بخشی از مقاله
چکیده
بیماري سرطان یکی از دلایل مهم مرگ ومیر در دنیا میباشد سرطان به عنوان یکی از بیماري هاي مزمن و شایع در بسیاري از کشورهاي جهان شناخته شده است. عوامل بسیاري در شیوع این بیماري نقش دارد که رژیم غذایی نامناسب، سبک زندگی نادرست، نداشتن تحرك و افزایش آلاینده ها بخشی از آن است.تاکنون روشهاي گوناگونی براي درمان انواع مختلف این بیماري پیشنهاد و بکار رفته اند. جراحی و استفاده از رادیوتراپی مهمترین این روشها میباشند.
امروزه یکی از کاربردهاي رایج شتابدهنده ها، استفاده از آنها جهت پرتودرمانی بیماران سرطانی است. بااستفاده از شتابدهند ه ها میتوان بافتهاي سرطانی ایجاد شده در نقاط مختلفی از بدن را براحتی مورد هدف قرار داد. براي این منظور در درمان سرطان از باریکه هاي الکترون، ایکس، پروتون و یونهاي سبک استفاده میشود. شتابدهندهها اصولاً به دو دسته خطی و دایرهاي تقسیم میشوند شتابدهنده هاي خطی الکترون وغیرخطی میکروترونها و بتاترونها دستگاههایی هستند که میتوانند باریکه فهاي الکترونی در گسترهMEV فووقظرا تولید کنند.
از این شتابدهندهها که امروزه بسیار رایج هستند، همفدر مد الکترون و هم در مد ایکس استفاده میتوان کرد. بر اساس تخمینها بیش از 5000 شتابدهنده خطیفالکترون پزشکی در دنیا وجود داردکه ایجاد مرکز درمان سرطان با استفاده از پرتو یونی را اجتناب ناپذیر می سازد. با بررسیهاي انجام گرفته، این پیشنهاد که میتواند به عنوان یک طرح ملی قلمداد شود، علاوه بر استراتژیک بودن توجیه اقتصادي نیز دارد.
۱. مقدمه
رادیوتراپی، استفاده از پرتوهاي یونساز جهت کنترل و درمان بافتهاي سرطانی و جلوگیري از رشدآنهاست. مبناي این روش بر اثرات متقابل پرتوهاي یونساز با مواد و همچنین اثرات بیولوژیک این پرتوهااستوار استژزبلهمانطور که اشاره شد، در حال حاضر براي نیمی از بیماران سرطانی از روشهاي مختلف فرادیوتراپی بعنوان قسمتی از برنامه درمانی و یا تمام آن استفاده می شود. رادیوتراپی به دو نوع براکیتراپی ورادیوتراپی خارجی تقسیم میشود.
در براکیتراپی، چشمهفهاي بسته رادیواکتیو در نزدیکی بافت هدف قرارداده میشوند. در روش رادیوتراپی خارجی، مولد پرتو از خارج بدن، بافت هدف را پرتودهی میکندلرادیوتراپی خارجی کاربرد بیشتري داشته و براي درمان تعداد بیشتري از سرطانها مورد استفاده قرار میفگیرد.پرتو مورد استفاده در این روش متفاوت بوده و شامل پرتوگاما، پرتو x باریکه الکترون، باریکه پروتونفو باریکه یون میشود.
پرتوهاي گاما از چشمههاي رادیواکتیومعمولاً - کبالت - بدست میآیند و در مراکزپرتودهی با چشمه کبالت و مراکز داراي چاقوي گاما بکار میروند. اما مولد سایر پرتوها شتابدهندهها میباشند که داراي انواع گوناگونی هستندژکب. جدول 1، آماريفحدودي از این بیماري و روشهاي بکار رفته در درمان آن را نشان میدهد. مطالعات نشان میدهند که انواعفمختلف رادیوتراپی در بیش از 50 درصد از درمانهاي موفق نقش موثر داشته اند.
