Maqolada radioterapiyaning asosiy texnologiyalariga doir materiallar keltirilgan. Radionuklidli terapiya, kontaqtli terapiya va masofaviy terapiyda qo'llaniladigan zamonaviy qurilmalar haqida, hamda braxiterapiya, neytron-qamrovli terapiya, gamma-pichoq, kiber-pichoq va protonli terapiya usullari haqida qiziqarli ma'lumotlar tahlil qilingan.
Kalit so’zlar: radionuklidli terapiya, braxiterapiya, neytron-qamrovli terapiya, gamma-pichoq, kiber-pichoq, protonli terapiya, ionlashtiruvchi nurlanish, erkin radikallar.
В статье приведены материалы по радиотерапевтическим технологиям ядерной медицины. Анализируются современные установки, используемые при проведении радионуклидной, контактной и дистанционной терапии. Рассмотрена полезная информация о брахитерапии, нейтрон-захватной методике, гамма-ноже, кибер-ноже и протонной терапии.
Ключевые слова : радионуклидная терапия, брахитерапия, нейтрон-захватная терапия, гамма-нож, кибер-нож, протонная терапия, ионизационное излучение, свободные радикалы.
Universitetimiz magistrantlari o'quv jarayoni dasturiga yangi fan –“Yadroviy tibbyot” kiritilgandan so'ng biz ushbu yo'nalishga doir turkum maqolalarni nashr qilish rejasini tuzgan edik. Avvalgi maqolalarimizda yadroviy tibbiyot tarixiga tegishli qiziqarli ma'lumotlarni [1] va yadroviy tibbiyotdagi tashxislash usullariga doir ayrim metodik materiallarni [2] taqdim etdik. An'anani davom ettirgan holda, mazkur maqolamizda yadroviy tibbiyotning radioterapevtik texnologiyalarini ko'rib chiqamiz.
Umuman olganda, yadroviy terapiya usullari radionuklidli terapiya, kontaktli terapiya va masofaviy terapiyaga bo'linadi. Yadroviy tibbiyotning terapevtik usullari bugungi kunda tashqi nurli radiatsiya terapiyasi bilan bog'liq usullarni ham o'z ichiga oladi. Quyida keltirilgan 1-rasmda mavjud usullarning farqlari ko'rsatilgan.
Radionuklidli terapiya yordamida davolashda radionuklidli preparatlar qo’llanilishi talab etiladi. Bunday preparatlar to'g'ridan-to'g'ri tanaga kiritiladi va qon oqimi tizimi orqali organlar va to'qimalarga tarqaladi. Ba'zi patologik organlarda, xususan, o'simtalarda radiofarmatsevtik moddalar to'planadi. Ushbu o'simtalar tananing ichidan nurlantiriladi va yo'q qilinadi, ya'ni kuydirib yuboriladi. Kasallik o'choqlarining ko'payishini to'xtatib qolish qobiliyatiga ega bo’lgan bu preparatlar terapevtik usullar orqali soq’ayishga olib keladi.
Rasm 1. Yadroviy tibbiyotning asosiy radioterapevtik usullari
Kontaktli terapiyada esa radionuklidlar to'g'ridan-to'g'ri tananing to'qimalariga kiritilmaydi, ular to'qimalar bilan kontaktda bo'lgan germetik qobiqlarga joylashtiriladi. Kontakt, aslida, turli darajada bo'lishi mumkin. Radionuklidni tashqi tomondan, masalan, terining yuza qismiga qo'llash mumkin, u tananing ba'zi g'ovak organlarga ham joylashtirilishi mumkin. Nurlanish manbai og'iz orqali, masalan, qizilo'ngach orqali va boshqa ba'zi yo'llar orqali yuborilishi mumkin. Ichi bo'sh ignalarni to'qimalarga kiritish va bu ichi bo'sh ignalar orqali radioaktiv izotoplarning mikromanbalarini talab etilgan joygacha etkazib berish usuli ham qo'llaniladi. Nurlanish manbai qo'llaniladigan usullarda tana yuzida joylashgan to'qimalar ham, ichki o’simta to'qimalari ham nurlanish ta’siri ostiga tushadi. Kontaktli terapiya ayrim hollarda, boshqachasiga, braxiterapiya deb ham yuritiladi. Kasallangan hujayralarni yo'q qilish orqali terapevtik samaraga erishiladi.
