Физические проблемы лучевой терапии в детском возрасте

При терапии высокоэнергетическими излучениями повышен­ные требования предъявляются к определению линейных размеров, площади, объема патологических образований, органов и анатоми­ческих структур и их взаимному расположению у конкретного боль­ного ребенка. Точное знание этих параметров является основным при составлении топометрической карты.

Для их получения необходимо привлечение всех клинических, инструментальных и лучевых средств обследования. Первоначально определяются уровень расположения патологического очага и его гра­ницы и зоны, подлежащие экранированию. Эти данные отмечаются на коже ребенка в положениях, в которых затем будет проводиться облучение. Эти позиции необходимо тщательно зафиксировать в то­пометрической карте и продублировать эти сведения в истории бо­лезни, т. к. ребенок, в отличие от взрослого больного, не может точно соблюдать свое положение во время сеансов облучения.

В настоящее время использование компьютерной томографии крайне необходимо для изготовления топометрических карт у де­тей, т. к. только с ее помощью возможно уточнение границ распо­ложения опухолевого очага и прилежащих органов.

Кроме того, использование компьютерных томограмм позволя­ет производить определение плотности отдельных органов и тка­ней, что имеет значение для вычисления поглощенных доз при лу­чевой терапии (Orton, 1982).

Отметим, что согласно рекомендациям МКРЗ (1987), в области черепа контуры тела можно определить с погрешностью в несколь­ко миллиметров, а в области живота — до 10 мм, учитывая при этом, что контуры тела могут изменяться во время облучения. Последнее может быть связано с выраженной регрессией опухоли (например, мягкотканного компонента саркомы Юинга) или уменьшением массы тела больного. В связи с этим, в процессе облучения возможно вне­сение корректировочных поправок в топометрическую карту.

Задача планирования облучения заключается в создании та­ких условий, при которых поглощенная доза в объеме мишени со­ответствовала +5% необходимой дозы излучения и в то же время, она в окружающих нормальных тканях была минимальной (доклад МКРЗ, 1987). Важность осуществления этой задачи особенно воз­растает при дозиметрическом планировании облучения детей. Спе­цифика детского организма требует тщательной защиты здоровых жизненно важных растущих органов от действия ионизирующего излучения. Из-за малых размеров тела ребенка повышаются требо­вания к обеспечению больших градиентов дозы, т. е. к формирова­нию дозных полей с использованием защитных и формирующих приспособлений.

Важность выполнения этих условий хорошо демонстрируется исследованиями Г. А. Козина и Н. А. Лютовой (1985), которые провели дозиметрические исследования для изучения дозовых на­грузок на органы и ткани вне поля облучения при лучевой терапии детей по поводу нефро- и нейробластом. В результате выполнен­ной работы были получены коэффициенты, позволяющие опреде­лить дозу в любой точке тела больного в процентах от очаговой дозы. Так, на основании их предложений, например, можно было рассчитать среднюю дозу, полученную левым легким при дистан­ционной гамма-терапии, проведенной по поводу левосторонней нефробластомы в дозе 30 Гр, подведенных с открытого поля разме­рами 10х15 см. Она составила 0,26 Гр.

Практика дистанционной лучевой терапии показала, что, при­меняя набор из свинцовых блоков определенной геометрической формы, не всегда можно полностью экранировать органы, имею­щие сложную конфигурацию. Вследствие этого, эффективность их защиты заметно снижается. В связи с этим, очевидно, что необхо­димо изготовление фигурных защитных блоков для облучения кон­кретного больного.

Формирующие устройства должны располагаться на расстоя­нии не менее, чем 15 см от поверхности тела ребенка. Это позволя­ет исключить опасность лучевого воздействия на кожу вторичного излучения, образующегося при облучении защитного блока, изго­товленного из свинца.

