СПОСОБ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ ГЛАЗНЫХ ОПУХОЛЕЙ Российский патент 1994 года по МПК A61F9/00 A61N5/00 

Изобретение относится к области медицинской радиологии и предназначено для проведения дистанционной фотонной терапии новообразований органа зрения и его придатков.

Известны способы терапии опухолей глаза и его придатков с помощью облучения бета-частицами, при этом источниками излучения являются глазные аппликаторы на мягкой и жесткой основах с использованием радионуклидов с прометием-147, таллием-204, фосфором-32 и некоторыми другими.

Наиболее подходящим является офтальмоаппликатор с радионуклидом ⁹⁰Sr + ⁹⁰Y. Офтальмоаппликаторы для лучевой терапии представляют собой устройства сложной формы (по ферме и размеру глазного яблока), размещаемые на наружной поверхности глаза, т.е. контактно (см. фиг. 1).

Существует и дистанционный способ облучения в офтальмологии с использованием бета-излучения выше указанных радионуклидов. Дистанционная бета-терапия осуществляется с помощью аппарата типа АБЕТ-1 с набором цилиндрических коллиматоров из алюминия, железа и меди различных диаметров.

Применение данных способов терапии новообразований органа зрения и его придатков ограничено по следующим причинам: максимальная энегия бета-излучения используемых радионуклидов составляет E_βмакс = 0,225-2,3 МэВ, при этом максимальный пробег бета-частиц в мягкой биологической ткани равен 0,5-11 мм, слой половинного ослабления Δ_1/2 = 0,15-1,8 мм соответственно и, следовательно, интенсивно облучаются ткани до глубины 5 мм; подвергаются лучевой нагрузке критический орган глаза - хрусталик, роговица и окружающие новообразование здоровые ткани; кроме того, контакт бета-аппликаторов (как инородных тел) с глазным яблоком и другими тканями органа зрения не желателен с клинической точки зрения.

Однако в офтальмологии необходима лучевая терапия внутриглазных новообразований и опухолей орбиты глаза, залегающих на глубинах от 10 до 40 мм от переднего отдела глазного яблока.

Для этого возможно применение фотонного излучения (гамма и рентгеновского) четко определенной энергии, Для терапии новообразований, залегающих на глубине 10-25 мм, оптимальным является использование фотонного излучения с энергией 25-40 кэВ, а для опухолей орбиты глаза на глубине 25-40 мм - с энергией 50-100 кэВ соответственно.

Выбор такого диапазона оптимальных энергий фотонного излучения соответствует нескольким физическим критериям, основным из которых является слой половинного ослабления (Δ_1/2) фотонного излучения в мягкой биологической ткани (Н₂О).

В мягкой биологической ткани Δ_1/2 для энергии Е = 25-40 кэВ соответствует 14-18 мм, а для Е = 50-100 кэВ равен 30-40 мм. Кроме того, необходимо сконцентрировать пучок фотонного излучения в центр новообразования таким образом, чтобы мощность дозного поля составила 100-90% максимальной мощности дозы испускаемого фотонного излучения при минимальной лучевой нагрузке на роговицу глаза, критический орган - хрусталик и подлежащие здоровые ткани.

В настоящее время дистанционная лучевая терапия новообразований глаза и его придатков, залегающих на глубине 10-40 мм от переднего отдела глазного яблока, в офтальмоонкологии не проводится.

Решением, наиболее близким к предлагаемому способу, является дистанционная гамма-терапия злокачественных опухолей спинного мозга путем его облучения пучком гамма-излучения через два поля, при которой для уменьшения объема облучаемых здоровых тканей облучение проводят через позитивную сфокусированную вольфрамовую решетку с полей, расположенных на расстоянии 0,5-1,0 см под углом 20-30^о к вертикали. Недостатком известного способа является использование фотонного излучения с энергиями более 150 кэВ, при которых невозможно формирование дозного поля фотонного излучения с определенными характерными размерами для терапии новообразований органа зрения и его придатков без травмирования тканей глаза.

Целью изобретения является уменьшение лучевой нагрузки на здоровые ткани при облучении опухолей.

