Радиотерапия Медицински процедури
лъчетерапия представлява употребата в медицината на йонизиращо лъчение, обикновено като част от лечението на рак за контрол или унищожаване злокачествени клетки. Лъчевата терапия може да бъде лечебна при много видове рак. Може да се използва и като допълнителна терапия за предотвратяване на рецидив на тумора след първична туморна операция. Той е синергичен с химиотерапия и е бил използван преди, по време и след химиотерапия при податливи на рак. (3) (7)
Лъчевата терапия се използва за лечение на рак повече от 100 години, откакто рентгеновите лъчи са открити през 1895 г. от Вилхелм Рентген. Използваните техники започват да се модернизират допълнително през 1990 г. благодарение на носителката на Нобелова награда изследовател Мария Кюри, която е открила радиоактивните елементи: полоний и радий. Радият се използва в различни форми до 1990 г., когато кобалтовите и цезиевите единици влизат в употреба. Линейните медицински ускорители се използват като източници на лъчение до 1940 г. (2)
С изобретяването на компютърна томография през 1971 г. става възможна триизмерна визуализация, която позволява на лекарите да определят по-точно разпределението на дозата, използвайки аксиално томографско изобразяване на анатомията на пациента. Кобалтовите и ортоволтаичните единици са заменени до голяма степен с линейни ускорители на мегаволтажа, полезни за тяхната проникваща енергия и липсата на източник на физическо излъчване.
Откриването на нови образни технологии, включително ядрено-магнитен резонанс през 1970 г. и позитронно-емисионна томография през 1980 г., трансформира лъчева терапия от 3D до терапия чрез радиация с модулация на интензитета (IMRT) и образна радиотерапия (IGRT). Тези нови открития доведоха до по-добри медицински прогнози и по-малко странични ефекти. (1)
Механизъм на действие при лъчетерапия
лъчетерапия работи докрай увреждане на ДНК на раковите клетки, чрез два вида енергия: електрони и електромагнитно заредени частици. Тази лезия представлява пряка или непряка йонизация на атомите, които образуват ДНК веригата. Непряката йонизация води до йонизация на водата, образувайки свободни радикали, особено хидроксилни радикали, които след това разрушават ДНК. (8)
При фотонната терапия по-голямата част от радиационния ефект е вторичен за свободните радикали. Тъй като клетките имат възстановителни механизми за унищожаване на единична верига на ДНК, двуверижните разкъсвания най-често причиняват клетъчна смърт. Раковите клетки са по-малко диференцирани и по-сходни със стволови клетки; те се възпроизвеждат по-често от диференцираните здрави клетки и имат намалена способност да възстановяват субеталните лезии. Лезиите от единична ДНК верига се предават на дъщерни клетки чрез клетъчно делене, като по този начин се стига до натрупването на тези лезии в ДНК на раковите клетки и тяхното унищожаване или по-бавно делене. (3) (6)
Едно от основните ограничения на фотонната лъчетерапия е кислородният дефицит на солидни тумори. Твърдите тумори могат да надвишават кръвоснабдяването си, навлизайки в хипоксия. Кислородът е мощен радиосенсибилизатор, повишаващ ефективността на дадена доза радиация чрез образуване на свободни радикали, които разрушават ДНК. Туморните клетки в хипоксична среда са 2-3 пъти по-устойчиви на радиация от тези в нормална кислородна среда. (2) (1)
Днес се провеждат многобройни изследвания за преодоляване на тази хипоксия, включително използването на кислородни тръби с високо налягане, кръвни заместители за повишаване на местния кислород, радиосенсибилизиращи лекарства като мизонидазол и метронидазол и хипоксични цитотоксини като тирапазамин. Изследваните нови терапевтични подходи включват използването на съединения, които увеличават дифузията на кислорода, като натриев кроцетинат. (4) (8)
Заредените частици като протон, бор и въглеродни и неонови иони могат да причинят увреждане на ДНК на раковите клетки чрез линеен енергиен трансфер и да имат противотуморен ефект, независим от доставката на кислород в кръвта, тъй като тези частици действат главно чрез директен енергиен трансфер и определяне на двуверижни разкъсвания на ДНК. Поради сравнително големите си маси, протоните и другите заредени частици имат малък разряд в съседните тъкани - снопът остава локализиран под формата на тумора и се освобождава с малка доза странични ефекти в съседните тъкани.
Това излагане на рентгенови лъчи е особено вредно за децата поради растящите им тела, тъй като те имат 30% риск за второ новообразувание 5 години след първото излагане. (3) (2)
Доза на облъчване
Количеството лъчение, използвано при фотонна лъчетерапия, се измерва в сиво (Gy) и варира в зависимост от вида и стадия на лекувания рак. За лечебни случаи типичната доза за солиден епителен тумор варира от 60-80 Gy, докато за лимфомите е между 20 и 40 Gy.