Masofaviy terapiya yo’li bilan davolash uchun inson tanasidan ancha uzoqda joylashishi mumkin bo'lgan manbalar ishlatiladi. Ularni, masalan, rentgen trubkasi yordamida yoki elektron-nurlanishni, gamma-nurlanishni vujudga keltiruvchi elektron tezlatgich vositasida amalda hosil qilish kerak. Odatda, nurlar uzoqda joylashgan manbadan chiqib kelayotgan nurlanish dastasidan ajratib olinadi va bu nurlar bilan patologik to'qimalar nurlantirilib yo'q qilinadi yoki inson tanasidagi bu kasallangan to'qimalarning o'sishi to'xtatiladi. Biz yuqorida ko'rsatilgan radioterapiyaning asosiy uchta usullari o'rasidagi farqlarni keltirdik.
Endi, to'qimalarga ionlashtiruvchi nurlanish tushganda nima sodir bo'lishini tahlil qilamiz. Har qanday ionlashtiruvchi nurlanish uchun odatda ikkita ta'sir turi xos bo'ladi: to'g'ridan-to'g'ri va bilvosita. To'g'ridan-to'g'ri ta'sir degani nurlanish hujayra molekulalaridagi ba'zi aloqalarni bevosita yo'q qilishni anglatadi. Ionlashtiruvchi nurlanish modda molekulalari bilan o'zaro ta'sirlashadi va modda atomlari yoki molekulalari orasidagi aloqalarni buzib yuboradi. Ionlashtiruvchi nurlanish yuqori energiyaga ega bo’lganligi uchun u har qanday aloqalarni uzishi mumkin. O'zarota'sir jarayonlari tufayli, masalan, gamma-nurlari uchun, fotoeffekt hodisasi yoki Komptoncha sochilish hodisasi, agarda bu zaryadlangan zarralar bo'lsa, ionlanish hodisasi natijasida aloqalar buziladi.
To'g'ridan-to'g'ri ta'sir qilish natijasida molekulalarda bo'shliqlar paydo bo'ladi. Alohida aloqalar uziladi, molekulaning buzilishi sodir bo'ladi. Agar siz 2-rasmda ko'rsatilgan DNK tuzilishiga nazar tashlasangiz, bu zanjirdagi alohida elementlar yoki zanjirlar orasidagi bog'lanishlar uzilishi mumkinligini ko'rishingiz mumkin. Tabiiyki, bunday uzilishlar ko'p bo'lib ketsa, unda DNK molekulasi ularni endi to'g'ri tartibda tiklay olmaydi. Keyinroq tiklanish jarayonida yoki mutatsiya sodir bo'ladi, yoki bunday xromosoma hujayraning normal bo'linishiga imkon bermaydi. Natijada, hujayraning bo'linishi to'xtaydi va kasallangan hujayralardan tashkil topgan tegishli to'qimalarning o'sishi ham shunga mos ravishda to'xtaydi.
Rasm 2. Ionlashtiruvchi nurlanishning ta'siri
Xuddi shunday aloqalarning uzilish hodisasi nurlanishning boshqa turdagi ta'sirida, ya'ni kimyoviy va biokimyoviy mexanizmlar orqali bilvosita ta'sir qilishda ham sodir bo'ladi. Ko'rinib turibdiki, molekulalar ularni o'rab turgan muhitga, uning hajmiga nisbatan, masalan, suvli muhitga nisbatan o'lcham jixatidan ancha kichikdir. Shuning uchun ushbu molekulalar bilan ionlashtiruvchi nurlanish bevosita kam hollarda ta'sirlashadi, biroq suv mokekulalarining o'zida ionlashtiruvchi nurlanish ta'siri juda intensiv kechadi va suvda erkin radikallar hosil bo'ladi. Suvning radiolizi ro'y bermoqda deb aytamiz. Undan elektronlar ajralib chiqadi va suv molekulasida erkin radikallar paydo bo'ladi. Bu erkin radikal o’z navbatida boshqa atomlardan yoki boshqa molekulalardan elektronlarni ajratib olib, boshqa erkin radikal hosil qilishi mumkin. Shunday qilib, aloqa uzilishi molekula, xususan, DNK molekulasi bo'ylab boshqa qismlarga uzatiladi va DNK molekulasi uchun muhim bo'lgan bog'lanish joylashgan qismga osongina yetib boradi va bu aloqani yo'q qiladi. Radioliz jarayonlari va ikkilamchi kimyoviy va radiokimyoviy hodisalar sodir bo'lishi tufayli turli xil hujayra tuzilmalari, birinchi navbatda DNK molekulalari vayron bo'ladi. Ushbu molekulalar radiatsiya ta'siriga juda sezgir va hujayraning boshqa tuzilmalari, xususan, membranalar, metoxondriyalar ham parchalanishi mumkin. Bunday hujayralar hayotiy faoliyatini to'xtatadi. Ular yo o'lishadi, yoki, shunchaki, ko'payishdan to'xtaydi. Patologik to'qimalarning bo'linmasligi kasalmand tana uchun yengillik hisoblanadi. Aynan shu tufayli sog’lomlashsish samarasiga erishiladi.
