Питання дозування - гамма-терапія злоякісних пухлин
- ПИТАННЯ ДОЗУВАННЯ
Питання про передбачувану величиною осередкової дози вирішується в залежності від поставленого завдання лікування.
Лікар повинен: 1) встановити сумарну поглинену дозу випромінювання в осередку для всього курсу променевої терапії-2) вказати допустимі променеві навантаження для критичних точок *, що знаходяться в опромінюється області- 3) вибрати схему фракціонування, т. Е. Розподіл в часі, в межах всього курсу променевої терапії, окремих сеансів опромінення хворого та разових (для одного сеансу) поглинених доз випромінювання.
Радіобіологічні основи фракціонування широко висвітлені в літературі, однак проблема ця ще далека від вирішення, особливо щодо клінічного застосування отриманих в експерименті даних (С. П. Ярмоненко і ін., 1976- Kallman, 1968 Ellis, 1969).
Фракціонування має на меті створення більш широкого терапевтичного інтервалу, т. Е. Максимального пошкодження пухлини і мінімального, клінічно оборотного пошкодження нормальних тканин. При фракціонуванні проявляється неоднакова відновна здатність їх після часткового пошкодження, і завдання полягає в підборі найбільш раціонального ритму - величини дозное функцій і тривалості інтервалів. Виправдовує себе на практиці і підтверджується даними вивчення променевого патомопфоза підібраний емпірично ритм щоденного або 5 разів на мен. опромінення по 150-200 радий, сумарно до 6000 радий. Радіобіології і клініцисти продовжують інтенсивні пошуки найбільш раціональних ритмів опромінення для різних пухлин. Проблема значно ускладнена нескінченним різноманіттям форм онкологічних захворювань. Тенденція до укрупнення фракцій зі збільшенням інтервалів і зменшенням сумарних доз пов`язана зі збільшенням ризику отримання травм, головним чином пізніх, особливо при використанні високоенергетичних випромінювачів.
Зазвичай при дозуванні вказують сумарну (за курс опромінення) поглинену дозу в мішені Dмс як суму разових поглинутих доз в мішені Dм * (f = = 1,2 ..., / г-п - число дозное фракцій):
(1)
Вказують також сумарні (за курс опромінення) поглинені дози в нормальної тканини для N критичних точок Dkc (K = l, 2 .. .N) - вони можуть бути задані або в абсолютних одиницях, або у відсотках щодо
Недолік цієї системи дозування полягає в тому, що при одному і тому ж значенні Dмс можуть виходити різні терапевтичні результати і для правильного осмислення значення Dмс його потрібно розглядати лише в сукупності зі схемою фракціонування. Крім того, схема фракціонування, обрана для мішені, працює і для критичних точок. Тому для них складається аналогічна ситуація: сумарні поглинені дози в нормальних органах і тканинах можна порівнювати з допустимими для них значеннями променевого навантаження (так званими толерантними дозами) лише з урахуванням схеми фракціонування. Без цієї умови стає невизначеним саме поняття про толерантну дозі.
Бажано поряд з цією складною системою дозування користуватися більш короткими і ємними дозное характеристиками, однозначно описують кінцевий результат опромінення для мішені і для нормальної тканини.
У практиці променевої терапії потрібно вирішувати два види завдань дозування випромінювання: прямі і зворотні.
Пряма задача дозування полягає в наступному. При плануванні курсу опромінення для даного хворого приймають одну з відомих типових схем фракціонування, емпірично вироблених в клінічній практиці. Параметри цієї схеми підбирають так, щоб сумарна поглинена доза в мішені (пухлини) Dмс була достатня для отримання бажаного терапевтичного ефекту. Це означає, що вона повинна приводити до максимальної деструкції патологічного утворення, заміщенню його сполучною тканиною і збереженню мінімально необхідної репарационной здатності нормальних клітин.
Вираз величин Dк з у відсотках від Dмс відповідає • системі, якою зручно користуватися при описі просторового розподілу поглиненої енергії за допомогою карт ізодоз, нормованих на максимум дозного поля.