Адювантните дози обикновено са между 45-60 Gy в две Gy фракции (за рак на гърдата, главата и шията). При избора на дозата се вземат предвид много други фактори, включително химиотерапия, извършена от пациента, съпътстващите му заболявания, прилагането на лъчетерапия преди или след операцията и степента на успех на операцията. (1) (7)
Параметрите на радиационното освобождаване се определят по време на планирането на лечението, извършвано със специализиран софтуерен компютър. В зависимост от метода на освобождаване могат да се използват няколко ъгъла или източника, за да се събере общата необходима доза. Лекарят ще се опита да установи модел, който ще освободи еднаква доза, предписана на тумора, и ще намали дозата на здравите съседни тъкани. (4)
Фракциониране на дозата
Ефектът на лъчетерапията върху различни видове рак
Различните видове рак реагират по различен начин на лъчева терапия. Отговорът на рака към радиация се описва чрез неговата радиочувствителност. Силно радиочувствителните ракови клетки се унищожават по-бързо от умерените дози радиация. Те включват левкемии, повечето лимфоми и тумори на зародишните клетки. Повечето епителни ракови заболявания са само умерено радиочувствителни и изискват значително по-висока доза радиация (70 Gy) за радикално излекуване. Някои видове рак са радиоустойчиви, изискващи много високи дози за клинична практика. Смята се, че ракът на бъбреците и меланомът са устойчиви на радиация. (1)
Важно е да се разграничи нивото на радиочувствителност на определен тумор. Например, левкемиите обикновено не се лекуват чрез лъчева терапия, тъй като се разпространяват в тялото. Лимфомът може да бъде излекуван радикално, ако се намира в определена област на тялото. По същия начин много от умерено радиореактивните тумори се лекуват рутинно с високи лечебни дози, ако са в ранен стадий, например: немеланомен рак на кожата, рак на шията и главата, рак на гърдата, дребноклетъчен рак на белия дроб, рак на маточната шийка, анален, простатен. Метастазите обикновено са нелечими с лъчева терапия, тъй като не е възможно да се лекува цялото тяло.
Преди лъчетерапия обикновено се извършва КТ за идентифициране на тумора и съседните нормални структури. Пациентът се изпраща за подобен, за да може да се изработят форми за използване по време на лечението. Облъченото поле ще бъде маркирано с кожна кожа. (4)
Отговорът на лъчетерапията е свързан с размера на тумора. По сложни причини много големите тумори реагират по-слабо на радиация, отколкото малките тумори или микроскопското заболяване. За преодоляване на този ефект се използват различни техники. Най-често срещаната техника е хирургична резекция преди лъчетерапия. Друг метод е да се свие туморът чрез неоадювантна химиотерапия. Трета техника е да се увеличи радиочувствителността на рака чрез прилагане на определени лекарства по време на лъчетерапия. Примери за радиосенсибилизиращи лекарства включват: цисплатин, ниморазол и цетуксимаб. (3) (2)
Действието на теснолентовото лъчение върху тъканите
Ниска доза:
Йонизиращата доза стимулира клетъчните елементи, участващи в регенерацията, като хистиоцити и левкоцити, като е ефективна при лечението на костна туберкулоза.
Висока доза:
Той упражнява разрушително действие върху клетъчните продукти на възпалението, като левкоцити, плазмени клетки и гигантски клетки, като е ефективен при резорбцията на инфекциозен гранулом, антракс и инфектирани шийни жлези.