Endi radioterapiyaning birinchi turi — radionuklidli terapiyani ko'rib chiqishga o'tamiz. Radionuklidli terapiya usulida radiofarmpreparat to'g'ridan-to'g'ri tanaga yuboriladi. Radiofarmpreparatni kiritishning turli usullari mavjud, odatda, u og'iz orqali radioizotopni o'z ichiga olgan kapsula ko’rinishida ichkariga kiritiladi. Radiofarmpreparatni tomir ichiga yuborish ham mumkin, shundan so'ng tegishli radionuklid butun tanaga tarqala boshlaydi. Demak, birinchi bosqichda tanaga maxsus terapevtik radiofarmpreparatlarni kiritish talab etiladi, ular asosan chopish masofasi kichik bo'lgan zarrachalarni chiqarishi kerak. Ushbu zarralar radionuklidning o'zi joylashgan nuqtaga juda yaqin bo'lgan joyda yuqori ionlashtiruvchi qobiliyatiga ega bo'lishi kerak. Bunday zarralar qatoriga gamma, beta va alfa-zarralari kiradi. Agar gamma-zarralar bo'lsa, energiyasi iloji boricha past bo'lishi kerak, beta-zarralar bir necha millimetrga uchib, tanada taxminan 2–3 mm masofaga chopishi mumkin, alfa-zarralarning chopish masofasi esa eng qisqa, bir necha o'n mikrondan iborat. Alfa-zarralar shu o'nlab mikronlarda tezda to'xtaydi va o'z energiyasini yo'qotadi, ya'ni alfa-zarralar deyarli nurlanish bevosita tekkan hujayraga ta'sir qiladi. Alfa-nurlanish ta'siri juda lokallashgan desak bo'ladi.
Biz tegishli radionuklidli radiofarmpreparatning patologik organlar va to'qimalarda maqsadli to’planishini ta'minlashimiz kerak, ya’ni biz yo'q qilmoqchi bo'lgan to'qimalarda, aynan terapevtik ta'sirni yaratmoqchi bo'lgan joyda. Buning uchun maqsadli tarzda to'planishi mumkin bo'lgan maxsus radiofarmpreparatlar ishlab chiqariladi. Keyinchalik, patologik to'qimalarning hayotiy faoliyati radioaktiv nurlanish yordamida bostiriladi. Bu nurlanish, birinchi navbatda, hujayralarning DNKsini yo'q qiladi.
Bunday ta'sirga misol sifatida, 3-rasmda qalqonsimon bez saratoni metastazalari o'pkaga kirib, o’sha joyda ildiz otgan bemorning (bu o'n yoshli bola edi) sintigrammalari ko'rsatilgan. Chapdagi sintigrammada inson tanasi ko'rsatilgan, to'liq tana tasvirlangan. Qizil rangda fon nurlanishi ko’satilgan. Bu yerda odamning morfologik tuzilmalari ko'rsatilmagan, ya'ni bu yerda qizil rangdagi fonda faqat radiofarmpreparatning tarqalishi ko'rinadi.
Rasm 3. Qalqonsimon bez saratonining radioyodterapiyasi
Chapdagi rasmning markazida ko'k rangda radioizotopning yuqori konsentratsiyasi mavjud bo'lgan joylar ko'rinadi. Oq rangli joylarda, oq dog'larda radiofarmpreparatning maksimal to'planishi sodir bo'lgan. Oq doglar, birinchi navbatda, saratonning o'zi mavjud joyda, yani qalqonsimon bezda ko’rinadi, ularning asosiy qismi shu yerda joylashgan va bunday hujayralar juda ko'p. Bu hujayralar yodni juda yaxshi to'plagan. Xuddi shunday hujayralar o'pkada ham topilgan. Odatda o'pka, yodni o'zlashtirmasligi kerak va shuning uchun rasmning bu qismi, aslida, qorong'i bo'lishi kerak.
Davolash uchun, birinchi navbatda, qalqonsimon saratonning o'zini olib tashlash kerak, metastazalarni esa faqat radioyodterapiyasi yordamida olib tashlash mumkin. 131 I bilan amalga oshirilgan radioyodterapiyasining 13 seansidan so'ng, bemor amalda tuzalib ketdi. O'ngdagi rasmda siz ushbu davolash natijasini ko'rishingiz mumkin. Qalqonsimon bezda yoki o'pkada metastazalar yo'q. Qalqonsimon bez saratonining metastazalari yo'q qilingan.
