Бета-излучение Таллия-204 в контактной терапии_Тимофеев_Л.В

//СИГНАЛЬНЫЙЭКЗЕМПЛЯР//

БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЕ ТАЛЛИЯ-204 В КОНТАКТНОЙ ТЕРАПИИ

Рис. Установка СКД-М

Рис 4.5. Установка СКД-2М

91

Л.В. Тимофеев

Рис 4.6. Головка сцинтилляционного датчика для измерения радиационных характеристик источников бетаизлучения сложной геометрии

1–насадка,плексиглас;2– светопровод;3–свинцовоестек- ло;4–детектор,пластмассаNE-102;Ø=2мм,h=1,2мм.

92

//СИГНАЛЬНЫЙЭКЗЕМПЛЯР//

БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЕ ТАЛЛИЯ-204 В КОНТАКТНОЙ ТЕРАПИИ

Заключение к четвертой главе

1.С использованием разработанной аппаратуры, метода фантомного моделирования и расчетных методик, проведены полномасштабные расчеты и эксперименты и получена новая информация о дозных полях в органах и тканях человека, облучаемого контактными радионуклидными источниками.

2.Создана система дозиметрических измерений при работе с бета-источниками типа ЗТИБИ. Рекомендуемая системабазируетсянапримененииединойунифицированной системы единиц, эталонных методов и установок, а также методов относительных измерений с помощью образцовых излучателей и поверочной схемы.

93

Л.В. Тимофеев

ГЛАВА 5 ГИБКИЕ АППЛИКАТОРЫ

5.1. Разработка МГИБИ и ГИ с радионуклидом таллий-204

До начала наших исследований отсутствовали скольконибудь достоверные сведения об использовании контактной ЛТ бета-излучателей с Е (300 1000 КэВ), в т.ч. радионуклида 204 TL – практически чистого бета-излучателя (~98%) с Т1/2= 2,76 гр., Егр=765КэВ, <Е> 238 кэВ и Rмакс=3,1 мм.

Глубинное распределение МПД в ТЭМ рассчитана от гипотетического источника в виде плоской пластины конечной толщиныибесконечнойпротяженностипоформулам.Ранееавтором определены (9,147) значения параметров, входящих в эти формулы для таллия-204, которые равны: Wo=6,0кэВ·см2·мг1; υ=28,0·

; Wo/K=141.

Расчеты показывают, что для источника толщиной (5…10) мг·см2 50%-ая изодоза находится на глубине 23 мг·см2 (~0,23мм) 10%-85мг/см2 (~0,85мм). Если учесть, что <h> роговицы глаза человека составляет 0,5 мм (125), то примерно 80% Es поглощается непосредственно в роговице глаза. Учитывая сложный характер механизма воздействия ионизирующего излучения, например, на различные структуры глаза, эффективность использования бетаизлучения с Егр=765кэВ можно оценить в полном объеме только по результатам медицинского изучения экспериментальных образцов источников с таллием-204.

Именно МГИБИ с таллием-204 позволили оперативно и в полном объеме провести требуемые биологические и клинические эксперименты. Дальнейший ход эксперимента следующий.

94

//СИГНАЛЬНЫЙЭКЗЕМПЛЯР//

БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЕ ТАЛЛИЯ-204 В КОНТАКТНОЙ ТЕРАПИИ

Первые ГИ с таллием-204 изготовлены совместно с В.А.Соколовым на основе сульфированного полиэтилена. Прямоугольные матрицы размером 50х50 мм2, 50х100 мм2, 100х100мм2, –толщиной 60-70 мкмнасыщались таллием-204пу- тем катионного обмена в соответствующем растворе. Исходный металлический таллий содержал активные примеси <104(203Hg, 202Tl). После промывки и сушки активные матрицы помещали в защитные полиэтиленовые пакеты толщиной 1…2 мг/см2.

Из полученных таким образом модулей затем изготавливали активные матрицы формой и размерами адекватные задачам конкретного исследования. Отметим, что вплоть до настоящего момента отсутствует зарубежный аналог подобным источникам.

Дозиметрические характеристики предложенных источников исследовались на базовых установках в НИИ Метрологии и ИБФ.

Погрешности измерения порядка 7%. Значения коэффициента W<10%. Значение МПД не превышали 60 сГр/мин.