Много високи дози:
Той действа чрез въздействие върху съдовия ендотел на патологични състояния; това може да намали миомата на матката. (8) (3)
Видове лъчетерапия
Трите основни вида лъчетерапия са външна лъчетерапия или телетерапия, брахитерапия или лъчетерапия със запечатан източник и системна радиоизотопна терапия. Разликите се състоят в позиционирането на източника на лъчение към тялото: извън тялото, вътре в тялото в определени области и системно чрез прилагане на радиоизотопи чрез инфузия или поглъщане през устата. Брахитерапията може да използва временно или постоянно поставени радиоактивни източници. Временните източници обикновено се поставят чрез техника, наречена последващо зареждане. Терапията с частици е специален вид лъчетерапия, при която частиците са протони или тежки йони. Интраоперативната лъчетерапия е специален вид лъчетерапия, освободена веднага след хирургично изрязване на рака. Този метод се използва при рак на гърдата, мозъчни и ректални тумори. (15)
Външна телетерапия или лъчетерапия
Това е най-използваната форма на лъчетерапия. Пациентът се поставя в устройство и източник на радиация се насочва към определена област от тялото отвън. Киловолтажът (повърхностни рентгенови лъчи) се използва за лечение на рак на кожата и повърхностни структури, а мегаволтажът (дълбоки рентгенови лъчи) се използва за лечение на дълбоки тумори (пикочен мехур, черва, простата, бял дроб или мозък). (8)
Стереорактична радиохирургия
Това е специализиран вид телетерапия, която използва лъчение за насочване към добре дефиниран тумор, използвайки подробни сканирани изображения. Предимството е отделянето на точното количество радиация за по-кратък период от време от традиционните лечения. (4) (2)
3D лъчетерапия или виртуална симулация
Това е друг вид телетерапия с възможност за разграничаване на тумори и съседни нормални структури в три измерения, използвайки специализирани CT или MRI скенери и софтуер за планиране. Профилът на всеки радиационен лъч е моделиран така, че да отговаря на целевия профил, като се използва променлив брой лъчи. Когато терапевтичният обем отговаря на формата на тумора, относителната токсичност на нормалното облъчване на тъканите се намалява, което позволява освобождаването на по-висока доза туморна радиация от конвенционалните техники. (7)
Интензивно модулирана лъчетерапия
Това е усъвършенствана високоточна техника на облъчване, която е подобрила способността да се приспособи обемът на лечението към вдлъбнати форми на тумори, например когато туморът е обвит от уязвима структура като гръбначния мозък или основен съдов орган. Компютърно контролирани рентгенови ускорители разпределят лъчението в точни дози към злокачествени тумори или определени туморни области. Схемата на излъчване на радиация се определя с помощта на компютърни приложения. Дозата на облъчване е според 3D формата на тумора чрез модулиране на интензивността на лъча. Интензивността на дозата на облъчване се увеличава в дебелината на тумора, а в периферията на тумора или в съседните тъкани дозата е ниска или дори липсва.
Друга техника е да се локализират в реално време електрически устройства, имплантирани вътре или близо до тумора. Това могат да бъдат магнитни електроди, които усещат генерираното магнитно поле и предават обратно местоположението на тумора. (2)
Терапия с частици
При този метод йонизирани протонни частици или въглеродни йони са насочени към тумора. Дозата се увеличава, докато частиците проникват в тъканите до максимум и след това намаляват до нула. Предимството е съхраняването на по-малко количество енергия в съседните здрави тъкани. (2)
Ръководна терапия с образна диагностика
При тази терапия се извършват многократни образни сканирания (CT, MRI, PET) по време на лечението. Тези изображения се обработват от компютри, за да се идентифицират промените в размера и местоположението на тумора, дължащи се на лечението, и да се позволи позициониране на пациента или да се коригира планираната доза радиация по време на лечението, ако е необходимо. Повторното изобразяване може да повиши точността на лъчевата терапия и може да намали обема на тъканта, планиран за лечение, като по този начин намали общата доза на лъчение на нормалната тъкан. (4)
Томотерапия
Това е вид лъчетерапия, ръководена от изображения. Томотерапевтичната машина е хибрид между CT скенер и телетерапевтична машина. Частта от машината, която отделя лъчението за образна диагностика и лечение, се върти изцяло около пациента по същия начин като CT скенер. (5)
Видове устройства, използвани в телетерапията:
- ортоволтаични единици: машини, които използват дълбока или повърхностна радиация, в зависимост от дълбочината на енергията
- линейни ускорители: произвеждат рентгенови лъчи с мегаволтаж чрез бързо забавяне на електроните в целевия материал, обикновено волфрамова сплав; конвенционалната томография с модулирана интензивност и стереотаксичната лъчетерапия се произвеждат от специално модифицирани линейни ускорители
- кобалтови единици: произвеждат стабилен двуцветен лъч, до голяма степен заменен днес.
Брахитерапия (вътрешна лъчетерапия, запечатана, терапия с кюри или терапия с ендокури)
Това е форма на лъчева терапия, при която източникът на лъчение се поставя вътре или близо до зоната, която се нуждае от лечение. Може да се използва самостоятелно или в комбинация с химиотерапия или външна лъчетерапия. Той включва точното поставяне на източници на лъчение с малък обсег директно на мястото на рака. Тези източници са затворени в защитна капсула, която позволява на йонизиращото лъчение да избяга за лечение и унищожаване на околната тъкан, но предотвратява мигрирането на лъчението в здрави тъкани.