Ko'pincha, radionuklidli terapiya usuli suyaklarga turli xil saraton metastazalari ta'sir qilganda qo'llaniladi. 4-rasmda ko'krak bezi saratonining metastazalari suyaklarga ta'sir qilgan holatlardan biri ko'rsatilgan. Bunda 153 Sa radioizotopi yordamida radionuklidli terapiya usuli qo'llanildi va ushbu metastazalarni sezilarli darajada kamaytirish imkon bo'ldi.
Rasm 4. Ko'krak bezi saratonining metastazalari suyaklarga ta'sir qilgan holatlardan biri
Yana bir misol — radiosinovektomiya deb ataladigan usul, u inson bo'g'inlari yallig'langanda qo'llaniladi, yallig'lanish esa odatta tez-tez sodir bo'lib turadi. Bu onkologik jarayon emas, biroq juda og'riqli jarayon bo'lib, bo'g'inlarning harakatchanligini keskin kamaytirib yuboradi va insonning hayot darajasi darhol pasayadi. Quyida sinovit bilan kasallangan bo'g'inning rasmi keitirilgan (rasm 5). Sinoval qopchaning ichki to'qimasi o'sib, bo'g'inning ichiga bosim o'tkaza boshlaydi va kuchli og'riq paydo bo'ladi.
Bunday kasallikni davolash juda qiyin, chunki u o'zini-o’zi rag’batlantirib turar ekan, ya'ni to'qima qanchalik ko'p bosilsa, tana bu to'qimalarning o'sishini ta'minlash uchun shunchalik ko'p buyruq beradi. Bu yallig'lanish jarayonlariga o'ziga xos javob berish mexanizmi, shekilli. Ushbu to'qimalarni yo'q qilish yoki uning potentsial o'sishini to'xtatishning yagona yo'li sinoval qopchaga radioizotopni kiritishdir, u o'z nurlanishi bilan sinoval qopcha ichidagi ushbu patologik o'sgan to'qimalarning yuzasida joylashgan hujayralarga ta'sir qiladi va bu yallig'langan to'qimalar hujayralarini yo'q qiladi. Bu usul har xil sinovit bo'g'inlarni davolash uchun juda samarali ekanligini isbotladi. Deyarli barcha turdagi bo'g'inlarni shu tarzda davolash mumkin.
Rasm 5. Sinovit kasalligi mavjud bo'g'in
Biz tanishadigan keyingi usul kontaktli terapiya — braxiterapiya. Braxiterapiya usullaridan biri 6-rasmda ko'rsatilgan. Bu to'gima ichidagi brakiterapiya, bunda manba maxsus kapsula ichida bo'ladi. Rasmning yuqorisida, o'ng tomonida bunday kapsula ko'rsatilgan. U juda kichik, uzunligi 4,5 mm va diametri bir millimetrdan kam. Bu kapsulaning korpusi titandan yasalgan bo‘lib, bu korpus ichida kumush tayoqcha joylashgan, uning ustiga 125 I radioaktiv izotop absorbsiya qilingan. Bu izotop shu qadar kam energiyali gamma-nurlanishni chiqaradiki, u kapsulaning bevosita yaqinida yutiladi. Ushbu kapsulalar kateterlar yordamida to'qimalarga kiritiladi. Kateterlar — ichi bo'sh bo'lgan ignalardir va bu ichi bo'sh ignalar bo'ylab tegishli mikromanbalarning kapsulasi sirpanishi mumkin. Ushbu kapsulalar o'simtaning ma'lum bir chuqurligida joylashtiriladi. Buning uchun, birinchi navbatda, o'simtaning tuzilishini o'rganish kerak, ya'ni uning tasvirini olish (rentgen tomografiyasi, yadroviy tibbiyot usullari (bir fotonli emissiyali kompyuterli tomografiya va pozitronli emissiyali tomografiya) kerak, o'simta qanday joylashganligini tushunib olish kerak, uning konturini aniqlash lozim. So’ng davolash rejasi tuziladi, bunda to‘qimalarni n to’lasincha nurlantiruvchi mikromanbalarni joylashtirishingiz kerak, shunda nurlanmagan joylar qolmaydi. Bularning barchasidan so‘ng shifokorlar maxsus moslamalar orqali ko‘p sonli ignalarni kiritadilar, keyinchalik ular orqali pnevmatik qurilma yordamida mikromanbalarning ushbu kapsulalarini joylashtiradi.
Rasm 6. Braxiterapiya usuli
Kapsulalar ma'lum bir chuqurlikda joylashgan va ularning atrofida nurlangan to'qimalar sohasi mavjud bo'ladi, ya'ni har bir kapsula o'z atrofida nurlangan sferik sohasini hosil qiladi. Bu sferik sohalar bir-biri bilan kesishishadi, bir-birining ustiga chiqadi va butun o'simtani nurlantiradi. Bunday nurlanishdan so'ng o'simta bo'linishni to'xtatadi va odatda o'ladi. Braxiterapiyaning boshqa turlari ham bor, bu applikatorlar, masalan, terining yoki ko'zning yuzasiga qo'yilgan, yoki tananing ichidagi ba'zi bo'shliqlar orqali kiritilgan. Bu usullar bir xil ishlash tamoyiliga ega.
