Объединенный Институт Ядерных Исследований
 
Лаборатория Ядерных Проблем
Фазотрон
Лаборатория ядерных проблем
 

 

        НА ГЛАВНУЮ КОНТАКТЫ
 
Фазотрон
Лаборатория ядерных проблем
ШЕСТИКАБИННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОМПЛЕКС
ДЛЯ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ НА ПУЧКАХ ФАЗОТРОНА ОИЯИ

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время для лечения онкологических заболеваний используются три основных метода:

  • хирургический
  • лучевой
  • и химиотерапевтический.

При этом лучевая терапия самостоятельно или в комбинации с другими методами применяется при черно у 70% онкологических больных, и поэтому ее развитие и совершенствование имеют большое значение.  Главная цель лучевой терапии повредить клетки опухоли, используя высокие дозы радиации и в то же время избежать насколько это воз можно повреждения окружающих опухоль нормальных тканей.

Одним из перспективных направлений повышения эффективности лучевого лечения является переход к новым источникам излучения, таким, как тяжелые заряжен ные частицы и нейтроны высоких энергий получаемые на современных ускорителях. Это обусловлено как четко выраженными преимуществами пространственного распределения поглощенной дозы таких частиц (рис.1) так и благоприятными особенностями их биологического действия на нормальные и опухолевые ткани (ОБЭ и КО).

В настоящее время в мире действует около 20 центров, использующих в лучевой терапии пучки тяжелых заряженных частиц из них 3 в Российской Федерации. Еще 17 таких центров предполагается создать  в  разных  странах  в  ближайшие годы. Мировой клинический опыт на пучках тяжелых заряженных частиц насчитывает свыше 14 тысяч пациентов и убедительно доказывает преимущества лучевой терапии на пучках таких частиц при облучении патологических структур расположенных вблизи жизненно важных центров. Эти преимущества особенно очевидны при облучении внутриглазных и внутричерепных   мишеней.

В Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ на базе фазотрона создан и функционирует шестикабинный клинико-физический комплекс, на котором обеспечена возможность лечения онкологических больных на широких и узких пучках протонов, отрицательных пи- мезонов и нейтронов высоких энергий, а также сочетанного лечения на этих пучках. Впервые на одном ускоритетеле получен такой набор медицинских пучков тяжелых ядерных частиц. Это позволяет для каждого больного индивидуально подбирать наилучший вид излучения, исходя из особенностей дозного распределения и биологических характеристик каждого вида частиц, а также размера и клинических особенностей опухоли.

Глубина проникновения в ткани (см.)

Рис.1. Глубинные   дозные   распределения пучков тяжелых заряженных частиц, гамма-лучей Со-60 и пучков нейтронов с энергией 14 МэВ.   Энергетический спектр пучков тяжелых заряженных частиц подобран так, чтобы образовать однородное распределение дозы на глубине  от 8 до 12 см в ткани.

Для течения больных на медицинских пучках фазотрона разработаны и успешно применяются в клинике оригинальные методики и техника формирования дозных полей   новые способы реконструктивной рентгеновской и протонной томографии.

Впервые в мировой практике предложены приемы и сконструирована действующая медико-техническая аппаратура для ротационно -сканирующего облучения глубоко залегающих опухолей а также одновременного сканирующего облучения большой мишени несколькими узкими пучками протонов что обеспечивает высокую точность и полную компьютерную автоматизацию облучения.

ПЕРВЫЙ КЛИНИЧЕСКИЙ
ОПЫТ

Первый в Советском Союзе (ныне СНГ) протонный пучок с необходимыми для лучевой терапии параметрами был создан в 1967 г. по предложению В. П. Джелепова в Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ (Дубна) на фазотроне 680 МэВ.  Все работы на этом пучке проводились совместно сотрудниками Института экспериментальной и клинической онкологии АМН СССР (ныне Онкологический научный центр Российской АМН) и группой физиков Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ. Клинические исследования были начаты после серии физико-дозиметрических и радиобиологических экспериментов. Они проводились на медицинском протонном пучке ЛЯП ОИЯИ с 1968 г. по 1974 г. (и были приостановлены из-за реконструкции ускорителя и строительства шестикабинного клинико-физического комплекса).

В течение начального периода клинических  испытаний на медицинском  протонном пучке ЛЯП ОИЯИ  лучевое  лечение было проведено 84 пациентам,  в основном по поводу злокачественных опухолей пищевода и легкого. Протонный пучок предоставлялся для медицинских целей 2 раза в неделю при этом каждого больного облучали фракционировано (10-15 сеансов в течение 1-1,5 мес. ), так что общее число лечебных лучевых сеансов составило около тысячи. В этот период был осуществлен переход от многопольного облучения к ротационному облучению с автоматическим совмещением максимума дозного распределения (пика Брэгга) с облучаемой опухолью.

В результате работ на этом начальном поисковом этапе были получены доказательства правильности основных исходных физико-технических радиобиологических и клинических предпосылок, разработаны методики облучения ряда локализаций опухолей и показана целесообразность расширения клинических исследований по протонной лучевой терапии злокачественных опухолей.

ШЕСТИКАБИННЫИ КОМПЛЕКС

Для выполнения намеченной программы работ в лаборатории ядерных проблем ОИЯИ к концу 1985 г было завершено создание шестикабинного клинико-физического комплекса включающего в себя четыре протонных канала медицинского назначения для облучения глубоко залегающих опухолей широкими и узкими протонными пучками различной энергии (от 100 до 660 МэВ); медицинский Pi - мезонныи канал для лучевой терапии интенсивными пучками отрицательных Pi - мезонов с энергиями от 30 до 80 МэВ; канал нейтронов медицинского назначения (средняя нергия нейтронов в пучке около З5О МэВ) для облучения больших радиорезистентных опухолей; терапевтическую гаммастановку для использования в качестве резервного источника излучения, а также для проведения дистанционной гамма-терапии при сочетанных методах облучения. Общий вид клинико-физического комплекса показан на рис.2.

 

Рис 2 Общий, вид клинико физического комплекса Лаборатории ядерны проблем. ОИЯИ.

Для формирования широких (диаметром 3-6 см.) протонных пучков с энергиями 100 130 и 200 МэВ и их разводки в кабины 1 и 2 используется канал VIII. Этот канал позволяет также формировать в кабине No 1 диагностический (диаметром около 3 мм) протонный пучок с энергией 660 МэВ для протонной томографии. Канал XI предназначен для формирования в кабине 3 узкого (диаметром 5- 20 мм) протонного пучка с энергией 660 МэВ. Для получения медицинского Pi - мезонного пучка выведенные из ускорителя протоны транспортируются по каналу IX к широкоугольной магнитной линзе, которая фокусирует образовавшиеся в мишени отрицательные Pi -мезоны вертикально вверх, в кабину 4. Канал X служит для формирования терапевтического нейтронного пучка в кабине 5, а также широкого протонного пучка с диаметром поля облучения до 21 см.

 Анатолий Чирков, © Copyright, 2003