Профессор Паньшин Г.А.

ФГБУ «Российский научный центр рентгенорадиологии»

Министерства здравоохранения России, Москва, Россия

Предлучевая подготовка онкологических больных на современном этапе

Общеизвестно, что злокачественные новообразования являются одной из острейших медицинских проблем современности.

В настоящее время всё большее количество населения Земли подвергается риску заболеть раком. В условиях резкого ухудшения экологической обстановки и постоянного роста стрессовых воздействий иммунная система человека ослабевает, что приводит к тому, что онкологическими заболеваниями поражаются люди трудоспособного и репродуктивного возраста, а также дети.

В последние десятилетия в мире наблюдается медленный (0,5-1,0% в год), но неуклонный рост заболеваемости раком. Онкологические заболевания продолжают занимать первые строки в списке причин преждевременной смерти, причём, как в экономически развитых, так и в отсталых странах.

По данным ООН, каждый пятый из умирающих на планете погибает именно от рака. При этом если в 1990г. смертность от рака в мире составила около 6 миллионов человек, то в 2000г. от рака умерли уже 8 миллионов человек. По прогнозам ВОЗ смертность от рака имеет угрожающую тенденцию к увеличению и в 2020г. может составить уже более 12 миллионов человек, превысив, суммарную смертность от туберкулёза, малярии и ВИЧ-инфекции.

Необходимо отметить, что старая парадигма, определяющая онкологического пациента как человека пожилого возраста, теряет свое значение. В общей структуре онкозаболеваемости и смертности неуклонно растет доля детского населения и молодых людей детородного возраста.

Таким образом, профилактика и высокоэффективное лечение онкологических заболеваний является одним из самых приоритетных направлений в современной медицине, поскольку при раннем их обнаружении, дальнейшее их развитие можно в большинстве случаев остановить и ликвидировать, а более распространённые формы злокачественных опухолей во многих случаях успешно лечатся, как с помощью хирургического метода, так и применяя современные методы химио-иммунотерапии и лучевой терапии. Более чем вековая история клинического использования ионизирующего излучения в онкологии убедительно доказывает необходимость этого метода в лечении злокачественных новообразований.

При этом лучевая терапия при определенных локализациях и стадиях заболевания может являться альтернативой хирургическому лечению. На сегодняшний день развитие технологий применения ионизирующего излучения в онкологии выходит на качественно новый уровень, что позволяет в значительной мере расширить показания, в частности, к органосохраняющим операциям под « защитой » лучевой терапии.

В настоящее время лучевая терапия в наиболее развитых экономических странах применяется у 70-80% всех онкологических больных как в самостоятельном виде, так и в сочетании с хирургическим и лекарственным лечением в различных вариантах и комбинациях.

В историческом плане, затрагивая вопрос о применении ионизирующего излучения в медицине, необходимо отметить, что основные открытия, на которых зиждется современная диагностическая и лечебная радиология, произошли в конце XIX века. Открытия, сделанные в ноябре 1895г. в Германии Вольфгангом Рентгеном, и последующие работы Анри Беккереля, Марии Складовской-Кюри и Жолио Кюри в марте 1896 и декабре 1898 г.г. служат до сих пор той платформой, на которой выросли такие отрасли медицины, как рентгенодиагностика, компьютерная томография, радиоизотопная диагностика и лучевая терапия. В год открытия Х-лучей началось их применение у больных с неонкологическими заболеваниями, а уже через год Х-лучи применялись в качестве лечебной процедуры, в частности, у больных раком молочной железы.

За более чем вековую историю применения различных источников ионизирующих излучений в качестве лечебной процедуры возникла и параллельно с ней развивалась и новая отрасль науки – радиобиология, с помощью которой и были даны ответы и разъяснения тех изменений, которые появились у первых исследователей в виде лучевых дерматитов и язв, оволосения у женщин и т.д. С тех пор произошли качественные скачки в радиобиологии, которая на сегодняшний день может объяснить действие ионизирующего излучения не только на целостный организм, его систему или отдельный орган, но и на молекулярном уровне.