Neytron-qamrovli terapiya ham radionuklidli terapiyaning yana bir turi ekanligini ta'kidlash kerak. Ushbu terapiyada ham 10 B radiofarmpreparatdan foydalanadi. Bu radionuklidlarning issiq neytronlar bilan bo'ladigan o'zarota'sirlashish kesimi juda yuqori. Agar issiq neytronlar maydoniga bor-10 izotopi bo'lgan to'qima joylashtirilsa, bor-10 ning neytronlari bilan o'zarota'sirda bu to'qimada juda katta energiya ajralib chiqadi. Alfa-parchalanish hodisasi sodir bo'ladi (qarang, rasm 7), bor-10 elementidan alfa-zarra va litiy-7 hosil bo'ladi va katta kinetik energiya chiqariladi. Litiy va alfa-zarralari katta energiya bilan reaktsiya maydoniga uchib kiradi va bu energiyani to'qimalarga uzatadi. Natijada, bor-10 mavjud bo'lgan hujayralarda kerakli bo'lgan uzilishlar vujudga keltiriladi. Mazkur jarayonning kesimi biologik to'qimalarni tashkil etuvchi boshqa elementlarga nisbatan shunchalik kattaki, amalda to'qimalarning qolgan qismi issiq neytronlar bilan hech o'zarota'sir qilmaydi deb ham qarash mumkin, aksincha bor-10 joylashgan to'qimalar alfa-parchalanish mahsulotlari bilan juda kuchli nurlanadi.
Rasm 7. Neytron-qamrovli terapiya
Bunday davolash jarayonini to'g'ri bajarish uchun ikkita muammoni hal qilish kerak: birinchisi, agar biz o'simtani davolayotgan bo'lsak, to'qimalarning kerakli organlariga, ya'ni o'simtaga bor-10 ni kiritishdir. Ikkinchi muammo — tegishli to'qimalarni issiq neytronlar maydoniga joylashtirish. Maydon yetarlicha kuchli bo'lishi kerak. Ilgari buning uchun faqat reaktorda yaratilishi mumkin bo'lgan maydonlar to’g’ri kelar edi, ya'ni birinchi navbatda reaktordagi tez neytronlarni sekinlashtirish, energiyasini issiqlik energiyasigacha kamaytirish, keyin esa o’simtasida bor-10 radiofarmpreparati mavjud bo’lgan bemorni issiq neytronlar maydoniga kiritish kerak edi. Bu reaktsiya juda yuqori samaradorlik bilan o'simta to'qimalariga ta'sir qiladi. Hozirda boshqa yangi mikromanbalar ixtiro qilindi, biroq mazkur usul hali shakllanish jarayonidadir.
Radioterapiyaning keyingi usullaridan biri — masofaviy nurli terapiya texnologiyasi. Hozirda u juda ko'p sonli onkologik kasalliklarni davolashda va o'simtalarni yo'q qilishda qo'llaniladigan asosiy usuldir. Zamonaviy masofaviy terapiyaning asosida elektron tezlatgichlardan foydalanish yo’tadi. Quyidagi rasmning yuqori chap burchagida (qarang, rasm 8) elektron tezlatgichga asoslangan shunday qurilmalardan biri ko'rsatilgan.
Rasm 8. Konformli nurli terapiya
Tezlatgich oddiy elektron nurni tezlashtiradi, bu nur nishonga tushadi va tormozlanishi natijasida tormozlangan kvantlar paydo bo'ladi. Ular gamma-nurlari bilan bir xil energiyaga ega. Bu gamma-kvantlar (tormozlangan) oqimi kollimator yordamida nurga aylanadi va bu nur ko'ndalang kesimining shakli o'simta shakliga mos keltiriladi. Nur yo'q qilinishi kerak bo'lgan o'simta to'qimalariga yo'naltiriladi. Bu usul ko'pincha «konformli» deb aytiladi. Nima uchun bunday «konformli» so'zining ishlatilishini tushunish juda oson, bu yerda asosiy so'z “form”, yani shakl, «kon» esa mos kelishni anglatadi.
