Лучевая терапия рубцов

Видео: Современная лучевая терапия

На разных стадиях заживления ран ионизирующее излучение действует на различные процессы, поэтому и эффект его во многом зависит от стадии, на которой оно используется. Особенности воздействия ионизирующего излучения делают его одним из самых эффективных методов профилактики гипертрофических и келоидных рубцов.

Ионизирующее излучение в виде пучка электронов (в-излучение) или рентгеновских лучей в диапазоне киловольт (дистанционная лучевая терапия) можно использовать после иссечения рубцов, которые не удалось вылечить консервативно. Это позволяет снизить риск рецидива после операции. Поскольку доза излучения в этом случае намного ниже дозы, используемой при лечении новообразований, и излучение воздействует на поверхность кожи, не затрагивая (относительно) более глубокие структуры, риск ранних и поздних осложнений такого лечения также невысок.

Ионизирующее излучение

Существует несколько методов подведения ионизирующего излучения к тканям. Выбор зависит от глубины расположения образования, наличия рядом с ним жизненно важных органов и тканей и доступности метода. В этой главе мы обсудим возможности и целесообразность лучевой терапии рубцов.

Фотон — это квант электромагнитного излучения. К фотонному помимо у-излучения относится и рентгеновское. Оно обладает высокой энергией и образуется линейным излучателем, который позволяет получить излучение с различным запасом энергии. При контакте с веществом фотоны взаимодействуют с электронами, отдавая им свою энергию и возбуждая в тканях вторичную ионизацию. Падающее излучение проходит сквозь ткани, отдавая им свою энергию и ослабевая по мере удаления от источника и поглощения тканями. Излучение с высокой энергией отдает большую часть дозы в глубине тканей, на поверхность же попадает относительно малая часть дозы. Излучение с низкой энергией воздействует на поверхности тканей, затрагивая глубокие структуры в меньшей степени.

В терапевтических целях используют излучения различной частоты. На практике они различаются максимальной энергией. Энергии наиболее часто используемых в медицине излучений лежат в диапазоне мегавольт. Такие излучения могут применяться для воздействия на ткани человеческого организма. Большую часть своей энергии они отдают в глубине тканей, минуя кожу и ее придатки. Для излучений с более низкой энергией ограничением дозы служило бы повреждение кожи. Излучения, воздействующие на кожу, рассматриваются ниже.

Максимальная энергия ортовольтного рентгеновского излучения составляет 125—400 кэВ. Такие излучатели можно найти не в каждом центре лучевой терапии. Ортовольтное излучение используется в дерматологической практике, т.к. максимальная его доза приходится на кожу, а по мере проникновения вглубь тканей она быстро уменьшается.

Излучение Букки имеет еще более низкую энергию — в диапазоне 5—15 кэВ. Ранее его использовали для лечения поверхностных доброкачественных новообразований. При этом поглощение дозы происходит в пределах 1 мм от поверхности кожи, а придатки кожи — потовые и сальные железы, волосяные фолликулы — не повреждаются. Но в настоящее время излучение Букки в США не применяется.

в-излучение — продукт того же излучателя, который вырабатывает излучение сверхвысоких энергий, и потому более доступно к использованию в медицине, нежели ортовольтное рентгеновское излучение, в-излучение обычно используют в дерматологии, т.к. оно хорошо поглощается кожей, а по мере проникновения вглубь тканей его доза уменьшается до незначительных величин. Как и в случае у-излучения, воздействие в-излучения в глубине тканей прямо пропорционально энергии. Излучение более высокой энергии проникает глубже.

Однако в отличие от у-излучения, которое щадит кожу, увеличение энергии в-излучения ведет к повышению дозы, поглощаемой кожей. На рис. 5.1 показано воздействие разных видов излучения, в т.ч. в-излучения, ортовольтного рентгеновского и у-излучения высоких энергий на ткани, расположенные на различной глубине. Отношение глубина/доза можно корректировать, с тем чтобы максимум излучения поглощалось целевым образованием, а на здоровые ткани приходилась меньшая его часть.

Рис. 5.1. Глубина поглощения дозы различных видов излучений. Количество энергии, отдаваемой ионизирующим излучением, зависит от того, как глубоко оно проникает в ткани. Так, у-излучение отдает свою энергию в глубине тканей, считаясь поэтому наиболее щадящим для кожи. Ортовольтное рентгеновское излучение, напротив, максимально действует на поверхность кожи, а по мере проникновения вглубь его доза уменьшается

Для этой цели применяется болюс — материал, помещаемый на кожу, чтобы выровнять облучаемую поверхность и добиться равномерного поглощения дозы кожей, оберегая при этом от облучения более глубокие ткани (рис. 5.2-5.5).

Рис. 5.2. Распределение дозы излучения в тканях зависит от его энергии. На рисунке представлено распределение дозы излучения в тканях по мере нарастания его энергии. В левой колонке показано распределение в-излучения, в правой - у-излучения. Одинарный пучок ионизирующего излучения, падающий на поверхность материала, эквивалентного тканям человеческого организма (отмечено серым), будет отдавать энергию в зависимости от глубины проникновения. Поглощение дозы в зависимости от глубины показано линиями. В случае у-излучения, достигнув максимума на небольшой глубине, поглощение дозы уменьшается постепенно. В случае же в-излучения поглощение дозы уменьшается быстрее. Глубина материала на рисунке составляет примерно 10 см

Рис. 5.3. С помощью болюса можно изменить распределение дозы в-излучения в тканях.

