Брахитерапия

Как уже ранее отмечалось, брахитерапия – метод лучевой терапии, когда источник излучения в закрытом виде (капсулы, таблетки, «зерна») вводится внутрь пораженного органа. От греч. brachyos – „короткий” (т.е. на коротком расстоянии). При этом максимальная доза радиации доставляется непосредственно в опухоль без поражения прилегающих тканей и органов.

Вскоре после того, как в 1896 году Генри Беккерель открыл явление радиоактивности, ионизирующее излучение было предложено для лечения злокачественных новообразований. В 1901 году Мари и Пьер Кюри предложил д-ру Данлосу в госпитале св. Льюиса (Париж) попробовать вводить в опухоль трубочки с радием, таким образом положив начало принципу брахитерапии. В 1903 году совершенно независимо подобное предложение сделал Alexander Graham Bell, в письме к редактору журнала ”Archives Roentgen Ray”. В первых опытах было показано, что введение радиоактивных материалов заставляет опухоль уменьшаться.

В начале XX века основные работы по брахитерапии проводились в институте Кюри (Париж) и в Мемориальном Госпитале (Нью-Йорк). Д-ром William Mayers в Университете штата Огайо были введены в практику брахитерапии некоторые радиоизотопы, в том числе золото-198, кобальт-60, йод-125 и фосфор-32. Подобные работы продолжались на протяжении 1910-1930 годов. Однако введение в практику наружной гамма-терапии для глубоких опухолей и проблемы, связанные с облучением от высокоактивных источников, привело к уменьшению интереса к брахитерапии до 70-х годов.

Хотя брахитерапия заметно дешевле дистанционной лучевой терапии, но брахитерапия применима на ограниченном количестве локализаций злокачественных опухолей с доступом в теле из внутренних пустот - опухоли головы и шеи (губы, язык, небо, носоглотка), бронхиальные опухоли, раковые заболевания пищевода, гинекологические опухоли, раковые заболевания простаты. За последние годы идет возрождение интереса к брахитерапии из-за её эффективного использования при злокачественных заболеваниях простаты.

Хотя аппаратное обеспечение для облучения более дешевое чем установки для дистанционной лучевой терапии, но для планирования дозовых распределений необходимо сходное программно-аппаратное обеспечение.

Установки брахитерапии (внутриполостной терапии) общего назначения (с извлечением источников после облучения) выпускает целый ряд фирм, наиболее известные среди них – Varian (установки серии GammaMed и серии VariSource) и фирма Nucletron (приборы серий Selectron и microSelectron). Начиная с 1978 года по всему миру установлено более 2500 систем Selectron и MicroSelectron.

В таких приборах в качестве источника применяют изотоп иридий-192. Размеры капсул составляют доли миллиметра в диаметре и длина несколько миллиметров. На современном этапе это в основном установки, работающие по принципу «afterloader» с высокой мощностью дозы (HDR).

C начала прошлого столетия и до семидесятых годов, применялась в основном брахитерапия иглами Radium-226 (в Советском Союзе и позже в странах СНГ использовались и используются установки "Агат-В", "Агат-ВУ" с источниками 60Со, Selectron с источником 137 Cs ), но радиационная защита персонала всегда оставалась большой проблемой. С изобретением удаленного управления погружением источника (от англ. слова «afterloader») в 1960 эта проблема была решена. Теперь, персонал уходит из процедурной во время сеанса терапии.

Современное оборудование для внутриполостной терапии использует шаговый двигатель, который позволяет задать точное положение радиоактивного источника в аппликаторе. Внутриполостная терапия классифицируется в зависимости от мощности дозы:

LDR (Low Dose Rate) - низкая мощность дозы
HDR (High Dose Rate) - высокая мощность дозы

• LDR: Мощность дозы 0.4 - 0.8 Гр/час
• HDR: Мощность дозы > 0.5 Гр/мин

LDR брахитерапия, с источником 137-Cs, начальная активность которого составляет около 1480 Мегабекерелей, т.е. 40 милиКюри (1480MBq, 40 mCi) и требует время облучения около 8 часов. Из-за длительного сеанса облучения, только немногие пациенты могут получить лечение.
HDR брахитерапия с источником иридий-192 (192Ir, как правило начальная активность источника 370 GBq (10 Ci)) позволяет оператору установить тре-
буемую дозу в отдельных фракциях в пределах нескольких минут.

PDR (Pulsed Dose Rate) циклическое введение источника LDR. Это одновременная продолжительная LDR брахитерапия под управлением последовательности "mini" HDR фракций. Как правило, источником для PDR является источник иридий-192 с начальной активностью 37 GBq (1 Ci). Вследствие относительно короткого времени облучения, внутриполостная HDR терапия является наиболее популярной на сегодняшний
день. Технически, источник для HDR и PDR реализован на сердечнике из чистого иридия-192 (длиной около 3.5 мм и диаметром 0.6 мм), которые инкапсулированы в оболочку из нержавеющей стали на конце металлического провода. Период полураспада иридия-192 приблизительно 74 дня, замена источников осуществляется как правило 1 раз в 3 месяца. Это не дешевая операция и является заметным неудобством в наших условиях.