Эффективность использования защитных приспособлений мож­но проиллюстрировать следующим примером (рис. 4). При облуче­нии парааортальных и подвздошных лимфатических узлов, которые наиболее широко проводятся у детей при лечении нефробластомы, лимфогранулематоза, даже при использовании тормозного излучения энергией 10 МэВ доза на 11—13 см от края поля составляет 2% от очаговой дозы (0,8 Гр при дозе излучения на лимфатические узлы 40 Гр). Применение свинцового блока толщиной 6 см, помещаемо­го по нижнему краю светового поля, и специального устройства для защиты мошонки позволило снизить дозу излучения, попадающую на яички в 30 раз — до 0,07% (0,21 Гр при 30 Гр на лимфоузлы).

В ОНЦ РАМН различные защитные блоки и устройства ис­пользуются при проведении лучевого лечения почти у 80% детей.

Однако необходимо помнить, что при формировании дозных полей с использованием защитных и формирующих блоков доза в поле облучения изменяется, т. к. изменяется вклад прямопрошедшего и рассеянного излучений. Это необходимо учитывать при пла­нировании методики облучения.

В ОНЦ РАМН в отделении клинической дозиметрии и топометрии (Н. А. Лютова, 1985) на основании экспериментальных дан­ных была разработана методика расчета мощности дозы в поле, сфор­мированном с применением защитных блоков с помощью обычных таблиц тканевоздушных отношений.

Для облучения опухолей малого размера, лежащих вблизи от жизненно важных органов, были созданы дополнительные коллиматоры к гамма-терапевтическим аппаратам типа «Рокус» и «Агат» (Н. А. Лютова, 1985). Дополнительные коллиматоры представляют собой сменные свинцовые цилиндры высотой 165 мм и внешним диаметром 85 мм (рис. 5).

Рис. 5. Сменные свинцовые коллиматоры, применяемые при дистанцион­ном гамма-облучении опухолей малого объема (ретинобластомы и др.).

Расстояние от источника до внешнего края коллиматора 530 мм, внутренние диаметры коллиматоров рав­ны 20 и 30 мм. При этом основная диафрагма аппарата не пере­крывает источника, т. к. устанавливается поле размером 5х5 см или 6х6 см. Диаметр поля на расстоянии 75 см от источника по 50%-ной изодозе составляет соответственно 2,8 и 4 см. Используя коллиматор, можно увеличить полезную ширину пучка по 90%-ной изодозе до 32 мм по сравнению с 20 мм для поля 4х4 см без коллиматора и при этом уменьшить ширину полутени (от 90% до 20%-ной изодозы) с 16 мм при работе без коллиматора до 6 мм при работе с ним. При сравнении лозных распределений, получен­ных для поля 4х4 см без коллиматора и с ним диаметром 30 мм, было получено, что разница по дозе в области полутени достигает 50%. Использование коллиматора этой же конструкции с внутрен­ним диаметром 20 мм создает поле с полезной шириной 20 мм и полутенью 6 мм. Он может использоваться при облучении любых резко очерченных очагов малых размеров, расположенных рядом с критическими органами. Нами он был использован при лучевой терапии детей с ретинобластомой. Сравнительный анализ лучевых нагрузок на хрусталик, головной мозг, здоровый глаз, проведен­ный при гамматерапии ретинобластомы показал, что они на 80% ниже при использовании коллиматоров по сравнению с методикой такого же облучения с 2-х открытых полей.

При облучении электронами различных новообразований у де­тей для защиты критических органов применяют экраны из метал­лов с большим атомным номером.

В ОНЦ РАМН для изготовления защитных блоков был ис­пользован сплав Вуда. В результате дозиметрических исследова­ний было показано, что для энергии 6 МэВ достаточной толщиной блока можно считать 0,2 см свинца, для 9 МэВ — 0,5 см сплава Вуда, а для 13, 17 и 20 МэВ — 1 см сплава Вуда. Было показано, что частичное перекрытие электронного пучка блоком лишь не­значительно изменяет дозы в максимуме ионизации по сравнению с открытым полем (Н. А. Лютова, 1985).