Благодаря знанию основных радиобиологических законов и положений, появилась возможность прогнозировать вероятность резорбции опухоли после воздействия ионизирующего излучения, возникновения поздних лучевых осложнений, оценить биологическую эффективность дозы излучения с помощью различных математических моделей. Наряду с выдающимися научными достижениями XIX-XX веков параллельно развивалась и инженерная мысль, что сказалось на создании новых поколений медицинской техники, причем, не только для самого лечебного процесса, но и для обеспечения всей технологической цепочки проведения лучевой терапии, включая, как предлучевую подготовку, так и непосредственно сам процесс облучения. На смену рентгенотерапевтической технике с начала 60-х годов пришли дистанционные гамматерапевтические аппараты. В последующем, начали применяться в медицинских целях электронные, нейтронные, протонные ускорители и генераторы тяжёлых ионов. Были созданы рентгеновские и компьютерно-томографические симуляторы, компьютерные планирующие системы дозного распределения пучка, дозиметрическое оборудование для определения качества лечебного пучка, фиксирующие приспособления и т.д.

В настоящее время на этой основе реализуются технологии конформного, а также интенсивно-модулированного облучения при соответственном выполнении программы гарантий качества лучевой терапии. Перечисленные технические средства дали возможность резко повысить эффективность лучевой терапии, в том числе и за счёт расширения границ показаний к её проведению у онкологических больных с различными формами злокачественных новообразований.

Современная радиология – это сверхсложные, дорогостоящие ядерно-физические комплексы медицинского назначения. Это – ускорительные комплексы с многолепестковыми коллиматорами, на которых возможно проведение облучения с модуляцией интенсивности пучка излучения и визуальным контролем точности проведения каждого сеанса лучевой терапии в режиме реального времени с прецизионной топометрией, дозиметрическим планированием и клинической дозиметрией, гарантирующие качество и конформность облучения; радиационные скальпели («гамма-нож», «икс-нож» и «кибер-нож»); оборудование для рентгеновской, магнитнорезонансной, однофотонной эмиссионной и позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ-центры); центры и отделения ядерной медицины (радионуклидная диагностика и радионуклидная терапия), протонной и ионной терапии, нейтрон-соударной и нейтрон-захватной терапии; органотропные и туморотропные диагностические и терапевтические радиофармпрепараты и т.д.

В целом, лучевая терапия значительно продвинулась в плане решения основной задачи ее применения – подведения максимума дозы ионизирующего излучения в опухолевый очаг при условии минимального повреждения здоровых тканей. При этом отдельные направления лучевой терапии могут расцениваться как разновидность неинвазивной хирургии.

Основными направлениями развития лучевой терапии в онкологии в последние два-три десятилетия являются следующие:

1. Широкое использование различных вариантов облучения в комбинации с хирургическим лечением с целью улучшения результатов и расширением возможности выполнения радикальных органосохраняющих, функционально щадящих операций.

2.Применение лучевой терапии в самостоятельном варианте или в сочетании с противоопухолевыми химиотерапевтическими препаратами в качестве эффективного консервативного радикального или паллиативного лечения злокачественных опухолей.

3.Совершенствование техники и технологии на всех этапах лучевой терапии – предлучевой топометрии, компьютерного планирования и управления процессом облучения, что позволяет осуществить прецизионное облучение мишени и избегать развития серьезных осложнений.

В настоящее время в развитых странах лучевая терапия на всех ее этапах обеспечена современной компьютерной техникой. Наличие при проведении предлучевой топометрии рентгеновского симулятора, компьютерного томографа, возможность использования магнитно-резонансного и позитронного томографов позволяют весьма точно определить границы мишени, подлежащей облучению.

Для выбора оптимальной программы облучения имеются современные компьютерные системы трехмерного дозного планирования. Сам процесс облучения осуществляется с помощью более эффективных и экологически чистых медицинских ускорителей с многопластинчатыми коллиматорами, системами компьютерного сопровождения облучения и визуального наблюдения с приспособлениями для стереотаксического и интраоперационного облучения.

При этом у них имеется полная совместимость с универсальной системой планирования для расчета сочетанных планов и возможность передачи алфавитно-цифровой, визуальной и дозиметрической информации в общую информационно-управляющую систему всего радиотерапевтического отделения. Появились также качественно новые компьютеризированные аппараты для брахитерапии с низкой и высокой мощностями дозы (источник излучения: йод-125 палладий-103, иридий-192) с наличием аппликаторов для всех основных видов контактной внутриполостной и внутритканевой лучевой терапии и близкофокусной рентгенотерапии, оснащенные специальными системами дозиметрического планирования.

