Отечественные рутениевые терапевтические источники бета-излучения_Тимофеев_Л.В
.pdfСигнальный экземпляр
Библиотека медицинского физика и лучевого терапевта
Л.В. Тимофеев
Отечественные рутениевые терапевтические источники бета-излучения
(разработка изделий, исследование, применение и перспектива)
КНИГА ТРЕТЬЯ
МОСКВА. 2015
УДК 615.839
Т615
Тимофеев Л.В.
Отечественные рутениевые терапевтические источники бета-излучения. – М.:Типография «Ваш формат» 2015. – 240 с.
В монографии обобщен многолетний опыт создания отечественных оригинальных закрытых источников с бета-излучающими радионуклидами 106Ru+106Rh для контактной (брахи-) лучевой терапии злокачественных новообразований и некоторых неопухолевых заболеваний.
Книга, основанная на оригинальных материалах Тимофеева Л.В. и его коллег по работе, рассчитана на научных, инженерно-технических работников, занимающихся разработкой, исследованием и серийным выпуском радионуклидных источников для лучевой терапии; на медицинских физиков, врачей-радиологов и студентов медицинских вузов, специализирующихся в указанных направлениях.
Реализована многолетняя уникальная по своей широте комплексная программа развития физических, технических, радиобиологических и медицинских основ приоритетного направления органоохранных с использованием щадящих методик бета-терапии онкологических и некоторых неопухолевых заболеваний в офтальмологии, оториноларингологии и дерматологии.
ЦЕЛЬ:
•Систематизировать и сохранить для потомков накопленный опыт по созданию, испытанию и применению ЗТРИИ. Усилить работу по научно-методической информатизации медучреждений о применении терапевтических радионуклидных источников.
•Заботиться о репутации отечественной науки, как бы громко (пафосно) это не звучало
•Способствовать восстановлению и дальнейшему развитию в ближайшие годы приоритетного направления лучевой терапии.
•Способствовать организации и координации научных исследований в стране по развитию прогрессивного метода контактной (- брахи) лучевой терапии и работы по его широкому внедрению в практику.
•Выяснить и обеспечить в перспективе спрос и возможный объем потребностей в ЗТРИИ для нужд медицины на ближайшие годы (совместно с МЗР и в/о «Изотоп»).
•Наладить организацию серийного выпуска (возможно и малыми сериями) отечественных ЗТРИИ более чем 50 типов, тем самым сведя к минимуму зависимость от мирового рынка.
•Способствовать повышению квалификации врачей и медицинских физиков.
•По мере возможности способствовать сохранению в памяти имен ученыхколлег по многолетней совместной работе.
Вработе использован материал собственных исследований в тесном контакте с медиками, химиками, технологами.
Рис.56. Табл. 8. Список литературы 152 наименований.
2
Сигнальный экземпляр
ОБ АВТОРЕ
Не зная прошлого, нельзя понять настоящее и невозможно предвидеть будущее.
Г. Белинский
Тот, кто думает, что может обойтись без других, сильно ошибается; но тот, кто думает, что другие не могут обойтись без него, ошибается еще сильнее.
Франсуа Ларошфуко
Всякое начало трудно – эта истина справедлива для каждой науки.
К.Маркс и Ф.Энгельс
Тимофеев Лемир Васильевич – выпускник физического факультета Московского Государственного Университета им. М.В. Ломоносова. С 1959 г. работает в Федеральном Медицинском биофизическом центре им. А.И. Бурназяна ведущим научным сотрудником, кандидат технических наук.
В течение многих лет был научным руководителем и (или) исполнителем комплексной программы по исследованию физических, технических и, в ряде случаев, медицинских и радиобиологических основ развития контактной лучевой терапии, являясь по существу радиационным медицинским физиком.
Автор более 100 научных трудов, 12 авторских изобретений и 2 патентов в соавторстве со своими коллегами и учениками.
За время работы в Центре, занимаясь вопросами медицинской физики, он в соавторстве создал физические и технические предпосылки для отечественной передовой в мировой практике школы органосохранной лучевой терапии с помощью закрытых бета-источников, многие из которых до настоящего времени не имеют аналогов в мировой практике.
