8

Click here to load reader

Curs 11 - Radioterapia

Embed Size (px)

DESCRIPTION

CURS BIOFIZICA

Citation preview

Page 1: Curs 11 - Radioterapia

RADIOTERAPIA

1. Radioterapia

Radioterapia este terapeutică prin radiaţii (X, gamma, ultraviolete, ultrascurte, infraroşii) atât electromagnetice cât şi corpusculare.

1.1. Aspecte de terapie cu radiaţii X după profunzime şi scop

a. Superficiale, moi sau Bucky, mai ales în scop de epilaţie când există ciuperci pe piele păroasă, a capului. Tensiunea este de 10 KV la 10 mA; pătrund mai adânc decât razele ultraviolete (U.V.) şi rămân în piele, profunzimea până la 3 mm.

b. De contact sau tip Chaoul, cu 50-60 KV, recomandate în tumori cutanate cu profunzime până la 2 cm.

c.Semifprofunde: 80-120 KV, penetrarea fiind de 3 cm;

d. Profunde 120 - 250 KV, până la 7 cm;

e.Supravoltaj şi megavoltaj chiar până la 1000 KV, profunzime peste 7-10 cm.

1.2 Razele gamma: se întrebuinţează sub formă de cristale de clorură sau sulfat, având perioada de înjumătăţire aproximativ 1540 de ani. Se aplică ace platinate în interstiţii iar intracavitar dispozitive fără vârf, în vagin, uter, anus, sinusuri şi pentrusuprafeţe ca mulaje.

1.3 Izotopi radioactivi artificiali:

a. lod eliberează gamma cu tropism pentru glanda tiroidă (se recomandă în hiperfuncţii tiroidiene şi tumori maligne); perioada de înjumătăţire de 8 zile;

b. Au, se administrează în tumorile ţesutului reticulo-endotelial, pleurezii, ascite canceroase (perioada de înjumătăţire aproximativ 3 zile);

c. Cobalt, cu perioada de înjumătăţire 5,3 ani; ca ace în interstiţii tumorale (cancere de limbă, buze), ca aplicatoare în cancere de col uterin, ca bile în faringe, cavităţi nazale, sinusuri.

Sunt şi aparate cu pastilă de cobalt (sau "bombă") prin care se face telecobaltoterapie. Izotopii radioactivi se mai clasifică în surse închise, printre care: 137Cesiu (col de uter, vezică urinară, esofag, trahee); 192 Iridiu (tumori cap şi gât, inclusiv esofag la cancerele căruia s-a dovedit de mare utilitate Cisplatina, introdusă prin endoscoape).

Page 2: Curs 11 - Radioterapia

Deşi multe dintre procedeele precedente s-au dovedit utile, unele dintre aparatele enumerate, pentru terapia superficială de contact semiprofundă şi profundă nu se mai confecţionează şi astfel sunt la modă acceleratoarele liniare de particule a căror "putere" se poate regla până la 100 MeV (mega-electroni-volţi)

Radiaţiile electromagnetice sau ondulatoare, ionizante, produc în jurul lor un câmp electric şi unul magnetic, şi se compun din raze X sau Rontgen (de aceiaşi natură ca şi lumina dar de frecvenţă mult mai mare, se produc în tuburi vidate tip Hittorf, Crookes, Coolidge, Lenard, au marea proprietate de a forma luminiscenţă când ajung la sărurile unui ecran de tugstat, de cadmiu, platinocianură de bariu, sulfura mixtă de Zinc şi cadmiu, impresionează bromura de argint de la filmul radiologie, s-au folosit în rontgendiagnosticul clasic, dar astăzi cu ajutorul întăritoarelor de imagine şi a lanţurilor TV pe bază de Seletiniu şi tuburi electronice, claritatea şi intensitatea acesteia creşte de aproximativ 3000-6000); aparatele pentru tratament cu raze X, se numesc de roentgenterapie, dar întrebuinţându-se şi celelalte, numite gamma, denumirea corectă este radioterapie însă ulterior au apărut acceleratoarele lineare de particule asupra căreia vom insista: unele dintre caracteristicile reacţiilor nucleare depind de energia particulelor proiectil.