При прямій задачі дозування для прим`ятій таким чином схеми фракціонування важливо знати ефективну поглинену дозу в мішені (пухлини) DЕфф, м як фізичну міру терапевтичної дії. З цього випливає, що при розрахунку величини DЕффм не повинні враховуватися витрати енергії випромінювання на ті біологічні зміни в тканинах, які поступово компенсуються протягом курсу опромінення хворого. Тому величина Аефф.м повинна бути менше сумарної поглиненої дози в мішені, яка визначається виразом (1):
(2)
Можна вважати, що
(3)
при 01 ^ 1. Коефіцієнт щ показує, яка частка разової поглинутої дози працює на формування кінцевого терапевтичного ефекту, т. Е. А є коефіцієнт терапевтичної дії t-й дозової фракції. Для останньої дозової фракції коефіцієнт an = 1, так як па ній курс опромінення закапчівается. Схема накопичення ефективної поглиненої дози показана па рис. 1.
Коефіцієнти щ виражають результуючий ефект від процесів клітинної репарації і регенерації в мішені на відрізку часу між початком (t + l) -ro і кінцем i-ro сеансів опромінення. Очевидно, що значення коефіцієнта щ повинні бути різні для пухлин різної локалізації та гістологічної структури і повинні залежати від потужності дози випромінювання, від співвідношення параметрів схеми фракціонування, митотического циклу та інших факторів. Навпаки, величина Dефф, м є функцією лише кінцевого (В) і початкового (Л) станів опромінюється мішені і не залежить від способів переходу від А до В, т. Е. Від параметрів схеми фракціонування. Це властивість ефективної поглиненої дози ілюструє рис. 2, на якому показано кілька способів переходу від Л до В] варіант 3 відповідає так званому розщеплення курсу опромінення, схема фракціонування якого складається з двох груп дозное фракцій, розділених порівняно великим відрізком часу. Таким чином, одна і та ж ефективна поглинена доза може досягатися в різні моменти часу t , t2, t3.
Мал. 1. Схема накопичення ефективної поглиненої дози при фракціонованому опроміненні.
1, 2, 3. . . i, i-І ... n- I, п - сеанси облученія- до початку кожного наступного (i-j-l) -ro сеансу дозное фракція D-, отримана в попередньому i-му сеансі, відповідає меншій ефективній дозі ajDj,
Все, що сказано тут про ефективну поглиненої дози в мішені, справедливо і стосовно нормальної тканини, зокрема до критичних точках. За аналогією з виразом (3) можна записати ефективну поглинену дозу в нормальної тканини (в критичній точці К-К = 1,2 ... N) у вигляді:
Мал. 2. Ефективна поглинена доза є функцією лише кінцевого (В) і початкового (А) станів об`єкта опромінення.
1, 2. 3 - способи переходу від А до В- t - час опромінення.
Коефіцієнти Ьщ, мають той же фізичний зміст, що і ai} а з клінічної точки зору є коефіцієнтами шкідливої дії випромінювання в критичних точках (/ (= 1,2. ..Л / `). Тому на відміну від щ, який бажано зробити якомога більшою, коефіцієнти Ьш потрібно обмежувати всіма можливими засобами.
Саме це мається на увазі, коли йдеться про вивчення можливостей впливу зовнішніми фізичними і хімічними факторами на формування променевих реакцій в патологічних і нормальних тканинах. Однак променева терапія ще не має в своєму розпорядженні поруч важливих радиобиологических даних і методик реєстрації субклинических зрушень, що виникають в тканинах в результаті опромінення. Зокрема, коефіцієнти терапевтичного і шкідливої дії cii і bта поки недоступні для визначення експериментальним або розрахунковим шляхом. Тому єдиною можливістю для оцінки ефективної поглиненої дози є клінічний підхід і заснований на ньому емпіричний пошук наближених методів розрахунку.
З рівняння (3) і рис. 1 видно, що ефективна поглинена доза * має наступний клінічний сенс: це та поглинена доза, яка потрібна була б при одноразовому опроміненні для отримання того ж місцевого шкідливої дії, що і при такій схемі фракціонування.
Загальні клінічні ефекти будуть при цьому, звичайно, різними.