Тема кандидатской диссертации «Разработка методов исследования источников бета-излучения для медицины». В 1981 и 1994 г.г. в составе коллектива выдвигался на соискание Государственной премии за разработку и внедрение в медицинскую практику радионуклидных источников для контактной лучевой терапии.
3
4
Сигнальный экземпляр
5
К СВЕДЕНИЮ ЧИТАТЕЛЯ
Планируется издать ориентировочно пять-шесть монографий, посвященных созданию отечественных закрытых терапевтических радионуклидных источников для контактной лучевой терапии с радионуклидами 90Sr+90Y, 204Tl, 147Pm, 99Tc, 125I, 103Pd, 55Fe, 60Co, 137Cs, 90Y, 85Kr.
Впоследствии все монографии будут объединены в общую книгу под названием «Физические, технические и некоторые медицинские основы контактной лучевой терапии».
Тимофеев Л.В.
Можно привести разумные доводы в пользу любого из возможных планов изложения материалов…
Тимофеев Л.В.
6
Сигнальный экземпляр
ВМЕСТО ОТЗЫВОВ
Выписка из протокола заседания защитного совета (1974 г)
В прениях выступили:
Доктор технических наук, профессор Ковалёв Е.Е.
Диссертация производит хорошее впечатление; это − фундаментальный труд. Очень чётко поставлены задачи. Для практических расчетов дозных полей источников бета−излучения предложенная новая формула крайне необходима. Хотелось бы, однако, чтобы при конструировании формулы были бы проверены различные модели. Результаты этой работы следует, с моей точки зрения, направить в НКРЗ, так как в настоящее время ощущается большой недостаток подобных данных. Работа соответствует всем требованиям, предъявляемым к кандидатским диссертациям.
Доктор технических наук, профессор Гусев Н.Г.
Здесь подводится итог многолетней работы, выход которой очень значимый. Л.В.Тимофеев давно работает в области дозиметрии ионизирующих излучений, его работы мы неоднократно слушали, в частности, на физикотехническом семинаре Института биофизики. Безусловно, работа заслуживает высокой оценки. Однако хочу высказать одно замечание− мне пока не совсем ясно как пользоваться новой формулой на практике.
Из других источников...
Автор работы известен в нашей стране и за рубежом, как представитель нового направления, находящегося на стыке наук, связанного с разработкой научно-технических основ лучевой терапии с помощью радионуклидных источников................
Работа многоплановая, связана с решением научных и практических задач в области дозиметрии, метрологии, радиобиологии, медицины, технологии..........................
Решенные в рамках выполненных работ задачи имеют определенное теоретическое значение и важное научно-практическое значение для расширения возможностей и повышения эффективности использования закрытых радионуклидных источников в медицине.
д.т.н. И.К. Соколова
7
Основной вклад Тимофеева Л.В. в работу состоит в следующем: он является одним из авторов идеи создания комплекта офтальмоаппликаторов для лучевой терапии….». / Из справки о творческом вкладе в работу «Разработка, производство и внедрение в медицинскую практику радионуклидных офтальмологических аппликаторов для лечения злокачественных опухолей органов зрения», выдвинутой к присуждению Государственной премии РФ в области науки и техники.
Академик РАН, проф. Л.А. Ильин
Комплекс проведенных исследований является физической основой повышения эффективности применения бета-излучения для лучевой терапии онкологических и некоторых неонкологических заболеваний.
к.т.н. Л.В. Тимофеев
Рецензия
на сообщение Тимофеева Л.В. на тему: «Физико-технические аспекты лучевой терапии в офтальмологии с помощью прадионуклидных источ-
ников» - Ученый Совет ИБФ МЗ СССР
Физико-технические и радиобиологические исследования применительно к лучевой терапии заболеваний глаза проводятся в ИБФ Минздрава СССР в течение 30 лет в комплексе с ведущими предприятиями страны, такими как: МНИИ глазных болезней им. Филатова, МНТК «Микрохирургия глаза», ВНИИ неорганических материалов и некоторыми другими.
Сформировано и развивается новое направление в области бета-лучевой терапии органа зрения глаза и его придатков.
Реализация данного направления, находящегося на стыке различных наук, стала возможной благодаря комплексным исследованиям, проводимым на базе лаборатории №32 Института биофизики.
Основные направления исследований включают разработку научной методологии, использование современных методов дозиметрии, развитие расчетных и экспериментальных методов тканевой дозиметрии для оценки дозных полей применительно к сложным структурам организма человека.
