10. Виникнення мутацій під впливом радіації.

Багато є невідомих механізмів, які призводять до змін під впливом іонізуючого випромінювання. Якщо виникають мутації (негативних більше 99%, а позитивних менше 1%), то негативні призводять до зменшення кількості клітин. В іншому разі клітини можуть отримати здатність до більш частого поділу, і виникненню злоякісних пухлин. Це відбувається не тільки під впливом радіації, але і від інших шкідливих факторів. Наприклад, паління підвищує ризик виникнення раку легень у 8-9 разів.

Мутації виділяють соматичні і генетичні. Соматичні частіше бувають при великих дозах опромінення. Генетичні залежать, насамперед, від дози і потужності дози. Вони поділяються на домінантні і рецесивні. Перші проявляються у випадку, якщо ушкоджується ген однієї з клітин (чоловічої або жіночої). Другі тільки у випадках, коли запліднюються клітини з однаково пошкодженими генами. Чим більше людей опромінюється, тим більше вірогідність рецесивних мутацій. Тому такі жорсткі правила захисту і нормативи опромінення всіх людей. Якщо для персоналу (людей, які працюють з джерелами іонізуючих випромінювань) допустима доза становить 20 мЗв за рік, то для всього населення - 0,2 мЗв. Це обумовлено ризиком від усіх мутацій. Названі процеси відповідно бувають і при лікувальному опроміненні. Все це потребує знання біологічної дії іонізуючого випромінювання.

По-перше: потрібно пам'ятати, що радіаційний фон постійно збільшується (так званий техногенний фон). Спочатку це було за рахунок випробування ядерної зброї, а потім все частіше використовувались джерела іонізуючих випромінювань в різних галузях і виробництвах (в металургії, сільському господарстві, медицині). 70% дози привносить доля профілактичного обстеження. Лікувальна доза не регламентується, вона визначається лікарем.

По-друге: при направленні пацієнтів на променеве дослідження (рентгенівське, радіонуклідне), треба думати про дозу, яка обмежується категорією обстежуваного. При злоякісних пухлинах кожний 4-й чоловік і кожна 5-та жінка підлягають променевій терапії. Дія іонізуючих променів акумулюється, тобто повністю не компенсується. Ще дуже важливо, що випромінювання не відчувається (нема рецепторів, які б сприймали дію цих променів). Ще декілька властивостей іонізуючих променів - вони викликають флюоресценцію, прямолінійно розповсюджуються, визначаються явища інтерференції та рефракції. Рентген не визначив останні явища.

11. Радіочутливість - здатність відповідати на опромінення, знаходиться в прямому зв'язку з біологічною зрілістю організму. Найменш чутливі це простіші. Найбільш - ссавці.

12.Радіоактивність - це здатність ядер атомів хімічних елементів самочинно перетворюватися на ядра атомів інших хімічних елементів з виділенням енергії у вигляді іонізуючих випромінювань.

Нестабільні атоми мають властивості перетворюватись із одного атому в інший, що є радіоактивним перетворенням. Розрізняють декілька видів радіоактивних перетворень:

1. Альфа розпад властивий для важких атомів з атом­ними номерами більше 83, а також для багатьох радіоактивних ізотопів рідкоземельних елементів. Він супроводжується ви­кидом з ядра ядер атома гелію (Не). Теорія альфа-розпаду створена в 1928 р. Г.Гамовим та Р.Генрі.

При альфа-роз­паді материнське ядро перетворюється в дочірнє, виникає но­вий нуклід, що розташований на дві клітини вліво у періо­дичній таблиці Д.І.Менделєєва і має масо­ве число на 4 одиниці менше – перший закон радіоактивного розпаду. ­

Такий вид роз­паду може не супро­воджуватись гамма-випромінюванням (чисті альфа-випромінювачі). Відомо більше 200 альфа-випромі­нювачів.

2. Електронний бета-розпад власти­вий радіонуклідам, що мають в ядрі ней­тронів більше, ніж протонів. Мате­ринське ядро перехо­дить в ізобарне дочірнє ядро і вип­ромінюється одна бета-частинка. При цьому утворюються атоми хімічного елемента, заряд ядра якого на 1 більше – другий закон радіоактивного зміщення.

