Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом

При воздействии радиоактивного излучения на ткани часть энергии поглощается. Биофизическое воздействие на клетки и ткани поглощенного излучения заключается в ионизации и возбуждении атомов и молекул. Этот процесс, занимающий доли секунды, одинаков для всех видов ионизирующего излучения. Образующиеся при облучении короткоживущие (доли секунды) свободные радикалы

имеют очень короткий пробег в тканях (10 нм). Это означает, что любое повреждение клеток происходит очень быстро и в ограниченном пространстве. Несмотря на почти мгновенное действие облучения, биологические эффекты могут быть отсрочены на дни, месяцы и даже десятилетия (мутагенный и канцерогенный эффекты).

Для определения количества радионуклида и силы его воздействия на ткани используют следующие понятия:

• экспозиционная доза (Х), характеризующая энергию фотонного излучения, затраченную на ионизацию массы сухого воздуха (измеряется в рентгенах);

• поглощенная доза (D), характеризующая количество энергии, переданной облучаемому объекту, приходящейся на единицу его массы. В современной медицинской радиологии единицей поглощенной дозы является 1 Грей (Гр). При поглощении дозы 1 Гр облучаемому веществу массой 1 кг передается энергия, равная 1 Дж. Мощность поглощенной дозы соотнесена с единицей времени (1 Гр/с). Для измерения поглощенной дозы используется и внесистемная единица - рад (1 Гр = 100 рад).

Дозиметрическая аппаратура

Для измерения дозиметрических показателей ионизирующего излучения применяется специальная аппаратура. В течение последних десятилетий контроль доз осуществлялся с помощью дозиметров, регистрирующих электрические заряды, возникающие в облучаемой среде (ионизационный метод). Разработаны детекторы, основанные на полупроводниковом, термолюминесцентном, фотографическом методах.

Планирование облучения

Планирование облучения больного заключается в выборе источника излучения, метода и параметров облучения, т.е. его дозы, мощности и длительности. Для этого, помимо данных об источниках излучения и радиотерапевтической аппаратуре, необходимо получить топометрическую информацию о подлежащей облучению области тела больного. Она представляется в виде топометрических карт в плоскостях сечения тела больного, на которых изображают контуры тела, всех органов и структур.

После выбора способа облучения и вида излучения определяют метод (статический, подвижный, однопольный, многопольный и т.д.). Для правильного подбора доз используют атласы, в которых

собраны карты изодоз в зависимости от программ облучения. В последние годы для более точного расчета распределения поглощенных доз в теле больного при различных видах лучевого воздействия, а также для планирования заданного распределения дозы используется компьютерная техника.

Непременным условием грамотного и безопасного облучения является подведение точной дозы ионизирующего излучения к опухолевому очагу в сочетании с минимальным повреждением и сохранением жизнеспособности окружающих структур. От регенераторной способности нормальных тканей и органов, входящих в поле облучения, зависят исход лучевого лечения и возникновение осложнений. Выделяют понятие толерантной дозы, при которой частота поздних осложнений не превышает 5 % в течение 5 лет наблюдения. Различные органы и ткани характеризуются разной величиной предельной толерантной дозы (например, 60 Гр - для соединительной ткани). Чем меньше суммарная поглощенная доза излучения превышает толерантную, тем реже наблюдаются лучевые повреждения. Для уменьшения риска развития осложнений суммарная доза подводится небольшими фракциями в течение определенного периода времени.

Стандартные величины фракций (или разовых доз) составляют от 1,8 до 2 Гр 5 раз в неделю до достижения суммарной очаговой дозы (от 25 до 70-100 Гр). Помимо обычного режима применяют мультифракционирование (дневное дробление дозы на несколько фракций, подводимых с интервалом 4-8-12 ч).