Ионизирующее излучение в радиотерапии: виды, механизмы и безопасность

Лучевая терапия — один из ключевых методов лечения онкологических заболеваний. В её основе лежит использование ионизирующего излучения (ИИ), которое способно разрушать раковые клетки, не затрагивая здоровые ткани при правильном применении. Понимание видов излучения, механизмов его действия и мер безопасности помогает пациентам и их близким снизить тревогу и осознанно подойти к лечению. Современные технологии делают радиотерапию точной и контролируемой, минимизируя риски.

Что такое ионизирующее излучение и как оно используется против рака?

Ионизирующее излучение — это поток частиц или электромагнитных волн, способных выбивать электроны из атомов, создавая ионы. В радиотерапии это свойство используют для повреждения ДНК раковых клеток, останавливая их размножение. В отличие от рентгенодиагностики, дозы здесь значительно выше и строго рассчитаны. Лучевая терапия применяется как самостоятельно, так и в комбинации с хирургией или химиотерапией. Важно: ИИ воздействует локально только на область опухоли, а не на весь организм.

Основные виды излучения в лучевой терапии: от фотонов до протонов

В зависимости от источника и типа частиц выделяют несколько видов ИИ, используемых в клиниках:

• Фотонное излучение (рентгеновское и гамма): создаётся линейными ускорителями или радиоактивными изотопами (например, кобальт-60). Проникает глубоко в ткани, подходит для большинства опухолей.
• Электронное излучение: действует на поверхностные слои (до 5 см). Применяется при раке кожи или близко расположенных новообразованиях.
• Протонная терапия: использует тяжёлые заряженные частицы. Отличается уникальным свойством — максимум энергии выделяется на определённой глубине (пик Брэгга), почти не затрагивая здоровые ткани за мишенью. Особенно эффективна для опухолей мозга, глаз, у детей.
• Тяжелоионная терапия (углеродные ионы): сочетает точность протонов и высокую биологическую эффективность. Доступна в ограниченных центрах из-за сложности оборудования.

Как ионизирующее излучение разрушает опухоль: механизм действия на клеточном уровне

ИИ повреждает раковые клетки двумя путями:

• Прямое действие: частицы или фотоны напрямую разрушают молекулы ДНК, разрывая её цепи.
• Непрямое действие: ИИ взаимодействует с водой в клетках, создавая свободные радикалы (например, OH•), которые окисляют ДНК.

Раковые клетки хуже восстанавливают такие повреждения, чем здоровые, что позволяет избирательно уничтожать опухоль. Эффективность зависит от типа излучения: протоны и ионы углерода вызывают более сложные "нерепарируемые" разрывы ДНК. Важно: лучевая терапия (ЛТ) не делает пациента радиоактивным — излучение действует только во время сеанса.

Этапы лучевой терапии: путь от диагноза до контроля

Процесс включает несколько ключевых шагов для обеспечения точности и безопасности:

1. Планирование: КТ или МРТ-сканирование для создания 3D-модели опухоли и окружающих органов. Врач-радиолог определяет мишень и безопасные дозы.
2. Дозиметрический расчёт: Медицинский физик с помощью программ моделирует распределение дозы, максимизируя воздействие на опухоль и минимизируя — на критические органы.
3. Позиционирование: Использование индивидуальных фиксирующих устройств (маски, подушки) для исключения движений во время сеанса.
4. Сеанс облучения: Процедура длится 10-30 минут, безболезненна. Аппарат (например, линейный ускоритель) движется вокруг пациента, подавая ИИ под разными углами.
5. Мониторинг: Регулярные КТ или портальные снимки контролируют точность. Дозиметрические проверки оборудования выполняются ежедневно.