Способ лучевой терапии в офтальмоонкологии состоит в следующем. Для дистанционной терапии опухолей заднего отдела глазного яблока с толщиной 3-5 мм и длиной 5-10 мм, залегающих на глубине 10-25 мм от переднего отдела глаза, которые наблюдают в клинической офтальмоонкологической практике, используют коллимирова- нное (F = 30 мм) фотонное излучение, например, радионуклида ¹²⁵I с энергией =28.4 (2) кэВ(2) кэВ, Σ I_γ+kx≃ 148 %. Учитывая эти исходные данные, коллиматор с помощью геометрических размеров каналов и их ориентации формирует дозное поле (100± 10)% с характерными размерами - диаметр пятна в сагиттальном сечении фокальной плоскости равен 3 мм, а во фронтальном сечении по оси коллиматора в фокусе образуемое дозное поле составляет 6 мм. В пределах этих размеров дозное поле считается равномерным и составляет 100-90% максимальной мощности дозы испускаемого фотонного излучения.

Для дистанционной терапии новообразований орбиты глаза с толщиной 3-5 и длиной 10-20 мм, залегающих на глубине 25-40 мм от переднего отдела глаза, которые наблюдают в клинической офтальмологической практике, используют коллимирован- ное F= 40 мм фотонное излучение, например, радионуклида ¹⁶⁹Yb с энергиями = 92.8 (8) кэВ (8) кэВ, Σ I_γ+kx≃ 328 %. Учитывая эти исходные данные, коллиматор с помощью геометрических размеров каналов и их ориентации формирует дозное поле (100 ± 10)% с характерными размерами - диаметр пятна в сагиттальном сечении фокальной плоскости 2 мм, а во фронтальном сечении по оси коллиматора в фокусе высотой 10 мм соответственно.

На фиг. 1 показана схема облучения внутриглазной опухоли бета-аппликатором с радионуклидом ⁹⁰Sr + ⁹⁰Y. Доза в контакте с передним отделом глазного яблока принята за 100%. На фиг. 1 даны следующие обозначения: 1 - бета-аппликатор, 2 - опухоль, 3 - хрусталик, 4 - глазное яблоко, 5 - зрительный нерв.

На фиг. 2 и 3 показана схема облучения опухолей внутриглазной и орбиты соответственно с помощью коллимированного фотонного излучения, где даны следующие обозначения: 1 - пучок излучения, 2 - источник фотонного излучения (¹²⁵I, ⁵⁷Со), 3а - девятиканальный коллиматор, 3б - 32-канальный коллиматор, 4 - хрусталик, 5 - глазное яблоко, 6 - орбита глаза, 7а - внутриглазная опухоль, 7б - опухоль орбиты глаза, 8 - зрительный нерв, 9 - мягкая ткань. Доза в центре опухоли принята за 100%.

П р и м е р 1. На фиг. 2 представлено полученное экспериментально на фантоме схематическое изображение облучения внутриглазной опухоли толщиной 4 мм, длиной 8 мм, расположенной в заднем отделе глазного яблока на глубине 27 мм. В качестве источника фотонного излучения использовали радионуклид ¹²⁵I с =28.4 (2) кэВ (2) кэВ, Σ I_γ+kx≃ 148 %.

Как видно на фиг. 2, 9-канальным фокусирующим коллиматором с F = 30 мм 100-90% дозное поле формируется на расстоянии 27 мм, а 30% и 20% дозное поле - на расстоянии 6 мм и 9 мм от торца коллиматора соответственно. За счет выбора энергии фотонного излучения радионуклида ¹²⁵I и соответствующей коллимации его глубже 27 мм в биологической ткани дозное поле составляет 20% на расстоянии 36 мм и благодаря своей конфигурации практически не создает лучевой нагрузки на критический орган зрения - хрусталик, роговицу, большую часть окружающих опухоль тканей и зрительный нерв.

П р и м е р 2. На фиг. 3 представлено полученное экспериментально на фантоме схематическое изображение облучения опухоли орбиты глаза толщиной 3 мм и длиной 15 мм, расположенной на внутренней стороне орбиты на глубине 38 мм. В качестве источника фотонного излучения использовали радионуклид ¹⁶⁹Yb с =92.8 (8) кэВ, Σ I_γ+kx≃ 328 % .

Как видно на фиг. 3, 32-канальным фокусирующим коллиматором с F = 40 мм 100-90% дозное поле формируется на расстоянии 38 мм, а дозное поле 30% и 20% на расстоянии 7 мм и 12 мм от торца коллиматора соответственно.