* Аналогічні по конструкції терміни загальноприйняті в радіаційній фізиці і променевої терапії для найменування фізичних величин, побудованих за подібним ознакою порівняння ефектів взаємодії випромінювання з речовиною при різних пучках випромінювання або умовах опромінення (наприклад, ефективне напруга генерування випромінювання, ефективна енергія випромінювання, ефективний шар половинного ослаблення випромінювання і т. п.) (А. II. Кронгауз і ін., 1969).
У сучасній літературі (К. І. Жолківер, 1972- К. І. Жолківер і ін., 1973- В. В. Холін, 1973- Ellis, 1969- Ellis, 1971- Fowler, 1971- Urton, Ellis, 1973) для клінічного зіставлення різних режимів фракціонування користуються поданням про номінальну стандартній дозі - HCJl (NSD). Цей термін багато хто вважає невдалим *. Дійсно, мова йде не про стандартній дозі, а про стандартних умовах опромінення, яким ця доза відповідає. Все ж терміном «номінальна стандартна доза» поки повсюдно користуються в зарубіжній і вітчизняній літературі. НСД прийнято виражати в умовних одиницях (од. НСД) **.
* Деякі автори розшифровують позначення NSD як «nominal single dose», т. Е. «Умовну одноразову дозу». Таке трактування може привести до грубій помилці, так як одноразове опромінення можливе лише в рідкісних випадках. НСД слід розуміти лише як «номінальну стандартну дозу».
** Поряд з найменуванням «од. НСД »в літературі зустрічається вираз ret, проте їм незручно користуватися, оскільки його нерідко плутають з терміном« радий-еквівалент ».
Відео: Лікування метастаз без хірургічного втручання. Унікальний метод тепер і в Казані
Поряд з одноразовим опроміненням, яке є ідеалізованим стандартною умовою і практично не використовується, як реального еталона для зіставлення різних варіантів схеми фракціонування рекомендована наступна типова схема, широко застосовувана і найбільш вивчена: 5 щоденних сеансів опромінення в тиждень при дозное фракціях по 200 радий- ця група дозное фракцій повторюється стільки раз, скільки повних тижнів міститься в курсі облученія- остання група фракцій (тиждень) може бути неповною. Сумарна поглинена доза при такому звичайному фракціонуванні (або, як часто говорять, при звичайному дробленні опромінення) є звичною для лікаря, клінічно наочної мірою для зіставлення еквівалентних по терапевтичній дії схем фракціонування. Для короткого вираження цієї величини в літературі користуються найменуванням радий-еквівалент (Abbatucci е. А., 1968, 1970 Robillard е. А., 1970). Цей термін ще більш невдалий, ніж НСД, так як в дійсності мається на увазіеквівалентність не по раду, а по терапевтичному действію- крім того, він створює плутанину між фізичною величиною і її одиницею виміру (рад).
Клінічні поняття - НСД, радий-еквівалент і фізична величина - ефективна поглинена доза служать вирішенню однієї і тієї ж задачі кількісного опису різних режимів фракціонування. НСД (в умовних одиницях) і ефективна поглинена доза ФФ (в радах) відповідають однократному опроміненню. Радий-еквівалент відповідає реальному режиму опромінення 5X200 (5 сеансів по 200 рад) і може бути зіставлений як з НСД, так і з відповідною їй ефективної поглиненою дозою.
В даний час при різних варіантах фракціонованого опромінення користуються напівемпіричні методиками розрахунку НСД і радий-еквівалента, розробленими Ellis (1969, 1971) і К. І. Жолківером (1972). Вони засновані на кілька спрощених уявленнях про основні параметри схеми фракціонування і їх залежності від радиобиологических факторів.
При аналізі результатів багатьох досліджень, проведених головним чином на експериментальних пухлинах у піддослідних тварин, з`ясувалося, що ефект опромінення кількісно виявляється по-різному в пухлини і в нормальних тканинах. Встановлено, що сумарна поглинена доза Dмс, необхідна для отримання певного терапевтичного ефекту в пухлини, залежить майже виключно від кількості дозное фракцій п. Це означає, що при даному значенні Dмс НСД в практично достатній наближенні є функцією лише одного параметра п. Навпаки, для нормальних тканин поряд з п істотне значення має загальна тривалість курсу опромінення Т (в днях). Тому для нормальних тканин НСД є функцією двох параметрів - п і Т. Більш детально питання розрахунку НСД і радий-еквівалента розглядаються в розділі 1.3.