А — кривая поглощения дозы в-излучения в зависимости от глубины его проникновения в ткани: вначале поглощение дозы резко возрастает, затем - падает до незначительных величин- В - использование болюса помогает перераспределить дозу излучения так, чтобы ее максимум приходился на поверхность кожи, а ткани в глубине затрагивались как можно меньше

Рис. 5.4. Воздействие излучений с высокой энергией на поверхность кожи. В левой колонке показано поглощение поверхностью кожи в-излучения, в правой — у-излучения. Пучок излучения падает на поверхность материала, эквивалентного тканям человеческого организма (отмечено серым). Глубина тканей составляет примерно 3 см. В случае в-излучения увеличение энергии излучения приводит к повышению как поверхностной, так и глубокой дозы. В случае у-излучения увеличение энергии излучения понижает поверхностную дозу, но повышает глубокую

Рис. 5.5. Использование болюса для увеличения поверхностной дозы излучения и уменьшения глубокой: А — распределение дозы в-излучения с энергией 6 МэВ в материале, эквивалентном тканям человеческого организма. Доза излучения на поверхности материала значительно меньше 100%, при этом большая часть дозы поглощается на глубине несколько сантиметров- В — при использовании болюса поверхностная доза достигает 100%, а вглубь тканей излучение не проникает

В отличие от дистанционной лучевой терапии в-излучением при контактной лучевой терапии (брахитерапия) источник излучения располагается вблизи облучаемого участка или вводится непосредственно в ткани. Действие источника с радиоактивным йодом в виде зерна будет длиться несколько месяцев. В дальнейшем уже безвредный имплантат остается в тканях.

Другой вариант брахитерапии предусматривает помещение вблизи облучаемого участка катетера (или другого приспособления), в который на короткое время вводится источник радиоактивного иридия. Источник излучения можно подводить к тканям несколько раз. По окончании лечения катетер удаляется. Еще один метод брахитерапии состоит в помещении на кожу радиоактивной пластины. Этот метод используется для лечения доброкачественных и злокачественных новообразований кожи.

Количество энергии излучения (в джоулях которое поглощается единицей массы облучаемого тела (в килограммах), называется поглощенно дозой и измеряется в системе СИ в греях (Гр) Иногда поглощенную дозу измеряют в радам однако эта единица измерения все больше уступает грею. 1 Гр = 100 рад. Доза рассчитывается врачом-радиологом, исходя из величины облучаемой поверхности. Так, для лечения злокачественных эпителиальных опухолей кожи используется доза 50—70 Гр, а для гипертрофических и келоидных рубцов — лишь 4—20 Гр.

Дробное облучение, т.е. подведение к облучаемой области не всей дозы сразу, а по частям и с перерывами, называется фракционированием. Фракционирование позволяет не только улучшить эффект от облучения, но и дает время на восстановление здоровым тканям. Иными словами, график облучения можно составить таким образом, чтобы лечение было наиболее эффекттивным, но здоровые ткани при этом страдали в наименьшей степени. Облучение по принципу фракционирования назначают с частотой от 2 раз в сутки до 1 раза в неделю.

Эффект облучения определяется повреждением ДНК с последующей гибелью делящихся клеток. Под действием энергии у-частиц электроны в атомах «срываются» со своих орбит и уже сами вызывают вторичную ионизацию тканей, главным образом взаимодействуя с водой. Однако имеет место и прямое повреждение ДНК- В отличие от у-излучения под действием в-излучения ионизация вызывается электронами, идущими от источника, а не образующимися в тканях.

Свободные радикалы, возникающие при ионизации тканей, вызывают разрывы одной или обеих цепочек ДНК, замену или выпадение азотистых оснований и образование поперечных связей ДНК с ДНК или ДНК с белками. Если эти изменения нельзя исправить, то поврежденные хромосомы вступают в митоз (т.к. не могут быть изолированы), что ведет к гибели клетки.

В основе фракционирования лучевой терапии лежит принцип четырех «р»: перераспределение клеток, восстановление численности (репопуляция), реоксигенация и исправление (ремонт) повреждений. Чувствительность клеток к лучевой терапии зависит от фазы клеточного цикла, и во время перерывов между облучениями происходит перераспределение опухолевых клеток после уничтожения поврежденных излучением. За время перерыва клеточный цикл восстанавливается, обеспечивая присутствие чувствительных клеток к началу последующего облучения. Реоксигенация означает, что окисление, вызванное облучением, требует поступления кислорода. Уровень оксиренации опухолевых клеток сильно различается, и при облучении погибают клетки, содержащие наибольшее количество кислорода.

Фракционирование лучевой терапии способствует перераспределению кислорода и поступлению его к клеткам, находящимся в состоянии гипоксии. В результате их чувствительность к облучению повышается.

Избирательность действия лучевой терапии на опухолевые клетки отчасти объясняется различной скоростью восстановления поврежденной ДНК в опухолевых и нормальных клетках. Большая часть повреждений ДНК исправляется до начала митоза — это верно для всех випов клеток. Но поскольку в здоровых клетках исправление идет более эффективно, чем в опухолевых, то при последующем облучении (вызывающем новые повреждения ДНК) погибают клетки, получившие ранее наиболее серьезные повреждения. Восстановлению после лучевой терапии подвергаются и здоровые, и опухолевые клетки. Ранние осложнения лучевой терапии связаны с гибелью стволовых клеток здоровых тканей, для восстановления которых необходимо восстановление стволовых клеток.

Decker R., Wilson L.