Лучевое наступление

Открытие Рентгеном нового вида излучения и далее обнаружение А. Беккере-лем произвольного излучения урана, а затем выделение Мари Склодовской-Кюри и ее мужем Пьером Кюри из урановой руды нескольких радиоактивных элементов (главными были полоний и радий), стали началом новой эры не только в физике, но и в онкологии.

Уже в 1914 г. на I Всероссийском съезде по борьбе с раковыми заболеваниями подводились первые итоги рентгено- и радиотерапии рака в России. Доклад академика В. И. Вернадского «О нахождении радиевых руд в России» был основополагающим в плане возможностей разработки отечественных препаратов для радиотерапии. Мы знаем имя В. И. Вернадского, но редко вспоминаем его вклад в онкологию.

Академик АМН СССР Г. А. Зедгенидзе разделяет период применения лучевой терапии на три этапа. В первый период 1897— 1922 гг. лучевая терапия в виде рентгене- и кюритерапии носила эмпирический характер. Во всех странах мира накапливались фактические материалы по методике и технике облучения, отдаленным результатам лучевого лечения опухолей, дозиметрии и радиобиологии.

Второй период, с 1923 по 1947 г., характеризуется большими успехами в разработке научных основ и механизмов биологического действия ионизирующего излучения. Установлен важный фактор — различная чувствительность опухолей к радиации в зависимости от морфологической структуры. Создана усовершенствованная рентгенотерапевтическая аппаратура, разработаны научные основы клинической дозиметрии. Лучевую терапию стали сочетать с хирургией.

Третий период, с 1948 г. по настоящее время, отличается большими успехами лучевой терапии злокачественных новообразований благодаря научно-техническому прогрессу в области физики, техники, радиобиологии и ядерной медицины. Возможности концентрации дозы излучений в опухолевом очаге значительно расширились в связи с появлением в лечебных учреждениях ускорителей и новых источников излучений высокой энергии, искусственных радиоактивных веществ — кобальта-60, цезия-137 и др.

С каждым годом все сложнее и совершеннее становится оборудование для лечения злокачественных опухолей. Отделения лучевой терапии оснащены целым комплексом установок для лечения различных форм рака. Имеется аппаратура для лечения легкодоступных опухолей, расположенных близко к поверхности тела, и для лечения глубоко расположенных опухолей. Эти опухоли требуют различных характеристик рентгеновских лучей, источников гамма-лучей высокой энергии.

Пучок низковольтных рентгеновских лучей, обладающий достаточной проникающей способностью, не несет в себе опасности ненужного облучения близлежащих тканей. Обычно эти установки работают в режиме 500— 100 кВ. Если необходимо облучать опухоли, расположенные в глубине ткани, то требуется аппаратура с гораздо большей проникающей способностью. Современные аппараты дают пучок 50 млн. В и более. Однако для рентгенотерапии оптимальным является уровень 3 — 8 млн. В. Кобальтовые установки для телетерапии имеют гамма-излучение, эквивалентное рентгеновскому пучку 3 млн. В. Такой пучок обладает большой степенью локализованного действия.

Во многих учреждениях применяются линейные ускорители, а в последние годы все шире и шире изучается роль протонов в лечении опухолей. Их свойства поражать нацеленно определенные области тела, проникать в глубину тканей вселяют большие надежды.

Мегавольтная радиотерапия с использованием бетатронов и линейных ускорителей начала применяться еще в 50-е гг. Этот метод дает лучшие результаты, чем обычная рентгенотерапия (за исключением некоторых раковых опухолей, развивающихся на самой поверхности кожи). Поэтому в 60-е гг. во многих крупных противораковых центрах были созданы специализированные отделения мегавольтной радиотерапии. Это позволило проводить лечение опухоли при незначительных воздействиях на соседние органы.

Современные ускорители — синхротроны, синхроциклотроны, фазотроны и др. — дают энергию порядка миллионов и миллиардов электронвольт. Пучки тяжелых заряженных частиц высокой энергии лишь недавно начали применяться в экспериментальных и клинических медицинских исследованиях.

В отличие от используемых в современной дистанционной лучевой терапии квантовых излучений (рентгеновское, гамма-излучение, тормозное излучение высоких энергий) тяжелые заряженные частицы обладают уникальной способностью доставлять в глубинный очаг больше поглощенной энергии в расчете на единицу массы вещества, чем в окружающие ткани, в том числе и ткани, находящиеся на пути частиц между опухолевой мишенью и поверхностью тела. Тяжелые заряженные частицы могут в зависимости от их энергии пронизывать облучаемое Тело насквозь или проникать в него лишь на определенную заданную глубину, соответствующую залеганию опухоли.

В 1966 г. в Советском Союзе в Дубне на синхроциклотроне был создан первый медицинский протонный пучок с энергией до 200 МэВ. Второй медицинский протонный пучок начал действовать в 1967 г. в Москве. Эти два пучка имеют свои характеристики и используются при некоторых формах злокачественных опухолей.

Группа ученых в Институте экспериментальной и клинической онкологии АМН СССР во главе с врачом А. И. Рудерманом и физиком В. П. Джелеповым, возглавлявшим исследования в Дубне, поставили задачу использовать пучки тяжелых заряженных частиц высоких энергий в экспериментальной и клинической онкологии.

Исследования осуществляются на протонных пучках с энергией примерно до 200 МэВ и на частицах с энергией около 800 МэВ. Возможность использования тяжелых заряженных частиц в лучевой терапии онкологических больных и в нейрохирургии уже перестала быть чисто академической проблемой. За последние годы проведено облучение гипофиза у многих больных с метастазами рака молочной железы, что дало некоторый положительный эффект.