Таким образом, современная лучевая терапия представляет собой совокупность высоких технологий, относящихся к технически наиболее сложным в медицине и позволяющие обеспечить эффективное лечение больных практически со всеми локализациями опухолевого процесса. Такая универсальность лучевых методов лечения достигается путем использования целого ряда видов, методик и технологий облучения больных. При этом общая технологическая схема проведения лучевой терапии содержит ряд последовательно и параллельно выполняемых процедур. Первоначально, с использованием клинических, инструментальных (главным образом лучевых) и гистоморфологических методов диагностики устанавливается наличие онкологического заболевания и определяется локализация и распространенность опухолевого процесса, а также оценивается общее состояние, как самого больного, так и его органов и систем. Затем, на основе полученной диагностической информации коллегиально (хирург, лучевой терапевт и химиотерапевт) вырабатывается оптимальный для данного больного план лечения.

При принятии решения о проведении лучевой терапии в том или ином виде (самостоятельно или в комбинации с другими видами лечения) разрабатывается подробный план проведения непосредственно лучевой терапии с определением соответствующей клинической цели (радикальная, пред- или послеоперационная, паллиативная, симптоматическая), объема облучаемых тканей, режима фракционирования, курсовой дозы облучения, оптимальной энергии излучения, необходимости и режима использования радиомодификаторов.

При этом предлучевая подготовка состоит из следующих этапов:

- подготовка анатомо-топометрической информации;
- выбор источника и условий облучения;
- практическая реализация выбранной методики лучевой терапии и моделирование процесса облучения;
- контроль качества выполнения предлучевой подготовки.

Одним из необходимых условий предлучевой подготовки является фиксация больного для исключения возможности смещения отдельных частей тела или органов при ее выполнении и реализации сеансов лучевой терапии. С этой целью используются различные фиксирующие приспособления: специальные маски из быстротвердеющих веществ при облучении головы и шеи, подголовники, специальные подушки и матрацы, изготавливаемые индивидуально и позволяющие фиксировать тело больного в нужном положении для точного воспроизведения укладки при каждом сеансе облучения.

Также непременным условием выполнения предлучевой подготовки является необходимость ее проведения именно в том положении больного, в котором будет, в последующем, осуществляться лучевое лечение. Чаще всего — это положение больного лежа на спине. Во всех других случаях положение больного должно быть четко описано при составлении схемы предлучевой подготовки

С целью дальнейшего улучшения лечебного процесса в настоящее время используются установки, представляющие собой комбинацию линейного ускорителя и компьютерного томографа с исследованием единого терапевтического поля. Данная конструкция позволяет перед каждым сеансом лучевой терапии обследовать объект облучения на компьютерном томографе с целью уточнения локализации и размера опухоли. В результате ускоряется лечебный процесс и достигается наивысший радиотерапевтический эффект при условии максимальной точности облучения опухоли и минимизации лучевой нагрузки для окружающих опухоль тканей.

Для успешного выполнения программы лучевой терапии необходимым условием является тщательное планирование процесса облучения, составляемое в сотрудничестве врача-радиотерапевта, врача предлучевой подготовки и медицинского физика. При этом эффективное использование современных методов лучевой терапии в онкологии невозможно без применения соответствующего алгоритма ее технологического обеспечения, который включает в себя следующие этапы:

1. Получение полной информации о степени распространения опухолевого процесса для определения необходимого объема лучевого воздействия, которое требует на этапе предлучевой подготовки использование рентгеновского симулятора, данных ультразвукового, компьютерного, магнитно-резонансного, позитронно-эмиссионного и других видов клинических исследований.

Вся информация анализируется медицинским физиком вместе
с врачом-радиотерапевтом и вводится в ЭВМ. На основании полученных расчетов составляется план лучевого лечения, в котором указываются:

- линейные размеры, площади и объемы опухоли, органов и анатомических структур;

- обозначение их в количественных терминах;

- взаимное расположение опухоли и смежных структур в зоне интереса.

2. Применение системы трехмерного компьютерное дозиметрического планирования сеансов облучения с выбором вида, энергии излучения, способов подведения дозы и созданием программ объемного планирования вместе с рабочей станцией для виртуальной симуляции, заменяющей традиционную технологию моделирования на основе рентгеновского симулятора и по своим возможностям значительно ее превосходящую. При этом виртуальная симуляция предназначена для определения изоцентра опухоли и его проекции на тело пациента, а также опорных точек, геометрии пучка, позиций линейного ускорителя и многолепесткового коллиматора и, в целом, построения 3D модели опухоли и прилежащих органов и структур.