Pentru a spori această energie s-a pus problema accelerării respectivelor particule, lucru posibil la cele încărcate electric, care pot fi accelerate în câmpul electric şi magnetic, dacă au timp de viaţă cel puţin egal cu durata accelerării. Se supun de regulă electronii, protonii, alfa, beta, gamma de la Heliu, alţi ioni ai diferitelor elemente, inclusiv cele grele (Uraniu, Plutoniu). Instalaţiile în care se realizează o astfel de accelerare se numeşte acceleratoare de particule.

2. Radiaţiile corpusculare

Radiaţiile corpusculare sunt fascicole formate din particule atomice animate de o mare viteză şi care, cu excepţia razelor neutronice, poartă sarcini electrice. Dintre cele cunoscute, enumerăm:

razele catodice (formate din electroni), au sarcină electrică negativă;

razele beta (formate din electroni), au sarcină electrică negativă;

razele protonice (formate din protoni), sarcină electrică pozitivă;

razele alfa (formate din helioni), cu două sarcini negative;

razele neutronice (formate din neutroni), fără sarcină electrică;

razele cosmice (formate din electroni şi pozitroni), cu sarcini pozitive şi negative, în constituţia razelor cosmice există şi alte componente. Radiaţiile alfa şi beta sunt emise de corpuri radioactive naturale şi de izotopii radioactivi naturali şi artificiali.

Din punct de vedere medical pentru radiodiagnostic, interesează mai ales razele corpusculare electronice, deoarece ele sunt la origine producerii razelor X (Rontgen), dar care devin astfel electromagnetice cunoscute şi sub denumirea de radiaţiuni ondulante. Energia unui

Page 3: Curs 11 - Radioterapia

asemenea fascicol depinde de masa şi viteza particulei, între energia cinetică, masă şi viteză există o relaţie fundamentală: E-1/2 v2, în care masa = m, v = viteza particulelor. Tensiunea aplicată la bornele tubului în care se produce radiaţia catodică sau energia cu care electronii sunt expulzaţi din atomul respectiv, determină viteza. Pentru măsurarea energiei are ca unitate 1eV.

3. Unităţi dozimetrice şi semnificaţia lor

Dozimetria a devenit o ramură a fizicii medicale în special. Rolul dozimetriei este de a exprima în unităţi, energia radiantă care se absoarbe în urma interacţiunii dintre radiaţia ionizantă şi materie. Necesitatea utilităţii unităţilor dozimetrice a impus Comisiei Internaţionale de Unităţi şi Măsuri Radiologice (AIEA) de pe lângă Organizaţia Mondială de Sănătate, să se preocupe de uniformizarea unităţilor dozimetrice şi de trasarea unor direcţii generale orientative în practică. Dozimetria măsoară fenomenul de ionizare produs în cadrul interacţiunii radiaţiilor ionizante cu materia. Este posibilă această măsurare deoarece aproape toată energia radiantă absorbită este cheltuită pentru producerea de ioni, care pot fi măsuraţi şi număraţi înainte de recombinarea lor. Având în vedere faptul că efectele biologice se bazează în esenţă tot pe fenomenul de ionizare, datele dozimetrice pot fi corelate cu efectele radiobiologice. în acest context trebuie să diferenţiem noţiunile de bază: doza fizică şi doza biologică.

Doza fizică este acea cantitate de radiaţie ionizantă care produce modificări decelabile într-un instrument dozimetric.

Doza biologică este cantitatea de radiaţie ionizantă cedată unui ţesut iradiat. Unităţile dozimetrice măsoară radiaţiile ionizante indiferent de natura lor corpusculară sau electromagnetică. Distingem următoarele sisteme de măsură şi unităţi: rontgenologic, radiobiologic "şi internaţional.