Випромінювання гамма-квантів має місце в тому разі, якщо дочірнє ядро виникає у збудженому стані, тому при цьому виді розпаду гамма-випромінювання обов'язкове. Якщо воно відсутнє, материнський нуклід вважають “чистим” бета-випромінювачем. Теорія електронного бета-розпаду розроблена Е.Фермі в 1934 р. Типовими бета – випромінювачами є: ⁹⁰Sr; ³²P; ³⁵S; ¹⁴C.

3. Позитронний бета-розпад властивий нейтронодефіцитним ядрам. При цьому материнське ядро перетворюється в ізобарне дочірнє ядро і утворюються атоми хімічного елемента, що має на один протон менше, оск­ільки один протон перетворюється в нейтрон – третій закон радіоактивного зміщення. При цьому розпаді також може мати місце гамма-випроміню­вання. Цей вид розпаду було відкрито в 1934р. Фредеріком і Ірен Жоліо-Кюрі при вивченні їми штучної радіоактивності.

13. ІЗОТОПИ (грец. «займаючі однакові місця») – речовини, ядра атомів котрих мають однакову кількість протонів, але різну кількість нейтронів. На теперішній час отримані ізотопи усіх хімічних елементів таблиці Менделеева, але не усі з них радіоактивні.

Основну характеристику радіоактивної речовини становить його фізичний період напіврозпаду (Т1/2фіз.) – час, за котрий розпадаеться половина атомів р/н. Крім того ще е біологічний період напіврозпаду (Т1/2біол.) – час, за котрий з організму виводиться половина р/н та ефективний період напіврозпаду (Т1/2еф.) – сума двох попередніх. Наприклад, Т1/2 фіз. урану біля 5 млрд. років, радію – 1590 років, радону – кілька діб, радію А – кілька хвилин, радію С – 10^-4 сек. Ніщо не взмозі зруйнувати атоми стабільних елементів. А радіоактивні атоми, навпаки, руйнуються самостійно, і ніякі умови (ні Т⁰С, ні тиск) не взмозі їх зупинити, або прискорити, або затримати цей процес. Одиниця, для виміру енергії ядерних часток це ЭЛЕКТРОНВОЛЬТ (ЭВ) – це кінетична енергія електрону, котрий пройшов різницю потенціалів в 1 вольт. 1 эв = 1,6 х 10^-19 Дж.

Кулон (Кл) = 6,2 х 10¹⁸ електронів.

Активність – кількісне вимірювання радіоактивної речовини. Її системна одиниця - Бк (Беккерель) - 1 розпад за 1 секунду. Позасистемна - Ки (Кюрі) - 3,7 х 10¹⁰ розпаді за секунду. 1 Ки = 3,7 х 10¹⁰ Бк.

16. Категорія А (спеціалісти) – особи, які працюють безпосередньо з джерелами іонізуючого випромінювання.

Категорія Б (персонал) – спеціалісти, робочі місця яких знаходяться поряд з джерелами іонізуючих випромінювань (наприклад, терапевт, кабінет якого знаходиться поряд з рентген кабінетом).

Категорія В – все населення

17. Рекомендовані граничні норми медичного опромінення

Категорія АД. Хворі, яким проводяться дослідження з приводу онкологічних захворювань, передракових захворювань, з метою діагностики серцево-судинної патології, ургентні хворі.

Гранично допустима доза (ГДД) - 150 мЗв/рік.

Категорія БД. Хворі, яким проводяться дослідження при соматичних неонкологічних захворюваннях, для встановлення діагнозу, який буде формувати тактику подальшого лікування.

ГДД - 15 мЗв/рік.

Категорія ВД. Онкохворі, яким проводять дослідження після радикального лікування, періодичні обстеження декретованих категорій населення з метою профілактики. Всі інші особи - профілактичні обстеження, волонтери, обстеження у медичних програмах з науковою метою

ГДД - 1 мЗв/рік.