Ushbu qurilmaning vazifasi o'simta shakliga mos keladigan shakldagi nurni yaratishdir. Biz shunday shakldagi nurni yaratishimiz kerakki, faqat o'simtaning o'zi nurlantiriladi, radiatsiya o'simtani o'rab turgan sog’lom to'qimalarga tegmasligi kerak. Davolash paytida siz doimo o'simtaga kuchli ta'sir va atrofdagi sog'lom to'qimalarga mumkin qadar eng kuchsiz ta'sir o'rtasida murosani topishingiz kerak bo'ladi, chunki bari-bir sog'lom to'qimalar ham radioaktiv nurlanishdan xoli bo'lmaydi. Bunday nurni shakllantirish maxsus kollimator yordamida amalga oshiriladi. Shunday maxsus «gulbargli» kollimator ishlab chiqildi. U volframli gulbarglaridan iborat bo'lib, rasmda alohida plastinkalar kabi ko'rinishga ega. Har bir plastinka gulbarg deb ataladi. Ushbu gulbarglardan foydalanib, nurning o'simta ko'rinishidagi deyarli har qanday shaklni avtomatik ravishda shakllantirish mumkin. Tezlatgich bemor atrofida aylanadi va o'simtani turli tomonlardan kerakli shakldagi nur bilan nurlantiradi. Shunday qilib, biz atrofdagi sog'lom to'qimalarga minimal ta'sir ko'rsatamiz va o'simtaning o'ziga, patologiya mavjud joyga maksimal darajada ta'sir qilamiz. O'sha joyda radioaktiv nurlanishning katta dozasi hosil bo’ladi.
Quyidagi rasmda bugungi kunda biroz kam uchraydigan usul ko'rsatilgan, ammo u aslida, radiatsiya terapiyasida tezlatgichlardan foydalanish moda bo'lishidan oldin ishlab chiqilgan. Ushbu 9-rasmda gamma-pichoq deb ataladigan qurilma ko'rsatilgan. U Shvetsiyada, o'tgan asrning 50-yillari oxirida qo'llanila boshlandi. Ushbu qurilmaning mohiyati shundaki, biz kobalt-60 nurlanishidan foydalanamiz. U ikkita gamma nurlarini chiqaradi (energiyasi taxminan 1,2 MeV) va ular patologik to’qimalarni nurlantirish uchun ishlatilishi mumkin. Bu gamma- kvantlar inson tanasidan juda oson o'tadi, ular bosh suyagi orqali o'tishi mumkin. Ulardan hosil bo'lgan doza nur maydonida taxminan barobar taqsimlanadi. Agar inson tanasini shunday gamma-kvantlar bilan nurlantirsak, unda nafaqat uning ichida joylashgan o'simta zonasi, balki atrofdagi barcha sog'lom to'qimalar ham nurlanadi.
Rasm 9. Gamma-pichoq
Biz radioaktiv nurlanish dozasini faqat o'simtaning ushbu asosiy maydonida to'plash mumkin bo'lgan usul ixtiro qilingan demoqchimiz. Bu usul shundan iboratki, biz har tomondan tushadigan juda ko'p gamma-nurlaridan foydalanamiz va bu nurlar biz davolamoqchi bo'lgan o'simta to’qimalari joylashgan izomarkaz deb ataladigan joyda birlashadi. Bunda nur sog'lom to'qimalardan bir marta o'tadi, biroq o'simta to'qimasidan esa bizda qancha nurlar bo'lsa, shuncha marta o'tadi. Sog'lom to'qimalar va o'simta to'qimalarida hosil bo'ladigan dozalarda katta farqni yaratish uchun ushbu qurilmada 201 ta nur ishlatiladi, demak, mos ravishda bu yerda 201 ta kobalt-60 manbalari joylashgan bo'ladi.
Bu apparatda stereotaksik ramka qo'llaniladi. Ushbu ramka an'anaviy neyrojarrohlik operatsiyalarini bajarish uchun mo'ljallangan bo'lib, metall jarrohlik asboblari yordamida bemorning kerakli nuqtasiga erishish imkonini beradi. Keyinchalik, ushbu stereotaksik ramkani ishlab chiqqan neyrojarroh neyrojarrohlikda ishlatiladigan ushbu metall asboblar o'rniga ionlashtiruvchi nurlanish nurlaridan foydalanishni taklif qildi. Avval rentgen trubkasidan foydalanish taklif etildi, keyin proton nurlanishidan foydalanish taklif qilindi. O'sha paytda proton nurlarini olish uchun hali ham yaxshi texnologiya yo'q edi va natijada tadqiqotchilar eng yaxshi variant kobalt-60 dan foydalanish bo'ladi, degan xulosaga kelishdi, bu esa 201 gamma-nurlanish nurlaridan 201 gamma-pichoq hosil qilish imkonini berdi. Bunday stereotaksik ramka bemorning boshiga o'rnatiladi, keyin bemor radioizotoplar mavjud hududga, ya'ni kobalt-60 manbalariga joylashtiriladi. Gamma-nurlar dastasidan nur hosil qiluvchi kollimator bo'lishi kerak. Gamma-nurlar volframli kollimatoridan o'tadi va izotmarkazga uchadi. Tabiiyki, bu tizim to'lasincha kuchli himoyaga egadir, volfram yoki qo'rg'oshin bilan o'ralgan.