Введення в дозування випромінювання напівемпіричних методів розрахунку ефективних дозное характеристик досить корисно. Величини НСД і радий-еквівалент використовуються для об`єктивної оцінки ступеня ефективності проведеного лікування і уточнення толерантності різних тканин. Вони дозволяють порівнювати і приводити до порівнянним умов курси опромінення
з різними схемами фракціонування. Розраховуючи ефективні дозного характеристики, можна коригувати план променевого лікування в процесі курсу опромінення. Обрана схема фракціонування не завжди може бути повністю здійснена з об`єктивних причин, пов`язаних з променевими реакціями у хворого, технічними неполадками, а іноді і з іншими випадковими обстоятельствамі- її доводиться змінювати, пристосовувати до реальних умов, що складаються в клініці.
Таким чином, вирішуючи пряму задачу дозування, тобто визначаючи ефективні дозного характеристики для різних схем (або мінливої схеми) фракціонування, можна доводити курс опромінення хворого до наміченої мети за будь-яких фактично створених ситуаціях променевого періоду.
Все ж пряме завдання, навіть при розробці її радиобиологических коштів, залишається лише задачею послідовних проб, завданням вибору (з тією чи іншою ймовірністю) вдалого варіанту дозування випромінювання.
Поряд з цим бажано навчитися вирішувати більш важливий зворотний завдання дозування, яка полягає у визначенні найбільш раціональної схеми фракціонування по заданій (спеціально обраної) ефективної поглиненої дози в пухлині при певних дозное обмеження для критичних точок в нормальних тканинах.
Схема фракціонування має кілька параметрів (наприклад, дозное фракція, часовий інтервал між фракціями), які можуть приймати в ній одночасно кілька значень. Тому завдання дозування є багатофакторної з безліччю рішень, серед яких повинна бути група раціональних конкуруючих рішень, що задовольняють медико-біологічним вимогам оптимізації променевого лікування в межах практично прийнятної точності. Це завдання в загальному вигляді або в приватних варіантах може бути сформульована і вирішуватися на основі сучасних методів математичного програмування та електронно-обчислювальної техніки, при наявності достатньої медико-біологічної інформації і певних кількісних критеріїв для порівняльної оцінки антагоністичних і конкуруючих процесів.
Зворотній завдання дозування повністю подібна зворотній задачі клінічної дозиметрії, пов`язаної з вибором програми його опромінення на даному терапевтичному апараті (див. Розділ 3.5). Це наочно видно з табл. 1.
Аналогія між зворотними (а також між прямими) завданнями дозування і вибору програми опромінення корисна не тільки для розуміння ролі часу в курсі променевої терапії, а й для більш глибокого вивчення ефектів опромінення на основі узагальненого підходу-аналізу просторово-часового розподілу поглиненої дози в опромінюється тілі . Розглянемо докладніше останню тезу.
У задачі дозування йдеться про поглиненої дози не тільки в пухлини, а й в критичних точках, для яких діють інші радіобіологічні характеристики і закономірності, тому одна і та ж схема фракціонування буде приводити до неоднаковим сумарним ефектів опромінення в пухлини і нормальних тканинах.
Методичні особливості постановки і рішення
дозування | ||
Найменування | умову задачі (вихідна інформація) | відповідь (кінцева інформація) |
пряма Відео: Ознаки раку легенів зникли. Як вилікувалася Людмила |
| Ефективна поглинена доза в мішені і в крітіческіхточках нормальних тканин |
Зворотній |
| схема фракціонування |
Примітки. 1. Завдання вирішується для всього курсу опромінення хворого.
2. Мова йде про тимчасовий розподіл поглиненої дози.
Отже, просторове дозное розподіл, для окремої дозової фракції, знайдене в зворотному або вбрання в прямій задачі клінічної дозиметрії, може не збігатися з остаточним розподілом поглиненої енергії в опромінюється тілі до кінця курсу опромінення хворого. У зв`язку з цим для правильного опису сумарного клінічного ефекту необхідно відкоригувати просторове дозное поле з урахуванням тимчасового чинника, т. Е. Знайти просторовий розподіл ефективної поглиненої дози Dефф. Отримана таким чином інформація є результатом рішення узагальненої просторово-часової завдання для певної групи точок, що відповідає мішені, а також найбільш радіочутливим і життєво важливим нормальним органам і тканинам.