Завершающим этапом при этом являются изготовление топометрических карт в масштабе 1:1 и обозначение на поверхности тела пациента ориентиров для центрации пучка ионизирующего излучения.

3. Многократная верификация зоны облучения до начала и в процессе лучевого лечения в прямом пучке, позволяющая совмещать изображение с данными диагностических исследований и постоянно корректировать его в зависимости от клинической ситуации.

В целом, тщательное выполнение всех этапов предлучевой подготовки больного и многоступенчатый контроль ее качества во многом определяют эффективность лучевой терапии

4. Использование современных линейных ускорителей электронов с различной энергией электронного и фотонного пучков излучения (4-25 Мэв) с наличием многолепесткового коллиматора, позволяющего выполнять программы конформного облучения с модуляцией интенсивности, а также современных аппаратов контактной лучевой терапии.

5. Применение высокоточного однократного неинвазивного радиохирургического или гипофракционного метода лучевого воздействия ( гамма-нож, кибер-нож, Х-нож ).

6. Использование перспективных источников адронной лучевой терапии

(протоны, нейтроны, пи-мезоны), позволяющих эффективно лечить, как злокачественные, так и доброкачественные новообразования малых и сверхмалых размеров, проводить облучение опухолей, расположенных в непосредственной близости к критическим органам и структурам и успешно воздействовать на их радиорезистентные формы.

7. Использование фиксирующих приспособлений и устройств для точного соблюдения ежедневной индивидуальной воспроизводимости укладок пациентов в процессе проведения курса лучевой терапии.

8. Использование комплекта приспособлений для отливки индивидуальных защитных электронных и фотонных блоков, получаемых с помощью необходимых аппаратных средств. 9. Использование компьютерной радиологической сети, позволяющей передавать информацию последовательно по этапам подготовки к облучению до его осуществления, исключая ошибки, связанные с человеческим фактором.

Данная компьютерная система с необходимым количеством серверов, рабочих станций и прочего сетевого оборудования, объединяющая всю радиотерапевтическую аппаратуру и аппаратуру для предлучевой подготовки, обеспечивает ввод, просмотр, обработку и хранение данных о всех больных, проходящих лечение в отделении лучевой терапии и позволяет в кратчайший срок представить:

- административные данные;

- диагностические и клинические данные, в том числе визуальные;

- исходные топометрические и разметочные данные;

- дозиметрические данные о выбранном плане лечения (изодозное распределение и т.п.);

- установочные данные для радиотерапевтической аппаратуры с указанием размеров всех полей и всех сеансов облучения (с возможностью автоматической настройки аппаратов).

При этом, вся перечисленная информация должна быть доступна в процедурных ускорителей, симулятора, на системе дозиметрического планирования, а также на рабочих станциях, установленных в кабинетах врачей и медицинских физиков.

В целом, эта система обеспечивает лучевую терапию как единый технологический процесс.

Анализ работы радиологических центров показывает, что на сегодняшний день фактический рост эффективности лучевой терапии намного меньше потенциально возможного. Одна из причин этого заключается в том, что существующие в этой области научно-технические возможности используются не полностью из-за множества погрешностей, объективных и субъективных ошибок. В связи с этим, все острее встает вопрос о гарантии качества лучевого лечения. По определению ВОЗ, гарантия качества в лучевой терапии должна обеспечивать подведение запланированной дозы к объему мишени при минимальном облучении здоровых тканей, мониторинг дозы определения окончания процедуры и минимальное облучение персонала.

Таким образом, проведение лучевой терапии представляет из себя слаженную технологическую цепочку, каждый элемент которой необходим и не может быть изъят из неё без существенной потери качества и, в конечном итоге, снижения эффективности лечения.

В целом, лучевая терапия в настоящее время, несомненно, является перспективной и динамично развивающейся отраслью клинической медицины, занимающейся как комбинированным и комплексным, так и радикальным и паллиативным лечением одной из наиболее сложных категорий больных, страдающих злокачественными новообразованиями.

Несомненно, что развитие технологий лучевой терапии злокачественных новообразований должно быть направлено на высокую избирательность поражения опухолевых тканей. При этом объем мишени для проведения облучения должен определяться и маркироваться на биологическом уровне, что является сущностью лучевой терапии злокачественных новообразований ближайшего будущего.