Sistemul rontgenologic este folosit pentru evaluarea efectelor produse de radiaţii X sau gamma sub 3 MeV. Sistemul se bazează pe determinarea ionizării aerului, având ca mărime fundamentală doza şi ca unitate R (rontgenul). Folosirea acestui sistem prezintă neajunsul unor informaţii aproximative în privinţa dozelor şi efectelor biologice; se utilizează însă în practica medicală definirea dozei de expunere la suprafaţa pielii. Din punct de vedere istoric, prima unitate fizică folosită a fost Rontgenul (R) = cantitate de raze X sau gamma care produce în 1,293 mgr de aer, în condiţii normale de temperatură şi presiune (O grade Celsius şi 760 mmHg) ioni cu sarcină de un Franklin. 1 R va corespunde la 2,1-10 la puterea 9 perechi de ioni. Energia cheltuită pentru producerea unei perechi de ioni, care este de 32 eV.

Exprimarea dozei în funcţie de timp, adică raportul între doză şi timpul de expunere permite precizarea dozei în R/sec., şi R/min etc.

4. Sistemul de măsurare a radioactivităţii

Page 4: Curs 11 - Radioterapia

Unitatea de măsurare în sistemul absolut de unitate este de o dezintegrare pe secundă. Unitatea practică este Curie-ul (Ci). Un Ci este activitatea unui preparat în care într-o secundă se dezintegrează 37 -IO10 nuclee. Se folosesc în practica medicală submultiplii acestei unităţi:

- milicurie (mCi) = 0,001 Ci

- microcurie (Yci) = 0,000001 Ci

Doza absorbită este energia transferată de către radiaţia ionizantă într-un punct al materiei iradiate, exprimată prin raportul dintre energia transferată şi masa materiei respective:

Doza absorbită = cantitate de energie / masa de materie iradiată

Unitatea de măsură a dozei absorbite este rad-ul (rontgen absorbed dose). În practică un R se poate echivala cu 0,92 rad în ţesut moale la un regim de 200 kV.

Efectul biologic al dozei absorbite este dependent de natura radiaţiei şi energiei ei. S-a luat ca termen de referinţă radiaţia X de 200 kV. în acest fel rezultă valori care reprezintă eficacitatea biologică relativă (EBR) a diverselor radiaţii:

- EBR pentru razele gamma = 0,85

- EBR pentru razele X, electroni = 1

- EBR pentru neutroni termici =5

- EBR pentru neutroni rapizi = 10

- EBR pentru protoni = 10

- EBR pentru particula alfa = 20

Unitatea de doză biologică este rem-ul (rontgen echivalent men). Rem-ul reprezintă doza biologică primită de un ţesut iradiat cu radiaţia standard (radiaţia X de 200 kV unor filtrată); dacă doza absorbită este de un rad, cea biologică este de aproximativ un rem. Printr-un rem se înţelege modificările biologice (distructive) asupra celulelor şi ţesuturilor. 100 rem = 100 rad = 1 Gray (Gy).

5. Schiţa model al dislocării neutronilor în reactorii cu neutroni termici

Page 5: Curs 11 - Radioterapia

6. Scara de radiosensibilitate a ţesuturilor normale şi tumorale(ÎN ORDINE DESCRESCÂNDĂ)

Ţesuturi normale Ţesuturi maligne

Page 6: Curs 11 - Radioterapia

Ţesut limfatic, timus

Măduvă osoasă

Testicul, ovar

Epiteliul mucoaselor

Glande salivare

Bulb pilos

Glande sudoripare şi sebacee

Epidermă

Membrane seroase, plămân

Rinichi

Glande suprarenale, ficat, pancreas

Glanda tiroidă

Muşchi

Ţesut conjunctiv şi vase

Ţesut cartilaginos

Ţesut osos

Ganglioni nervoşi

Nervi

Limfosarcom

Mielom endotelial

Carcinoame testiculare şi ovariene

Tumori osoase cu celule gigante

Mielom multiplu

Epiteliom bazocelular

Epiteliom metatipic

Carcinom mucoid al intestinului

Carcinom al colului uterin

Adenocarcinom tiroidian

Epiteliom al amigdalei şi faringelui

Carcinom mamar

Epiteliom spinocelular cutanat

Carcinom rectal

Condrosarcom osos

Fibrosarcom

Osteosarcom osteogenic

Melanom