За счет выбора энергии фотонного излучения радионуклида ¹⁶⁹Yb и соответствующей коллимации его глубже 38 мм в биологической ткани дозное поле составляет 20% на расстоянии 50 мм и благодаря своей конфигурации практически не создает лучевой нагрузки на хрусталик, роговицу и большую часть окружающих опухоль тканей и зрительный нерв.

На фиг. 1 для сравнения с заявленным способом, представлено схематическое изображение лучевой терапии внутриглазной опухоли толщиной 3 мм и протяженностью 8 мм, расположенной в переднем отделе глазного яблока на глубине 3 мм, с помощью бета-аппликатора ⁹⁰Sr + ⁹⁰Y ⁹⁰Sr + ⁹⁰Y = 928 (1) кэВ (1) кэВ и E_βмакс = 2274 кэВ.

Из рисунка видно, что 100% дозное поле, создаваемое бета-частицами, формируется в контакте с передним отделом глазного яблока, а 10% дозное поле на глубине 5 мм. Из-за своей конфигурации дозное поле создает лучевую нагрузку, как на опухоль, так и на роговицу, частично (30%-5%) на критический орган глаза - хрусталик, а также на большую часть окружающих опухоль тканей до глубины 11 мм.

Сравнивая изображенные на фиг. 1 и фиг. 2-3 способы лучевой терапии опухолей в офтальмологии, можно сделать следующий вывод.

С помощью заявленного способа дистанционной фотонной терапии возможно эффективно проводить терапию внутриглазных опухолей, расположенных на расстоянии 10-25 мм, и опухолей орбиты, залегающих на глубинах 25-40 мм от переднего отдела глазного яблока. Кроме того, возможна и эффективная терапия внутриглазных опухолей, располо- женных в переднем отделе глазного яблока 1-10 мм.

За счет выбора источника энергии фотонного излучения и соответствующей коллимации излучения создается такая конфигурация дозного поля, которая значительно уменьшает лучевую нагрузку на роговицу, критический орган глаза - хрусталик и окружающие новообразование здоровые ткани, по сравнению со способами бета-лучевой терапии, применяемыми в офтальмоонкологии.

Использование: в области медицинской радиологии и предназначено для проведения дистанционной фотонной терапии новообразований органа зрения и его придатков. Сущность изобретения: способ лучевой терапии глазных опухолей, включающий дистанционное сфокусированное фотонное облучение на глубине 10 - 40 мм, облучение осуществляют радионуклидами, испускающими фотонное излучение с энергией 20 - 100 кэВ через многоканальные коллиматоры с фокусным расстоянием 25 - 45 мм. При облучении очага поражения заднего отдела глазного яблока на глубине 10 - 25 мм формируют однородное дозное поле радионуклидами, испускающими фотонное излучение с энергией 25 - 40 кэВ через многоканальный фокусирующий коллиматор с фокусным расстоянием 25 - 30 мм. При облучении очага поражения орбиты глаза на глубине 25 - 40 мм формируют однородное дозное поле радионуклидами, испускающими фотонное излучение с энергией 50 - 100 кэВ через многоканальный фокусирующий коллиматор с фокусным расстоянием 40 - 45 мм. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. СПОСОБ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ ГЛАЗНЫХ ОПУХОЛЕЙ, включающий дистанционное сфокусированное фотонное облучение, отличающийся тем, что, с целью уменьшения лучевой нагрузки на здоровые ткани при облучении опухолей, залегающих на глубине 10 - 40 мм, облучение проводят радионуклидами, испускающими фотонное излучение с энергией 20 - 100 кэВ, через многоканальные коллиматоры с фокусным расстоянием 25 - 45 мм. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при облучении очага поражения заднего отдела глазного яблока на глубине 10 - 25 мм формируют однородное дозное поле радионуклидами, испускающими фотонное излучение с энергией 25 - 40 кэВ, через многоканальный фокусирующий коллиматор с фокусным расстоянием 25 - 30 мм при соотношении сагиттального и фронтального сечений фикального пятна 1 : 2. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при облучении очага поражения орбиты глаза на глубине 25 - 40 мм формируют однородное дозное поле радионуклидами, испускающими фотонное излучение с энергией 50 - 100 кэВ, через многоканальный фокусирующий коллиматор с фокусным расстоянием 40 - 45 мм при соотношении сагиттального и фронтального сечений фронтального пятна 1 : 5.