Эта методика испытывается при ряде эндокринных заболеваний, причем наиболее часто ее применяют в радионейрохирургии. Метод, несомненно, имеет большое будущее.

В основном в онкологии используются линейные электронные ускорители на 4—6 МэВ и гамма-терапевтические аппараты с радиоактивными источниками кобальта-60. Сейчас наряду с дистанционными кобальтовыми аппаратами успешно применяют шланговые аппараты с кобальтом-60 для внутриполостного облучения.

Академик АМН СССР А. С. Павлов справедливо отмечает, что дальнейший прогноз лучевой терапии будет в значительной степени определяться достижениями в области радиобиологии. Усилия исследователей направлены сегодня в основном на вскрытие причинных связей между молекулярными, клеточными и общими эффектами облучения, на выяснение специфики радиобиологических реакций, разработку способов количественной оценки радиопоражаемости и значения фактора времени облучения.

В рентгенорадиологических отделениях объединяются усилия медиков и физиков. Осуществляется строгий контроль за дозами, которые получает каждый больной, тщательно продумывается выбор полей облучения опухоли, с тем чтобы минимально пострадали окружающие здоровые ткани. Физическая лаборатория с квалифицированными специалистами стала неотъемлемой частью таких отделений. Разработка стратегии лучевой терапии — это специальная область, требующая сложных математических расчетов. Нередко при этом применяются кибернетические методы, поэтому рядом с медиками и физиками стоят медицинские статистики и математики. Они не только участвуют в расчетах доз и полей облучения, но и ведут строгий учет эффективности лучевой терапии.

Крупнейшие центры лучевой терапии созданы в Москве и Манчестере, Милане и Праге, Гейдельберге, Нью-Йорке и многих других городах мира.

Определенные успехи лучевой терапии, достигнутые в последние десятилетия, связаны с появлением новых источников ионизирующих излучений, применением излучений высоких энергий, разработкой методов облучения, успехами аппаратостроения и другими физико-техническими усовершенствованиями, позволяющими достигнуть лучших соотношений поглощенных доз в области опухоли и в окружающих ее здоровых тканях. Дальнейший прогресс в этом направлении, в том числе использование заряженных частиц высоких энергий, должен принести новые победы на этом трудном пути.

В последние годы созданы и опубликованы атласы дозных полей, которые помогают практическим врачам осуществлять лечение с наибольшей эффективностью.

Идея использования тяжелых частиц при лечении различных заболеваний была высказана еще в 1946 г. американским ученым Р. Вильсоном. Однако для ее реализации пришлось преодолеть немало научных и технологических преград. После опытов на фантомах-манекенах физики и медики перешли к работе с животными и только затем приступили к лечению людей.

С помощью протонов удалось сделать более эффективными и некоторые хирургические операции. Если перед самьш удалением облучить опухоль достаточно большой их дозой, то злокачественные клетки погибнут и уменьшится опасность возникновения метастазов.

Преимущественного разрушения ткани опухоли по сравнению со здоровой удается достигнуть прежде всего потому, что опухоль обычно обладает большой радиочувствительностью.

Интересный метод лучевой терапии — применение гамма-терапевтических шланговых аппаратов, позволяющих с помощью специальных трубок проводить внутриполостное облучение. С помощью этих аппаратов удается атаковать опухоли матки, прямой кишки, полости рта, пищевода, мочевого пузыря. Этот метод полностью исключает профессиональные вредности для обслуживающего персонала и увеличивает количество больных, которые могут пройти курс лечения.

Протоны высоких энергий могут, как известно из физики, образовывать новые частицы — пи-мезоны. Оказалось, что отрицательно заряженные пи-мезоны еще более целеустремленно, чем протоны, находят дорогу к опухоли в живой ткани. Огромная энергия, вносимая в ядра атомов при захвате ими оставшихся опухолевых клеток, взрывает их. Осколки такой «сверхпроницательной» бомбардировки разрушают находящуюся вблизи опухолевую ткань. Их действие подобно кумулятивному снаряду, который легко проникает через броню и смертельно поражает находящегося за ней противника — опухолевые клетки.

Поиск новых источников лучевой терапии продолжается. Определенный интерес представляет в этом плане комплексная программа применения источников нейтронов из калифорния-252 при лечении онкологических больных. Институт медицинской радиологии АМН СССР в г. Обнинске координирует большую научную программу создания и клинического использования новых типов источников для внутритканевой и аппликационной терапии, дающей возможность последовательно вводить неактивную и активную часть препаратов. Внутритканевая терапия может избавить больных при ряде форм рака от обширных калечащих и рискованных для жизни операций по удалению языка, тканей дна полости рта и челюстей и др. Контактная нейтронная терапия уже продлила жизнь немалому числу больных. В рамках этих методов калифорний-252 и кобальт-60 оказались весьма действенными при некоторых опухолевых заболеваниях женской половой сферы.

Не так давно возникло новое направление в медицине — гипербарическая оксигенация. В процессе лучевого лечения онкологических больных использование гипербарических камер повышает эффект этого метода.

Надо полагать, что реакция опухоли на облучение складывается из единой лучевой реакции всех элементов опухоли и нормальных клеток ткани «почвы». В свою очередь, формирование и течение этой реакции зависит от состояния определенных систем организма, тем или иным образом могущих влиять на жизнедеятельность клеток данной тканевой природы. Убить раковые клетки, найти пути избирательной атаки — вот главная задача.