18. Експозиційна доза - це енергія фотонного випромінювання, яка витрачена на іонізацію атомів сухого повітря. За одиницю дози опромінення в СІ прийнято Кл/кг, це така енергія, яка в 1кг сухого повітря утворює заряд кожного знаку в 1 Кл, тобто 6.2 х 10¹⁸ пар іонів.

Позасистемна одиниця – Р (рентген) = 2,58 х 10^-4 Кл/кг = 25,8 мкКл/кг. 1Кл/кг = 3876 Р. Доза в один рентген утворює 2.08 х 10⁹ пар іонів (одну електростатичну одиницю).

Потужність експозиційної дози показує швидкість накопичення дози і вимірюється в Кл/кг/с=А/кг. Позасистемні одиниці - Р/рік, мкР/с та інші похідні.

Поглинута доза (Д) - енергія іонізуючого випромінювання, яка поглинута речовиною, що опромінюється (повітря, тканини організму), в перерахунку на одиницю маси.

Одиниця поглинутої дози: 1 Гр = 1 Дж/кг ( Грей – енергія в 1 Дж передана тілу масою в 1 кг). Позасистемна одиниця – рад "radiation absorbed dose" (енергія в 1 ерг поглинута в масі 1 гр).

1 Гр = 100 рад.

Потужність поглинутої дози вимірюється в Гр/с, тобто, коли 1 Дж енергії поглинається кожну секунду в 1 кг речовини.

Біологічний ефект при опроміненні організму залежить не тільки від поглинутої дози, але й від розподілу енергії в мікрооб’ємі, що пов’язано зі щільністю іонізації, і збільшується пропорційно останній. Щільність іонізації залежить від лінійної втрати енергії і визначається відношенням енергії локально переданій середовищу зарядженою часткою або квантами хвильового випромінювання до відстані їх пробігу.

Для співставлення біологічної дії різних видів випромінювання існує поняття відносна біологічна ефективність (ВБЕ), тобто коефіцієнт якості (К) або радіаційний зважуючий фактор. ВБЕ гамма- і рентгенівського випромінювання прийнято за 1. У зв’язку з цим введено поняття еквівалентної дози опромінення, для оцінки радіаційної небезпеки довгострокового опромінення у невеликих дозах.

Еквівалентна доза - поглинута доза, помножена на коефіцієнт (Е - радіаційний зважуючий фактор), який відображає відносну здатність різних видів випромінювання пошкоджувати тканини організму. Ця здатність прямо залежить від щільності іонізації.

Одиниця еквівалентної дози в СІ – Зв (Зіверт). Це поглинута доза, яка при опроміненні даним видом опромінення дає такий же біологічний ефект, як 1 Гр поглинутої дози гамма-випромінювання. Фізична суть цієї одиниці - 1 Дж/кг. При інших видах випромінювань 1 Зв = Дж∙кг^-1∙Е).

Ефективна доза - поряд з фізичним фактором враховує відмінність радіочутливості певних тканин, коли радіаційний ефект при опроміненні, наприклад, кришталика ока, шкіри, м’язів, кровотворних тканин однаковою еквівалентною дозою, буде різним, тобто 1 Зв=1 Дж х кг^-1 х Е х Н, де Н - тканинний фактор.

19. Методи визначення радіоактивності та дози

Радіоактивності	Дози
Іонізаційний Люмінесцентний (сцинтиляційний) Калориметричний Хімічний Фотографічний (фотохімічний) Біологічний Математичний (розрахунковий)	Іонізаційний Сцинтиляційний Товстих емульсій

20. Сцинтиляційний метод реєстрації базується на реєстрації спалахів світла, які виникають у сцинтиляторі (люмінофорі) під дією іонізуючих випромінювань (Рис 1.5.). Для виготовлення люмінофорів використовують багато неорганічних і органічних сполук (CsI(Tl), NaI(Tl), CdS, антрацен, трасстільбен, нафталін, тканиноеквівалентні пластмаси із додаванням сірчаного цинку. Існують також рідкі і газоподібні сцинтилятори, які використовуються для реєстрації альфа-, бета-часток, а також низькоенергетичного фотонного випромінювання за допомогою фотоелектронного помножувача (ФЕП). Там сцинтиляції перетворюються на електричний струм, величина якого і швидкість лічення пропорційні рівню радіації. ФЕП являє собою вакуумний прилад, який має фотокатод, декілька дінодів, розміщених у скляній трубці під певним кутом один до другого і до аноду. Найчастіше фотокатодом служить сурм'яно-цезієва пластинка. На фотокатод К, діноди і анод А подається певна позитивна напруга, величина якої на кожній наступній парі дінодів зростає у порівнянні з напругою на попередній парі. Під впливом падаючих світлових квантів із фотокатоду вириваються електрони, які прискорюються напругою між фотокатодом і першим дінодом