Таблиця 1
основних завдань планування курсу опромінення
Вибір методу і програми опромінення | |
умову задачі (вихідна інформація) | відповідь (кінцева інформація) |
| Дозное поле в опромінюється тілі |
| Метод і програма опромінення хворого |
Примітки. 1. Завдання вирішується для однієї процедури (або циклу) опромінення хворого.
- Йдеться про просторовий розподіл поглиненої дози.
При такому узагальненому підході слід також враховувати, що окремі дозного фракції можуть бути підведені до мішені при різних варіантах реалізації обраної програми опромінення. Відповідне цій програмі результуюче дозное поле може по різному формуватися в часі в одному або декількох сеансах опромінення. Наприклад, при трипілля опроміненні можна давати хворому всю дозное фракцію Dmi з одного напрямку, чергуючи напрямки опромінення 1, 2 і 3 протягом 3 днів, або в кожному сеансі опромінювати хворого з трьох напрямків, даючи з кожного напряму поглинену дозу в мішені 7з ДМ1 ( см. розділ 2.2, а також приклад для багатопільної опромінення в розділі 3.6.1). Очевидно, що це може позначатися на результуючому розподілі ефективної поглиненої дози DЕфф в тілі хворого (М. М. Хрущов та ін., 1975).
Завдання дозування і завдання вибору програми опромінення хворого, що розглядаються спільно (прямі і особливо зворотні завдання), утворюють систему, достатню для оптимізації плану променевого лікування в широкому сенсі слова, т. Е. З урахуванням медико-біологічних та клініко-дозиметричних факторів.
Необхідно виробити таблиці основних радіобіологічних постійних, перш за все таблиці толерантних значень ефективної поглиненої дози як для різних нормальних органів і тканин, так і для різних видів пухлин. Розглянемо деякі приватні питання дозування.
Перш за все величина сумарної поглиненої дози Dmc визначається роллю променевої терапії в загальному плані лікування: застосовується променева терапія самостійно або в комбінації з хірургічним лікуванням, в комплексі з хіміотерапією, гормонотерапією і т. П. Принципове значення має основна тактична установка лікаря: є променеве лікування радикальним або паліативним. Природно, що при паліативному лікуванні призначаються поглинені дози менше, ніж при радикальному.
При самостійної радикальної променевої терапії сумарна (за курс опромінення) поглинена доза випромінювання Dq задається для мішені (Dмс). Умовно вказують Dug в деякій середній точці мішені (її називають центром дозування) і задають допустимі межі розкиду (у відсотках) значень поглиненої дози в умовних межах мішені (зазвичай по 80% ізодози).
При паліативної променевої терапії сумарну поглинену дозу Dc можна планувати або для пухлини {Омі), або для однієї з критичних точок (Dкс). У першому випадку чинником, що обмежує курс променевого лікування, є тяжкість загального стану хворого, в другому - ступінь допустимої променевої реакції в критичному органі. В обох варіантах (коли задається Dмс або Dкс) мистецтво лікаря полягає в тому, щоб знайти правильну міру, компромісне співвідношення між променевої реакцією (загальної або місцевої) і ступенем терапевтичного ефекту. При дозуванні на критичну точку пухлина отримує поглинену дозу Дмс, яка визначається величиною Dкс і прийнятою програмою опромінення.
Найбільш відповідальним є вибір величини Dmc при радикальної променевої терапії. Сумарна поглинена доза в мішені повинна бути досить велика, щоб забезпечити необхідний вплив на патологічний осередок, і не повинна бути надмірно велика, щоб не придушити процес відновлення нормальних тканин і заміщення ними зруйнованої пухлини, що не викликати перфорації (при опроміненні полостного органу) і т. п.
Для різних пухлин і їх метастазів на основі клінічного досвіду визначені сумарні поглинені дози, вірніше, деякі інтервали їх доцільних значень. Розкид цих значень сумарної поглиненої дози в мішені дозволяє враховувати також індивідуальні фактори при дозуванні.