۲. نقش شتابدهندها در درمان تومورها
ذراتی که اغلب به منظور شتاب دادن بکار میرود، عبارتند از: الکترونها ، هستهاي سبک مانند پروتون ، دوترون ، ذرات آلفا وغیره . اخیرا ذرات سنگینتر مثل هستههایی از قبیل کربن ، اکسیژن ، بریلیم و نئون نیز شتاب داده شدهاند.ذراتی که تشکیل یک باریکه را دادهاند بسوي هدف که به اندازه کافی نازك انتخاب میشود که ذرات بتوانند با کمترین کاهش انرژي از آن عبور کنند، سوق داده میشود.در اندرکنش ذرات مورد شتابش با هستههاي اتمی عدهاي از ذرات از مسیر اولیهشان منحرف میشوند و یا ممکن است در اثر برهمکنشهاي ذرات فرودي با هسته ذرات دیگري بیرون شوند.[3]محققین عموما اندرکنشهاي ناشی از چند ذره را که به قدر کافی به هستههاي واقع در هدف نزدیک میشوند، مورد بررسی قرار میدهند.
اثرات حاصله از شتابش ذرات به نوع و انرژي ذرات برخوردي بستگی دارد . براي نمونه الکترونها با بار منفی توسط هسته جذب شده و توسط الکترونهاي اتمی هدف پس زده میشوند . آنها انرژي خود را در برخورد با الکترونهاي اتمی و هستهها از دست میدهند. و این انرژي به صورت تابش الکترومغناطیسی در فضا ظاهر میشود. معمولا برخورد با الکترونهاي اتمی منجر به اشعه ایکس کم انرژي - حدود چند - KeV میشود. اما در حالی که الکترونهاي فرودي به قدر کافی پر انرژي باشند، در اندرکنش با هستهها گسیل تابشهاي الکترومغناطیسی - چند - MeV موسوم به اشعه گاما را میسر میسازند. بر اساس تخمینها بیش از 5000 شتابدهنده خطی الکترون پزشکی در دنیا وجود دارد. شکل 1 یک نمونه از شتابدهنده خطی الکترون مورد استفاده رانشان میدهد.
۳. عملکرد
رادیوت راپی را به 3 قسمت رادیوتراپی خارجی، رادیوتراپی داخلی - براکی تراپی - و رادیوتراپی سیستمیک تقسیم میکنند. سلولهاي سرطانی در مقایسه با سلولهاي سالم به رادیو تراپی حساسیت بیشتري نشان می دهند و در نتیجه تعداد بیشتري از آنها از بین خواهند رفت البته رادیو تراپی بر سلولهاي سالم ناحیه درمان نیز تاثیر میگذارد اما آنها بر خلاف سلولهاي سرطانی معمولاً بهبود یافته یا به سرعت خود را ترمیم میکنند.
رادیوتراپی همچنان براي پیشگیري گسترش ضایعات اعضا و براي کاهش علائم بیماري - همانند درد - نیز به کار برده میشود. اصولاً در این دستگاهها براي شناسایی و مکان یابی تومور و بافت مورد نظر براي دریافت پرتو از انواع مختلف پرتونگاري استفاده میگردد که شاید بتوان مرسوم ترین آنها را پرتونگاري مقطعی تخمینی - CT - ، تصاویر رزونانس مغناطیسی - MRI - و اخیراً پرتونگاري مقطعی نشر پوزیترون - PET - معرفی نمودژلب . حال پس از شناسایی موقعیت بافت مورد نظر بایستی مرحله شبیه سازي را شروع نمود که بر اساس آن آناتومی بیمار برنامه ریزي میشودلبه طور کلی، خطا در دز رسیده به تومور و بافتهاي اطراف آن نباید بیشتر از 5 درصد باشد.