Безопасность: как защищают пациента и медицинский персонал

Радиационная безопасность в радиотерапии обеспечивается многоуровневой системой мер:

• Для пациента: Точный расчёт дозы (в Gray — Гр), визуализация в реальном времени (IGRT), дыхательная синхронизация (например, при облучении лёгких). Доза на здоровые ткани снижается за счёт конформных методов (IMRT, VMAT), формирующих луч по форме опухоли.
• Для персонала: Защитные барьеры (свинцовые стены), дистанционное управление аппаратурой, индивидуальные дозиметры. Внешнее облучение персонала в современных центрах не превышает 1 мЗв/год (при норме 20 мЗв/год).
• Для окружающей среды: Обработка радиоактивных отходов (например, источников для брахитерапии) в спецхранилищах. Пациенты после ЛТ не излучают радиацию и безопасны для контакта.

Риск вторичных раков существует, но минимален (менее 1% случаев через 10+ лет) и сопоставим с влиянием химиотерапии или генетических факторов.

Побочные эффекты лучевой терапии: что ожидать и как минимизировать риски

Реакции зависят от области облучения, но обычно носят временный характер:

• Ранние (через 1-2 недели): Усталость, покраснение кожи, дисфагия (при ЛТ шеи), тошнота (при облучении живота). Устраняются кремами на основе пантенола, диетой, медикаментами.
• Поздние (через месяцы/годы): Фиброз, сухость слизистых. Редки благодаря современным методам. Профилактика: упражнения (при ЛТ молочной железы), гигиена полости рта.

Для снижения рисков используются:

• Радиопротекторы (например, амифостин при ЛТ головы-шеи).
• Точное картирование дозы для исключения критических органов.

Современные методы: чем протонная терапия отличается от традиционной?

Протонная терапия (ПТ) — не "волшебная пуля", а инструмент для специфических случаев:

• Преимущества: Пик дозы точно в опухоли + резкое падение за ней. Снижает дозу на здоровые ткани на 60-70% vs фотонной терапии. Ключево для детей (риск отдалённых эффектов ниже) и опухолей рядом с жизненными органами (спинной мозг, ствол мозга).
• Ограничения: Высокая стоимость, ограниченная доступность (требует циклотрона). Не всегда превосходит фотонную ЛТ, например, при метастазах.

Решение о виде терапии принимает консилиум на основе размера, локализации опухоли и возраста пациента.

Брахитерапия: когда излучение доставляется изнутри

Брахитерапия — метод, при котором радиоактивные источники (зерна, капсулы) размещаются внутри опухоли или рядом с ней. Применяется при раке простаты, шейки матки, молочной железы. Преимущества:

• Сверхвысокая доза в мишени при минимальном воздействии на окружающие ткани.
• Короткий курс (1-5 сеансов vs 20-30 при дистанционной ЛТ).

Безопасность обеспечивается компьютерным планированием и временной/постоянной имплантацией источников с контролируемым периодом распада (например, йод-125).

Особые случаи: лучевая терапия у детей, пожилых и пациентов с сопутствующими заболеваниями

Подходы корректируются с учётом специфики групп:

• Дети: Используются протоны или IMRT для снижения дозы на растущие ткани. Обязательна седация или фиксация для неподвижности. Дозы рассчитываются с запасом на рост.
• Пожилые: Учитываются сердечно-сосудистые риски (при ЛТ грудной клетки), плотность костей. Сокращённые курсы (гипофракционирование) снижают нагрузку.
• Беременные: Лучевая терапия возможна только при угрозе жизни матери. Живот экранируется свинцовыми фартуками, дозы контролируются в реальном времени.

Список литературы

1. International Atomic Energy Agency. Radiation Oncology Physics: A Handbook for Teachers and Students. — Vienna: IAEA, 2005.
2. Halperin E.C., Wazer D.E., Perez C.A., Brady L.W. Perez and Brady's Principles and Practice of Radiation Oncology. 7th ed. — Philadelphia: Wolters Kluwer, 2018.
3. Клинические рекомендации. Лучевая терапия злокачественных новообразований. — М.: Минздрав РФ, 2020.
4. Hall E.J., Giaccia A.J. Radiobiology for the Radiologist. 8th ed. — Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2018.
5. Всемирная организация здравоохранения. Радиационная безопасность в лучевой терапии: руководство. — Женева: ВОЗ, 2018.