Какие и задачи и условия мы ставили и накладывали, организуя последующие медицинские исследования? Учитывая доминирующую ранее несопоставимость результатов многих радиобиологических экспериментов.

Как отмечено выше, до начала наших работ в арсенале лучевых терапевтов-офтальмологов отсутствовали облучательные средства в т.ч. офтальмоаппликаторы, с бета-излучателями рассматриваемого диапазона. Еβ для облучения роговицы глаза.

Первые отечественные ОА, не имеющие зарубежных аналогов, с радионуклидом таллий-204 изготовлены совместно с заводом «Медрадиопрепарат» и одесским госмед институтом им. Н.И. Пирогова.

В этом случае специфические свойства МГИ позволяют формировать активные матрицы ОА требуемой формы и размеров, например, диски с радиусами кривизны поверхности R=12…14 мм, h=70 мкм, без применения сложного прессового

95

Л.В. Тимофеев

оборудования, с заданными значениями РФП – До, β100 сгр/мин, W≤5%.

ОА изготовлен из ТЭМ (плексиглас, полиэтилен) и это обстоятельство позволило корректно рассчитать параметры дозного поля, в т.ч. и по разработанным нами формулам (9,147).

Радиобиологические испытания и биологические исследования первых в мировой практике ОА с таллием-204 проведены в ГМИ и ОКБ Одесса.

Предложенная и реализованная методика аттестации ОА по РФП по параметрам позволила клиницистам апробировать «щадящую» методику бета-терапии малыми ПД и МПД <D.>=5… 20 сгр./мин; До, р=15…20сгр; До, с=60…200 сгр, а нам установить оптимальные значения номиналов РФП для промышленных образцов ОА.

Следует особо подчеркнуть, что курс лечения, назначался лишь в тех случаях, когда медикаментозное лечение оказывалось неэффективным на протяжении длительного времени. Осложнения в процессе лечения и в отдельные сроки до 3 лет и более не отмечалось.

Проведенныйкомплексдозиметрических,технологических, радиобиологических, медицинских исследований позволил рекомендовать ОА с таллием-204 в медицинскую практику и заложил основы для разработки промышленных образцов ОА.

Наиболееполнопроявиласьэффективностьспособаоблучения с помощью МГИБИ при использовании его для терапии заболеваний кожи. Гибкие аппликаторы с таллием-204, не имеющие аналогов за рубежом, имеют прямоугольную форму 30х30 мм2, 50х50мм2,100х100мм2.Толщинойот70до100мкм,ивыполнены из полиэтилена с ионообменной смолой ЭДЭ-ЮП.

Экспериментальные образцы ГА-1 имели значение <До,β> €(500;1000сгр/ч) и W≤5%.

Определен вклад сопутствующего фотонного излучения в бета-дозы. Дозиметрические исследования ГАТ явились осно-

96

//СИГНАЛЬНЫЙЭКЗЕМПЛЯР//

БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЕ ТАЛЛИЯ-204 В КОНТАКТНОЙ ТЕРАПИИ

вой физического раздела «Методических рекомендаций по бетатерапии», изданных МЗ СССР. Клинические исследования, проведенные в МНИРРИ МЗ СССР, ЦКВИ МЗ СССР и ВГМИ позволили рекомендовать применение ГАТ для терапии, в частности, нейродермитов, экзем, гематом. (Приказ Министра Здравоохранения). Серийный выпуск данного типа ГА освоен заводом «Медрадиопрепарат».

С целью повышения радиационной стойкости активной матрицы источников типа МГИ-Tl рассмотрены возможности изготовления их на основе неорганических гибких радиационностойких тканей. В частности, специалистами, специалистами ИФХ АН СССР при участии автора рассмотрено несколько спо- собовсорбционногонанесенияталлия-204наматрицыввидесте- клоткани с модифицированной поверхностью, на ткани из кремнеземнопористых волокон, на матрицы из стеклянных волокон, имеющих поверхностный слой из пористого кремнезема.