Особое внимание уделялось метрологии измерений на всех этапах, начиная от создания источника до его клинического применения; впервые в системе Минздрава СССР решен вопрос метрологического обеспечения рассматриваемой проблемы, созданы:
•Вторичный эталон единицы мощности поглощенной дозы бетаизлучения, включенный в систему Государственных эталонов;
•Рабочие средства аттестации ЗТРИИ.
Совместно со смежными предприятиями и учреждениями разработаны и созданы современные средства для лучевой терапии опухолевых и неопухоле-
8
Сигнальный экземпляр
вых заболеваний глаза. Создан и внедрен в практику медицинский учреждений комплект из 17 различных типов офтальмоаппликаторов с радионуклидами стронций-90+иттрий-90.
Внедрение разрабатываемых изделий потребовало постановки радиобиологических экспериментов, существенной частью которых являлось физикотехническое и дозиметрическое обеспечение проводимых исследований.
В целом, прежде всего, следует отметить актуальность данных работ, новизну полученных результатов, их приоритетность и соответствие научному уровню исследований аналогичных зарубежных работ.
По своему научному содержанию, методическому обеспечению, объему выполненных исследований, внедрению изделий в практику медицинских учреждений, работа заслуживает самой высокой оценки, не смотря на то, что в Институте отсутствует специализированное подразделение, а направление обеспечивается небольшой группой сотрудников в составе лаборатории №32.
Считаем целесообразным использовать накопленный опыт для решения актуальных задач по прогнозированию возможных последствий действия внешнего фотонного и бета-излучений на орган зрения человека в нестандартных ситуациях, связанных с радиацией.
Старший научный сотрудник, д.т.н. И.К.Соколова, 11.11.1990 г.
9
СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ТЕРМИНЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ, ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ. ГЛОССАРИЙ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Формальное и упрощенное объяснение основных величин. . . . . . . . . . . . . . . 22
ГЛАВА 1. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА РАБОТЫ ПО СОЗДАНИЮ ЗТРИИ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ ЛУЧЕВОЙ ТЕРАПИИ (брахи).
МЕДИЦИНСКАЯ ФИЗИКА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1.1. О медицинской физике . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1.2. Структурная схема работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
ГЛАВА 2. ХРОНОЛОГИЯ (ПАРТИТУРА) СОЗДАНИЯ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ РУТЕНИЕВЫХ АППЛИКАТОРОВ.
ПРИМЕР НАУЧНОГО МЕЖДУНАРОДНОГО СОТРУДНИЧЕСТВА . . . . . . 32 2.1. Хронология . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.2. Пример научного международного сотрудничества. . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
ГЛАВА 3. ФИЗИЧЕСКИЕ, ТЕХНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ |
|
СОЗДАНИЯ РУТЕНИЕВЫХ ИСТОЧНИКОВ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. 38 |
3.1. Ослабление бета-излучения фильтрами из материалов |
|
с Z=(6…92) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. 38 |
3.2. Радиационно-физические параметры закрытых |
|
терапевтических источников бета-излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. 43 |
3.3. Техника измерения некоторых радиационных характеристик |
|
медицинских бета-источников. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. 48 |
3.4. Фантомное моделирование. Дозиметрические исследования |
|
с фантомом головы человека . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. 87 |
3.5. Оригинальные методики расчета радиационных параметров |
|
рутениевых источников . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
101 |
3.6. Эталонные дозиметрические источники. Метрологическое |
|
сопровождение разработок и применения рутениевых источников . . . . . . |
123 |
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ФИЗИЧЕСКИХ, ТЕХНИЧЕСКИХ И МЕДИЦИНСКИХ РАЗРАБОТОК . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 4.1. Гибкие рутениевые аппликаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 4.2. Отечественные рутениевые офтальмоаппликаторы . . . . . . . . . . . . . . . . 138 4.2.1. Твердая активная матрица . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 4.2.2. Оригинальный способ изготовления радионуклидных офтальмоаппликаторов. Гибкая активная матрица . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 4.2.3. Исследование дозных полей новых офтальмоаппликаторов . . . . . . . . 144 4.3. Аппарат для бета-терапии заболеваний глаза (АБЕТ-1) . . . . . . . . . . . . . 151
10