Загалом необхідне значення Dмс залежить від гістологічної структури пухлини, її розмірів і васкуляризації, від стадії захворювання та інших факторів. Наприклад, вищі поглинуті дози в мішені потрібні при плоскоклітинний раках з схильністю до ороговіння і утворення перлин. Чим більше пухлина, чим більш запущений злоякісний процес, тим більше відношення патологічних до нормальних елементів в тканини мішені, більше ділянок гіпоксії
п аноксии, і тому для досягнення певного терапевтичного ефекту потрібні більш високі сумарні поглинені дози. Однак при цьому необхідно враховувати й інша обставина: зі збільшенням опромінюється обсягу доза повинна відповідно зменшуватися через ризик можливих ускладнень. Це протиріччя вирішується шляхом ретельного обліку індивідуальних особливостей хворого. При виборі значення Dмс підлягають обліку також ті індивідуальні чинники, які можуть впливати на радіочутливість пухлинної і нормальної тканин. До їх числа відносяться вік хворого, супутні захворювання, локалізація вогнища, загальний стан хворого та ін.
Найбільш повно роль цих індивідуальних чинників була вивчена стосовно рентгенотерапії на прикладі шкіри як органа, найбільш доступного для спостереження і об`єктивного вивчення. Шкіра є не тільки областю локалізації первинних осередків та їх метастазів, по і одним з найважливіших критичних органів. Встановлено, що еритемна доза у дітей у віці до 17 років менше, а у літніх людей (старше 60 років) більше, ніж в середньому віковому інтервалі (100%), причому вона збільшується з віком хворого, складаючи до 20-35% У грудних дітей і до 130% у людей похилого віку (Jungling, 1949). Чутливість шкіри може збільшуватися на 10-40% при наявності у опромінюються таких супутніх захворювань, як діабет, гіпотонія, екзема, псоріаз, базедова хвороба. Чутливість шкіри не однакова в різних ділянках тіла: вона особливо велика в області століття, в пахвових і пахових областях, на внутрішніх поверхнях стегон, ліктьових згинів. Шкіра обличчя, шиї, спини, грудей, живота менш чутлива до випромінювання. Радіочутливість шкіри буває різної в осіб з різним кольором шкіри, волосся, у чоловіків і жінок. Радіочутливість шкіри у жінок підвищується в менструальному періоді.
Всі ці особливості проявляються і при гамма-терапії. Аналогічним чином можуть вести себе і інші критичні органи і тканини.
Очевидно, що всі наведені вище факти і міркування справедливі і істотні при виборі раціональних значень сумарної поглиненої дози
тільки в мішені, але і в критичних точках. У будь-якому варіанті дозування (коли задається Dмс або Dкс) сумарні значення Dkc в здорових органах і тканинах не повинні перевершувати умовно прийнятих для них толерантних (гранично допустимих) поглинених доз випромінювання (табл. 2 і 3).
Наведені в табл. 2 і 3 дані вироблені в результаті узагальнення великого клінічного досвіду. Аналогічним шляхом в результаті аналізу перебігу променевого і послелучевого періодів при різних варіантах фракціонування були відібрані деякі найбільш сприятливі схеми фракціонування (табл. 4). Зазвичай ці схеми рекомендуються як типові варіанти і в даний час широко використовуються в практиці променевого лікування.
При проведенні самостійної променевої терапії, особливо при радикальному лікуванні, слідуючи тій чи іншій схемі фракціонування, потрібно уважно стежити за індивідуальними особливостями променевого періоду у даного хворого і відповідно коригувати прийняту схему. Змінюючи розподіл сеансів опромінення в часі, необхідно забезпечувати можливість заміщення руйнуються морфологічних структур молодий сполучною тканиною. Це можна робити також, варіюючи окремі дозного фракції Dm- Слід, однак, пам`ятати, що при надмірно розтягнутому курсі опромінення і при занадто зменшених дозное фракціях зростання пухлинної тканини може тривати і в процесі променевої терапії.
Рекомендовані сумарні поглинені дози в мішені Dмс наводяться в розділі V при розгляді типових прикладів раціонального вибору плану променевого лікування. Сумарні поглинені дози в критичних точках Dkc вибирають відповідно до рекомендацій табл. 3 і 4. У загальному слід прагнути до того, щоб Dkc не перевищувала 25-30% від Dmc.