Дозиметрические исследования гибких модульных источников, изготовленных двумя первыми способами, показали, что модификация поверхности стекловолокна нерастворимыми неорганическими соединениями такими, как ферроцианид калия и железа, в пределах от 1 до 10% по массе, позволяет получать источники с МПД до нескольких тысяч Сгр/час, что отвечает МТТ на рассматриваемый тип источников. Как видно из таблицы (…..), экспериментальные источники отличаются довольно высокой степенью равномерности дозного поля у его поверхности, W=1…6%. Что касается механической прочности и гибкости МГИ таллий, то образцы выдерживают не менее 800 сгибов/разгибов на 180 градусов. Новизна предложенного способа получения источников подтверждена авторским свидетельством СССР

на изобретение.

97

Л.В. Тимофеев

Таблица 5.1

Некоторые радиационные характеристики гибких модульных источников с таллием-204 на основе КПВ

№	Размеры	Д	о	с Гр/ч	W%		σ, мкКи/см2
	источников,
	мм2
1				435	4	1,1	94
2	50х50		1000		6	1,15	170
3				996	4	1,1	170
4				972	4	1,1	170
5	25х25		1050		2,5	1,05	170
6			1075		2	1,05	170
7	10х30			927	1,2	1,02	170
8				900	3	1,5	170
9				470	4	1,06	96
10	50х50			390	3	1,05	96
11				384	4	1,1	96
12				382	3	1,05	96
13				276	4	1,1	86
14	50х50			255	3	1,05	86
15				260	5	1,1	86
16				263	4	1,1	86

С целью повышения прочности фиксации радионуклида и увеличения механической прочности материала основы совместно с ИФХ АН СССР рассмотрена возможность частичного выщелачивания поверхности с образованием активного слоя заданной толщиной D, которая обеспечивает изготовление источников с D в несколько десятков Гр/ч, даже в случае использования радионуклидов со стабильными носителями, как это имеет место с таллием-204.

Например, источники, изготовленные на основе стеклоткани с диаметром волокон 3-11 мкм и отношением D/Ø=0,025-0,11 имели хар-ки σ=3МБк/см2, До= сГр/ч,W= ; устойчивость к изги-

98

//СИГНАЛЬНЫЙЭКЗЕМПЛЯР//

БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЕ ТАЛЛИЯ-204 В КОНТАКТНОЙ ТЕРАПИИ

бу90циклов,прочностьфиксации–0,4%(количествоталлия-204

в% от исходного перешедшего в раствор за сутки при контакте радиационной основы с водой).

Предложенный модульный источник по тех.хар-кам (высокие значения До, достаточная прочность фиксации радионуклида

воснове, высокая механическая прочность) обеспечивают наилучшие эксплуатационные харки по сравнению с известными источниками.

Новизна рассмотренного способа получения источников защищена Авторским свидетельством СССР на изобретение.

Глубинное распределение МПД от МГИ-таллия 204, полученное экспериментально, приведено на рис.

Рис. 5.1. Глубинное распределение МПД бета-излучения в биологической ткани и свинце от модульного гибкого источника с таллием-204 на основе КВП

99

Л.В. Тимофеев

Измерения проведены с помощью установки ЭК-2 с ионизационной экстраполяционной камерой. Глубина камеры не превышала 0,7 мм, толщина входного окна – 1,12 мг/см2. Значения S=1,6 (полиэтилен/вода).

Для уменьшения значения МПД с тыльной стороны источника, при сохранении его гибкости, а также для фиксации формы аппликатора при его контакте с облучаемой поверхностью тела человека сложной конфигурации (нос, подбородок, и тп.). предложено использовать тонкие фильтры. Экран должен быть достаточно толстым, чтобы поглотить значительную часть бетаизлучения,присохранениидостаточной гибкостимодульногоисточника. С помощью ЭК-2 оценены защитные свойства плоских свинцовых фильтров в геометрии: полиэтилен– свинец– полиэтилен. Оказалось, что 0,1-0,2 мм свинца надежно защищают от бета-излучения таллия-204, обеспечивая кратность ослабления по дозе не менее , и дают возможность фиксировать произвольную форму источника.

1- Активная матрица из кремнеземной ткани;

2- Свинцовая фольга;

3- Защитный алюминиевый пакет;

4- Герметизирующий шов;

5- Внешний защитный полиэтиленовый пакет

Рис. 5.2. Аппликатор типа АГТ-1

100