помножувача. Таким чином, потік електронів від дінода зростає і на останньому електроді (аноді) з'являється у мільйони разів більше електронів, ніж їх вилетіло із фотокатоду. Ці електрони створюють у ланцюгу ФЕП імпульс струму, який потрапляє в лічильний пристрій. У сцинтиляційному лічильнику розміщують сцинтиляційний кристал безпосередньо біля вікна ФЕП. При проходженні іонізуючих частинок крізь кристал виникають сцинтиляції навіть при слабких імпульсах. Люмінофор та ФЕП поміщають у світлонепроникний кожух, і єдине джерело світла — сцинтиляції люмінофора.

Іонізаційний метод грунтується на вимірювані іонізації активного об'єму детектора (іонізаційної камери) шляхом виміру електричного струму або газових розрядів, що відбуваються в детекторі під впливом іонізуючого випромінювання. Найпростіша іонізаційна камера являє собою наповнену повітрям колбу з двома електродами, яка живиться від джерела постійного струму. Струм вимірюється чутливим гальванометром. Іонізаційні камери являють собою складову частину багатьох дозиметрів та радіометрів, що використовуються для реєстрації дози, потужності дози, щільності потоку часток.

Електродами можуть бути стінки камери та стержень, закріплений на ізоляторі. Іонізаційні камери бувають плоскими, сферичними, циліндричними та торцевими. Стінки камери роблять з повітряно-еквівалентних матеріалів, тобто 1 г такого матеріалу повинен поглинати стільки ж енергії, як і 1 г повітря. При звичайних умовах газ між електродами є діелектриком і електричний струм не проводить. Якщо заряджена частина проходить між електродами, газ іонізується, створюються вільні електрони і позитивні іони. Під впливом електричного поля іони рухаються між електродами і в ланцюгу виникає іонізаційний струм. Його величина пропорційна кількості іонізуючих випромінювань, що потрапили в іонізаційну камеру. При цьому значення напруги має бути таким, що включає можливість рекомбінації іонів (струм насичення). Струм вимірюється чутливим гальванометром. Іонізаційні камери являють собою складову частину багатьох дозиметрів, що використовуються для реєстрації доз, потужності дози.

21. Хімічний метод базується на вимірюванні виходу незворотних радіаційно-хімічних реакцій, що відбуваються під впливом іонізуючих випромінювань у рідких чи твердих системах, які змінюють своє забарвлення внаслідок радіаційно-хімічних реакцій. До таких реакцій відноситься радіохімічна реакція окислення двовалентного заліза у тривалентне. Деякі органічні та неорганічні сполуки теж можуть змінювати свій колір. Зміна забарвлення пропорційна поглинутій у речовині детектора енергії. Метод використовується для реєстрації значних рівнів радіації.

Фотохімічний метод — один з найстаріших — базується на здатності випромінювань викликати фотоліз галоїдного броміду срібла (AgBr). При проявленні експонованої фотоплівки срібло відновлюється до металічного і обумовлює її почорніння, інтенсивність якого пропорційна поглинутій енергії випромінювання, тобто дозі. Цей метод використовується, головним чином, для реєстрації індивідуальних доз і є досить чутливим, але потребує уніфікації проявлення плівки і певної її марки.

22. Біологічні методи дозиметрії засновані на оцінці реакції, яка виникає у деяких тканинах при опроміненні їх певною дозою, наприклад, виникнення еритеми, кількість хромосомних аберацій, рівень летальності експериментальних тварин, ступінь лейкопенії та інші. Ці методи не досить чутливі і точні, тому найбільшого поширення набули фізичні і хімічні.