10-rasmda zamonaviy gamma-pichog'i ko'rsatilgan. Bemor yotgan holatda yoki yarim o'tirgan holatda nurlanadi, bu gamma-pichoqning dizayniga bog'liq. Bemorning boshida kollimatorlar tizimi ko'rinadi, bemor ichkarida kuchli kobalt-60 manbalari himoyalangan hududga o'tadi. Manbalarning nurlanishi haqiqatan ham juda kuchli va ular uzoq yashash vaqtiga ega, shuning uchun qurilma radioaktiv izotoplar bilan qayta jixozlanmasdan juda uzoq vaqt davomida ishlatilishi mumkin. Hozir dunyoda 300 ga yaqin shunday qurilmalar mavjud va ularda milliondan ortiq odam davolangan.
Rasm 10. Zamonaviy gamma-pichoq
Ushbu texnologiyaning davomi deb kiber-pichoq topilgan (11-rasmga qarang), bu yerda elektron tezlatgich manba sifatida ishlatiladi. Ushbu tezlatgich, printsipial jihatdan, nurli terapiya va sanoat roboti tasvirlangan rasmdagi tezlatgichga o’xshaydi, bir xil desak ham bo'ladi.
Rasm 11. Kiber-pichoq
Biroq, bu yerda, kollimatorlarning ishlashi natijasida ushbu tezlatgichda tormozlangan gamma-nurlanishning dastasi hosil bo'ladi va sanoat robotining qo'li bemorga nisbatan istalgan holatga joylashtirilishi mumkin, ya'ni biz harakat yo'nalishini boshgara olamiz, tezlatkichdan chqayotgan gamma-nurlaridan ixtiyoriy ravishda ham yuqoridan, ham pastdan, ham o'ngdan, ham chapdan foydalanamiz.
Rasm 12. Kiber-pichoqning ishlash prinsipi
Dastlab, ushbu sanoat roboti avtomobil yig'ish konveyyerida ishlagan va u yerdan tibbiy qurilmalarda foydalanish uchun olingan. Uning yuk ko'tarish qobiliyati ushbu mualaja davomida tezlatgichni turli yo'nalishlarda tez harakatlantirish, bemorni turli yo'nalishlardan nurlantirish uchun yetarlidir.
Kiber-pichoqning ishlash tamoyili gamma-pichoq bilan bir xil (12-rasmga qarang), ya'ni biz bitta umumiy markazga ega bo'lgan ko'plab nurlarni hosil qilamiz. O'simta to'qimasi sog'lom to'qimalar bilan o'ralgan bo'lishiga qaramay, sog'lom to'qimalar kichik nurlanish dozasini oladi, o'simtaning o'zi esa katta nurlanish dozasini oladi va biz uni shu tarzda yo'q qilamiz.
Masofaviy nurlanish terapiyasi sohasidagi eng so'nggi yutuqlardan biri bu protonli terapiya asboblarini yaratishdir. Aslida, bu usul ancha vaqtdan beri ma'lum bo'lgan, ya'ni tajribalar va aprobatsiya muolajalari bir necha o'n yillar davomida bajarilib kelmoqda, ammo hozirgacha bu tizim faqat katta tezlatgichlarda ishlashi mumkin. Chunki bunday davolashni amalga oshirish uchun protonlar yetarlicha katta energiyaga ega bo'lishi kerak va proton nurlari bilan ishlashning iloji yo'q edi, uni tezlatgich yordamida, masalan, gamma-nurlanish manbasini bemor atrofida aylantirgandek aylantirish mumkin emas edi. Shu paytgacha bemor amalda ushbu proton tezlatgichning nuriga kiritilar edi. O'simtani turli tomondan nurlantirish uchun esa bemor o’z holatini o’zgartirishga majbur edi. Bu juda noqulay ekanligi o'z-o'zidan ravshan. To'g'ri nurlantirish uchun o’simta joyining aniqlanish darajasi yuqori emas edi, shu bois usul juda sekin rivojlandi. Hozirda esa maxsus protonli markazlar faoliyat yurita boshladi, ularda nisbatan kichik, ixcham protonli tezlatgich va proton nurlarini bemorga etkazish tizimi ishlab chiqilgan.