خطاهاي فبیشتر، باعث ناکارآمد بودن فرآیند درمان و یا رسیدن آسیب جدي به بافتهاي سالم میگردد. شکل 2، دزرسیده به عمقهاي مختلف را براي انرژیهاي متفاوت الکترون و فوتون نشان میدهد. الکترون تراپی براي فتومورهاي عمقی قابل استفاده نیست و تنها میتواند در درمان سرطانهاي سطحی نظیر؛ پوست، لب و سینهفمورد استفاده قرارگیرد. براي فوتونها نیز شدت بطور نمایی با عمق کاهش می یابد، در نتیجه تمرکز بالايفپایینی هستند و اثرفت - LETفدز در تومور امکانپذیر نیست. از طرف دیگر فوتونها داراي انتقال انرژي خطی فمرکز تومورها به دلیلفتOERفف آنها کم است.
علاوه بر آن، با توجه به اثر فت - RBE فبیولوژیکی نسبی ف فهیپوکسی در برابر فوتونها برجاي گذاشته میشود. برد ذره نیز متناسب با انرژي آن بوده و مقاومترند.ف دز برجاي گذاشته شده توسط آن پس از پیک براگ به سرعت کاهش مییابد . در نتیجه کمترین دز به بافتهاي سالم اطراف تومور خواهد رسیدپس کاهش دز رسیده به بافتهاي سالم، کمینه کردن دز رسیده به ارگانهاي حیاتی، کاهش دز کل دریافتی بیمار و نیز قابلیت اعمال دز بیشتر به تومور نسبت به روشهاي مرسوم - الکترون و فوتون - مهمترین ویژگی رادیوتراپی با یونهاي سبک است.
ویژگیهاي اشاره شده ، این امکان را به ما میدهد که بتوانیم تمام ناحیه تومور را با بیشترین بازدهی در دز رسانی، اسکن کنیم. شکل 4 دز عمقی یک یون سبک را با انرژي هاي مختلف نشان میدهد. همانطور که در این شکل مشاهده میشود، با تغییر انرژي باریکه فرودي براحتی میتوان بازه عمقی که تومور در آن قرار دارد را اسکن کرد . شکلهاي 5 و 6 این ویژگی را براي توموري که در کنار آن یک ارگان حساس قرار گرفته است.
شکل :2 دز رسیده به عمقهاي مختلف براي انرژیهاي متفاوت الکترون و فوتون
دقت در رادیوتراپی بسیار مهم است زیرا نتایج بالینی و تجربی نشان میدهند که کنترل تومور و پاسخ نرمال بافت میتواند یک عامل مهم درمقدار - دز - پرتو افشانی باشد و بنابراین، تغییرات کوچک در دز درمانی میتواند منجر به نتایج بزرگی در پاسخ تومور و یا بافت نرمال شود. به علاوه، دزهاي تجویز شده درمانی تومورمعمولاًالزاماً به دزي که براي بافت نرمال قابل تحمل است نزدیک است. بنابراین براي درمان بهینه،± دز پرتوافشانی باید با دقت بسیار بالا انجام شود.
یک میزان 5٪ توسط کمیسیون بینالمللی سنجش و واحدهاي پرتو افشانی - ICRU - پیشنهاد شدهاست.[5]به دلیل مشکلات اشاره شده، براي درمان تومورهاي قرار گرفته در نقاط حساس بدن که لازم است تابافتهاي اطراف آنها دز بسیار کمی را دریافت کنند، استفاده از روشهاي دیگر نظیر پروتونتراپی وهادرونتراپی پیشنهاد میشود. در شکل 3 دز عمقی ناشی از باریکه فوتون و الکترون با باریکه یونهاي سبک مقایسه شده اند. همانطور که مشاهده میشود در یونها بواسطه پیک براگ، بیشترین انرژي در انتهاي مسیرپرتو میدهد. توسط باریکه فوتون دز زیادي به سایر اعضاء بدن و بخصوص به ارگان حیاتی، میرسد. اما توسط رادیوتراپی با پروتون و سایر یونهاي سبک میتوان این مقدار را به کمترین حالت ممکن رساند.