Калориметричний метод базується на вимірюванні кількості тепла, що виділяється в детекторі при поглинанні енергії іонізуючого випромінювання і є пропорційним енергії.

Розрахунковий (математичний) метод використовують у клінічній практиці (наприклад при проведенні променевої терапії і інших випадках).

Радіометри

1. Лабораторні:

1. Звичайні

2. Колодязні

3. СВЛ - спектрометри випромінювань людини

4. СВТЛ - спектрометри випромінювань всього тіла людини

2. Клінічні:

1. Радіографи одно- та багатоканальні

2. Сканери

3. Сцинтиляційні гамма-камери

4. ОФЕКТ - однофотонні емісійні комп’ютерні томографи

5. ПЕТ - позитронні емісійні томографи

23.

радіометри — для визначення сумарної активності препаратів і питомої активності натурних об'єктів зовнішнього середовища, вимірювання рівнів радіоактивного забруднення поверхонь;

49. головні принципи променевої терапії:

• Променева терапія призначається суворо за показаннями.

• Обовязковою умовою є достовірність діагнозу та відсутність протипоказань.

• Вибір оптимальної дози опромінення патологічного вогнища з метою отримання терапевтичного ефекту.

• Мінімальне опромінення оточуючих пухлину нормальних тканин (органів) та збереження реактивності всього організму.

• Променева терапія повинна бути проведена оптимальною дозою і в оптимальні строки.

• Курс променевого лікування повинен бути, по можливості, однократним та максимально радикальним

• Проведення променевої терапії повинно супроводжуватися лікувальними заходами для підвищення захисних сил організму з ціллю отримання мінімальної реакції зі сторони органів і систем.

Для виконання основного принципу променевої терапії використовують різні джерела випромінювання і різні засоби підведення дози до пухлинного вогнища.

50. Радикальна програма лікування передбачає:

– повне знищення пухлинних елементів у зоні первинного вогнища і в зонах можливого метастазування;

– направлена на повне вилікування хворого.

Використовується більш, ніж у 40% хворих (рак шкіри, губи, шийки матки I-II стадії, а також у випадку неоперабельної форми пухлини III-ї стадії).

51.- 54. Паліативна програма лікування використовується:

– в запущених, неоперабельних випадках;

– спрямована на затримку росту пухлини і її розповсюдження;

– на зменшення больового синдрому, синдромів здавлення або проростання пухлиною суміжних органів;

– покращання якості і продовження життя хворого.

53. Комбінований метод лікування використовується у трьох варіантах: передопераційний (променева терапія здійснюється до операції);

субопераційний (променева терапія здійснюється під час операції);

післяопераційний (променева терапія здійснюється після операції);

Передопераційний курс спрямований на:

• профілактику рецидивів та метастазів пухлини;

• девіталізацію найбільш радіочутливих пухлинних клітин;

• зменшення перифокального запалення;

• стимуляцію розвитку сполучної тканини та інкапсуляцію комплексів ракових клітин;

• приведення пухлини в операбельний стан за рахунок зменшення її об’єму.

Операція, проведена після курсу опромінення, робить прогноз лікування більш сприятливим.

Субопераційне опромінення здійснюється під час оперативного втручання з метою:

• опромінення ложа видаленої пухлини;

• попередження імпплантаційних метастазів.

Післяопераційне опромінення здійснюється з метою:

• збільшення ефективності операції за допомогою променевої дії на залишкові або імплантовані під час хірургічного втручання пухлинні елементи. Проводиться для профілактики рецидивів та лікування регіонарних і віддалених метастазів. Післяопераційне опромінення доцільно проводити в термін, що не перевищує 3-4 тижнів після операції.

58. Поєднанно-променевий метод – це поєднання двох методів променевого лікування – дистанційного та одного з контактних.

59-60-61 До зовнішніх методів опромінення відносяться :

1.Далекодистанційна променева терапія (ВДШ від 30 см до 1,5-2 м).

2.Близькодистанційна променева терапія (ВДШ від 1,5 см до 30 см).

3. Аплікаційний метод променевої терапії (ВДШ від 0 до 1,5 см).