Protonlar ta'sirining tamoyili nimadan iborat. Protonlarning gamma-nurlanish ta'siridan farqi shundaki, protonlar sekinlashganda dastlab ozgina energiya yo'qotadi va yo'l oxirida bu energiya yo'qotilishi keskin ortadi, ya'ni protonlarda energiya oz qolganda, ular bu energiyani juda tez yo'qotadilar (qarang, rasm 13). Shuning uchun ham, o’sha joydagi doza protonning biologik to'qimalar orqali avvalroq bosib o’tgan yo'liga qaraganda ancha kattaroq bo'ladi. Taxminan 3–10 marta ko'proq (rasmning chap yuqori burchagidagi grafik). Shunday qilib, biz radioaktiv nurlanishning dozasini katta chuqurlikda joylashgan to'qimalarga etkazib bera olamiz, ayni paytda eng ko'p qo'llaniladigan gamma-nurlanish esa, aksincha, biologik to'qimalar orqali o'tish boshida maksimal dozaga ega bo'ladi. Shuning uchun agar bizning o'simtamiz katta chuqurlikda joylashgan bo'lsa, gamma-nurlanish chogida asosan sog'lom to'qimalar nurlanadi. Ko’rinib turibdiki, protonlar katta ustunlikka ega. Biroq, bu ustunlikni hali texnik jihatdan amalga oshirilishi kerak. So'nggi o'n yilliklarda protonli terapiyani rivojlantirish uchun protonli markazlar faoliyt yurita boshladi va natijada protonli terapiya usuli klinik amaliyotga sezilarli darajada kirdi.
13-rasmning chap va o'ng burchaklarida o'simtani nurlantirish uchun protonlar nuri qanday hosil bo'lishi ko'rsatilgan. Tezlatgichdan ingichka nur chiqadi, undan so'ng protonlarning keng nurini hosil qiladigan sochuvchi plyonkalar o'rnatilgan. Ushbu keng proton nurlari kollimator tomonidan kesiladi, nur hali ham kengligini saqlaydi, lekin endi uning ko'ndalang kesimi o'simta shakliga mos keladigan bo'lib qoladi, keyingi o'rinda maxsus kompensator mavjud. U protonlarni energiya bo'yicha yo'yib chiqadi va protonlarning keng energiyali spektri hosil bo'ladi. Protonlarning yutilish chuqurligi o'zgaradi va doza operator ko'rsatmasiga mos taqsimlanadi. O'simta maksimal darajada nurlantiriladi, chunki maksimal dozali maydon shakli aynan o'simta shakliga yetarlicha mos keladi.
Rasm 13. Protonli terapiya
Albatta, nurlanish sohasida normal to'qimalar ham mavjud va ular ham nurlanishi mumkin, ammo protonli nurlanishning yo'nalishini ko'p tomonlama qila olsak, u holda normal to'qimalarning ortiqcha nurlanishi bilan bog'liq kamchiliklarni to'liq qoplashimiz mumkin. 13-rasm yuqorisidagi tasvirlar gamma-terapiya va protonli terapiya uchun doza maydonlaridagi farqlarni ko'rsatadi.
Rasm 14. Protonli terapiyani o'tqazish xonasi
14-rasmda bemorga proton terapiyasi yordamida davolanish imkonini beruvchi zamonaviy kabinet ko'rsatilgan. Bu yerda ko'rsatilgan tizim bemorga proton nurlarini turli yo'nalishlardan uzatish imkonini beradi. Bunday tizimni yaratish juda qiyin edi va tadqiqotchilar uzoq vaqt davomida ushbu muammo ustida ishladilar va uni amalga oshirishga muvaffaq bo'lishdi. Ko'rinib turibdiki, bu yerda protonlar manbai bemor atrofida aylanadi, bemor turli tomonlardan nurlantiriladi. Bu juda katta qurilma. Protonli markazning bitta proton tezlatgichi uchun bir nechta shunday kabinetlari mavjud bo'lishi mumkin, taxminan 3–4. Shuning uchun, sog’ayishni istagan bemorlar oqimi tobora oshib bormoqda.
Adabiyot:
- Xurramova M. R., Yakubov N. K., Arzibekov U. R. Yadroviy tibbiyot tarixiga doir metodik materiallar. Междуародный научный журнал «Молодой ученый», N 10(405), март 2022 г. с.218.
- Xurramova M. R., Yakubov N. K., Arzibekov U. R. Radioizotopli tashxislashga doir uslubiy ma'lumotlar. Междуародный научный журнал «Молодой ученый», N 18(413), май 2022 г. с.592.
- И. Н. Бекман. Ядерная медицина. Физические и химические основы. Москва, Издательство «Юрайт», 2017, 400 с.
- Черняев А. П. Ядерно-физические методы в медицине. Москва. КДУ, 2016, 192 с.
- https://www.youtube.com/channel/UCSVY5ZY6Zk-Wbr08sTmjqMw
