за рубежом и в России.

Рис.8. Бетатрон МИБ-6Э с выведенным электронным пучком для интраоперационной терапии.

Важная особенность методики ИОЛТ в НИИ онкологии состоит в том, что облучение проводится непосредственно в операционной. Такой вариант ИОЛТ очень удобен, но не всегда возможен. Например, в онкологическом институте им. Герцена в Москве при проведении ИОЛТ пациента из операционной транспортировали под наркозом в зал ускорителя, а после облучения возвращали его в операционную. В институте онкологии СО РАМН ускоритель МИБ-6Э размещен над операционным столом на специальной подвеске, обеспечивающей необходимые степени свободы для манипуляций ускорителем при подготовке его к процедуре облучения. Режим ИОЛТ существенно отличается от традиционной лучевой терапии. Однократная очаговая доза при ИОЛТ на много больше дозы стандартного режима и может быть доведена до 20 Гр, что соответствует 72 Гр стандартного курса фотонной терапии. Подведение к патологическому очагу высокой однократной дозы в условиях операционной, когда пациент находится под наркозом, ставит разработчиков подобных ускорителей перед необходимостью обеспечить высокую мощность дозы, создаваемую электронным пучком в зоне облучения.

В малогабаритном бетатроне данная задача решена путем перевода его на импульсное питание с частотой 100 Гц.

Основные технические характеристики малогабаритного бетатрона МИБ-6Э:

Максимальная энергия электронов на равновесной орбите, МэВ	6.5
Мощность поглощенной дозы электронного пучка на РИП 700 мм, Гр/мин	6
Частота следования импульсов, Гц	100
Равномерность дозы в поле облучения размером 120 х 80 мм2, %	5
Мощность, потребляемая из бытовой сети, кВт	2
Допустимый интервал температуры окружающей среды, °С	–20 +40

Масса блоков установки, кг

Излучатель с формирователем дозных полей и свинцовой защитой	200
Блок питания	80
Пульт управления	16

Габаритные размеры блоков, мм

Излучатель со свинцовой защитой (без формирователя дозных полей)	460х400
Блок питания	400х500х600
Пульт управления	380х375х180
Формирователь дозных полей	200х700

На основании опыта эксплуатации бетатрона МИБ-6Э был разработан бетатрон на энергию выведения пучка 10 МэВ. В этом бетатроне для обеспечения выхода широкого пучка электронов обратный магнитопровод выполнен трехстоечным, а полюс электромагнита, как и в шестимэвном бетатроне, сделан 6-гребневым. В бетатроне предусмотрена двойная система контроля мощности дозы и автоматическое управление заданного уровня дозы. Таких ускорителей было изготовлено три. Один установлен в институте онкологии СО РАМН. Вид бетатрона показан на рис. 9. Бетатрон используется в основном для лечения рака молочной железы.

Рис.9. Бетатрон МИБ-10Э

Такой же бетатрон поставлен в Челябинском онкологическом диспансере, где применяется для интраоперационной терапии.

Третий бетатрон поставлен в госпиталь г. Ковентри, Великобритания.

Современный медицинский бетатрон представляет собой совершенный аппарат, обладающий всеми степенями свободы, способный обеспечить эффективное облучение тормозным пучком или пучком электронов. При этом необходимо стремиться к тому, чтобы максимальная доза энергии пучка была бы передана клеткам опухоли в виде лечебной дозы излучения, а окружающие опухоль здоровые ткани и органы не были бы повреждены.