Основные применения брахитерапии:
Внутриполостная брахитерапия с размещением радиоактивных источников в аппликаторах установленных в полостях, т.е. в матку, влагалище и т.д.

Внутрипросветная брахитерапия – временное размещение радиоактивных источников внутри полости. Это часто используется для лечения опухолей преграждающих отверстие легочного бронха, желчного протока, пищевода и т.д.

Внутритканевая брахитерапия – временный или постоянный имплантант радиоактивной капсулы или иглы в тело опухоли. Это особенно хорошо при лечении простаты, гинекологии, локально рекуррентного рака. Согласно методике, сначала устанавливается катетер или кондуктор в требующийся объем, а затем вводится радиоактивный источник.

Особенно популярна в последние годы внутритканевая брахитерапия для лечения простаты. В структуре онкологических заболеваний в ряде стран рак предстательной железы выходит на 2-3 место, а в США – на первое.

Стандартизованный показатель заболеваемости раком простаты в России в 1996 году составил 11,3 (на 100000 мужского населения). По величине прироста рак предстательной железы занимает в России 2-е место (темп прироста – 31,4%). В последние годы в России ежегодно фиксируется примерно 8000 новых заболеваний раком простаты, и это, притом, что, практически отсутствует система ранней диагностики рака простаты. Не лучше положение ив Украине.

Возрождение брахитерапии простаты началось в 1970 году с введением в практику техники имплантации семян с йодом-125 из ретропубикального доступа докторами Willet Whitmore и Basil Hilaris в Мемориальном Госпитале (Нью-Йорк). Процедура позиционировалась как альтернатива радикальной простатэктомии. Однако клиническая эффективность метода была невысокой, а сама операция – довольно травматичной. Причинами низкой эффективности были ручное позиционирование семян и приблизительное планирование дозы излучения. Таким образом, технология снова была забыта до 1980-х годов.

В 80-х годах бурное развитие технологий визуализации (УЗИ, КТ, МРТ) и вычислительной техники сделали возможными точное позиционирование игл внутри простаты, а также индивидуальное планирование внедряемых доз радиоактивных веществ. В 1981 году Holm и Gammergaard (Копенгаген, Дания) описали технику трансперинеального доступа под контролем ТРУЗИ с помощью специального шаблона, которая позволила точно располагать иглы внутри простаты. ТРУЗИ представляет собой ультразвуковое исследование, выполняемое с помощью специального высокочастотного ультразвукового датчика особой конструкции через прямую кишку пациента. Сначала методика применялась для биопсии.

В 1983 году Hans Holm впервые произвёл «закрытую» имплантацию радиоактивных материалов, используя трансректальное УЗИ. В 1985 Haakon Ragde, M.D., John Blasko, M.D. и Peter Grimm, D.O. развили подход Хольма в Сиэтле, штат Вашингтон. Хорошая клиническая эффективность и малотравматичность брахитерапии сделали её методом выбора в лечении ранних стадий рака простаты.

Определение оптимального расположения радиоактивных источников внутри простаты на основании изображения, полученного с помощью УЗИ, КТ или МРТ выполняется с помощью специального программного обеспечения, в которое вводятся контуры простаты, прямой кишки и уретры. Результат планирование – план загрузки радиоактивных «семян», который должен обеспечить подведение необходимой дозы в поражённый участок простаты и в то же время не допустить избыточного облучения уретры и прямой кишки. Имплантация семян производится под общей анестезией, в положении пациента на спине, с запрокинутыми и фиксированными ногами, с помощью закрытого чрезпромежностного доступа.

Датчик для брахитерапии вводится в прямую кишку и фиксируется с помощью специального устройства для стабилизации и пошагового позиционирования. Позиционирование игл осуществляется с помощью шаблона, на котором расположены отверстия с шагом 5 мм. Контроль положения игл внутри простаты осуществляется с помощью УЗИ-изображения. Оценка после имплантации осуществляется с помощью УЗИ или КТ-изображения («семена» содержат в себе рентгеноконтрастную вставку). Контроль клинической эффективности осуществляется с помощью определения уровня PSA в динамике. В качестве радиоактивных «зерен», которые размещают навсегда (без извлечения – они полностью распадаются в простате), используют наиболее часто источники йод-125 (период полураспада около 60 дней) и палладий-103 (период полураспада около 17 дней), энергия фотонов у обоих источников менее 30 кэВ – поэтому вся энергия полностью поглощается в районе простаты.