По този начин туморите могат да бъдат лекувани с високи дози локализирана радиация, намалявайки ненужното увреждане на здравите тъкани. Режимът на брахитерапия често може да бъде завършен за по-кратко време от другите техники, намалявайки риска от оцеляване на раковите клетки чрез разделяне. (8) (9) (7)
Радиоизотопна терапия
Неблагоприятни ефекти на лъчетерапията
Самата лъчева терапия не е болезнена. Много палиативни лечения с ниски дози причиняват минимални или никакви странични ефекти, въпреки че може да се наблюдава краткотрайно влошаване на болката в дните след лечението, поради развития оток, който притиска нервите в третираната област. Високите дози могат да причинят различни странични ефекти по време на лечението (остри нежелани реакции), в месеците или годините след лечението (дългосрочни странични ефекти) или след повторно лечение (кумулативни странични ефекти). Характерът, тежестта и продължителността на страничните ефекти зависят от лекуваните органи, вида на лечението (вид лъчение, доза, фракциониране, свързана химиотерапия) и пациента.
Повечето нежелани реакции са предсказуеми и очаквани. Неблагоприятните ефекти при лъчева терапия обикновено са ограничени до областта на тялото, което се лекува. Основните съобщени нежелани реакции са умора и дразнене на кожата, като леко до умерено изгаряне на кожата. Умората настъпва в средата на терапевтичния режим и може да отнеме седмици. Раздразнената кожа ще заздравее, но няма да е толкова еластична, както преди. (9) (1)
Остри нежелани реакции
Късни странични ефекти
Кумулативни странични ефекти
Тези ефекти не трябва да се бъркат с късни или дългосрочни ефекти. Когато краткосрочните ефекти изчезнат и дългосрочните ефекти са субклинични, облъчването може да бъде проблематично.
Репродуктивни ефекти:
През първите седмици след оплождането лъчетерапията е летална, но не тератогенна. Високите дози радиация по време на бременност предизвикват аномалии, нарушен растеж и умствена изостаналост. Съществува и повишен риск от детска левкемия и други тумори в детска възраст.
При мъжете, които преди това са били изложени на лъчетерапия, рискът от генетични дефекти или вродени дефекти при деца, заченати след терапията, не се увеличава. Използването на технологии за асистирана репродукция и техники за микроманипулация обаче може да увеличи риска. (8)
Ефекти върху хипофизната система:
Хипопитуитаризмът обикновено се развива след облъчване на турски седлови новообразувания, екстразеларни мозъчни тумори, тумори на главата и шията и след облъчване на цялото тяло. Този тип хипопитуитаризъм засяга хормоните на растежа и половите жлези. За разлика от тях, дефицитът на адренокортикотрофичен и стимулиращ щитовидната жлеза хормон е най-рядко срещан. Промяната на пролактиновата секреция е лека и дефицитът на вазопресин изглежда много рядък в резултат на облъчване. (3) (7)
Инциденти с лъчева терапия
Съществуват строги процедури, за да се сведе до минимум рискът от прекомерно излагане на радиация на пациентите. Понякога обаче се появяват грешки. Има няколко докладвани случая на излагане на дози радиация, които надвишават няколкостотин пъти предвидената доза. (4) (2)
Други неракови приложения на лъчетерапията
Потенциално лечими не-злокачествени състояния чрез йонизираща лъчетерапия:
- остри/хронични възпалителни състояния: абсцес на аксиларната пот, цирей, антракс, панариций и други инфекции, които не реагират на антибиотично лечение
- остри/хронични болезнени дегенеративни заболявания: остър или хроничен болезнен остеоартрит
- хипертрофични състояния на меките тъкани: първичният стадий на болестта на Dupuytern, Ledderhose и Morbus peyronie, когато прогресията може да бъде предотвратена, следоперативна профилактика на рецидив на келоиди и птеригиум
- функционални заболявания: като орбитопатия на Грейвс, артериовенозни малформации, свързани с възрастта макулни дегенерации, персистираща лимфна фистула
- профилактика на хетеротопни осификации на различни стави, профилактика на неоинтимална хиперплазия след артериална дилатация или имплантация на стент, запушване на хемангиоми и други съдови състояния на други органи
- дерматологични заболявания: сърбеж вследствие на дерматози и екземи, недостъпен подногтен псориазис, базално-клетъчен карцином, акне, множество брадавици, лупус, мазоли и предракови заболявания. (3)
Ликопенът е каротеноид, намиращ се в плодовете и зеленчуците, което му придава червен цвят. Това пи.
Пациенти с дребноклетъчен рак на белия дроб, разпространен в мозъка, могат да бъдат освободени от черепно-лъчева терапия.
Минимизирането на влошаването на състоянието на здравите клетки по време на сеансите на лъчетерапия е един от предметите.