Radioterapia - tipuri de radiatii folosite in radioterapie

RADIOTERAPIA

Radioterapia este tratamentul diferitelor afectiuni, in special cancer, prin utilizarea radiatiilor ionizante. Pentru fiecare caz in parte trebuie stabilit tratamentul optim (tipul de radiatie, modul de iradiere interna/externa); de asemenea trebuie calculate cu precizie doza de radiatie necesara si rata (debitul) dozei, intensitatea si diametrul fasciculului de radiatii, astfel incat tumora sa primeasca doza corecta de radiatii, iar tesutul sanatos sa fie iradiat cu doza minima posibil.

Radioterapia poate fi:

- teleradioterapie iradierea este externa; se utilizeaza surse exterioare de radiatii, care produc fa 222c27c scicule ce pot fi proiectate din multiple directii asupra tumorii, in functie de localizarea acesteia.

- brahiradioterapie iradierea este interna; se introduce o sursa de radiatii in interiorul organismului.

Tipuri de radiatii folosite in radioterapie:

Radiatiile β sunt produse prin:

q    dezintegrarea β (a neutronului sau protonului), care poate fi:

   

emisie b^- a nucleelor care au prea multi neutroni, prin reactia

Exemplu: in hipertiroidism, tiroida produce in exces hormonul tiroxina, care contine iod. Pacientul ingereaza o doza de iod radioactiv (¹³¹I, timp de viata de 8 zile) care este preluat de tiroida. Nucleele ¹³¹I se dezintegreaza b^-, iar radiatiile b^- produse distrug o parte din celulele care secreta tiroxina.

    emisie b⁺ a nucleelor care au prea multi protoni, prin reactia

p n + e⁺ + ν (ν = neutrin)

Exemplu: ²²Na ²²Ne + e⁺ + ν

q    formare de perechi electron-pozitron (numai sub actiunea unei radiatii g avand energia 1,04 MeV);

q    emisie Auger (b^-);

q    efect fotoelectric (b^-).

In radioterapie, pentru iradiere externa cu radiatie b^- se foloseste o sursa de electroni care sunt accelerati intr-un accelerator liniar sau circular (betatron). Se produc astfel fascicule de electroni accelerati, care sunt apoi colimate si focalizate pe zona de interes.

Protonii si particulele a apar prin:

- dezintegrari nucleare

- reactii nucleare

- ionizari ale hidrogenului / heliului

Pentru tratamentele teleradioterapeutice, protonii, particulele a sau alti ioni grei sunt accelerati intr-un accelerator liniar sau circular (ciclotron) la energii in jur de 100 MeV, obtinandu-se fascicule colimate care sunt focalizate pe zona de interes.

Radiatiile X (Roentgen) se pot produce:

- prin franarea unor electroni accelerati (in tuburile Coolidge)

- in urma ionizarii atomilor (prin dezexcitarea radiativa a ionilor produsi care se afla intr-o stare excitata)

Radiatiile g apar prin:

- franarea unor electroni accelerati (in sincrotron)

- procesul de anihilare electron-pozitron

- emisie radiativa a unui nucleu aflat in stare excitata:

Exemplu: nucleul se dezintegreaza b^-. Nucleul de nichel rezultat este intr-o stare excitata cu timp de viata foarte mic. Nucleul se dezexcita trecand intr-o alta stare excitata care de asemenea are timp scurt de viata. La trecerea nucleului de nichel pe nivelul energetic fundamental se emit deci doi fotoni. Timpul de injumatatire al unei surse de cobalt este de 5,26 ani, fiind determinat de probabilitatea ca un nucleu de cobalt sa se dezintegreze b^-. Radiatia g este emisa de nucleele excitate de nichel, nu de nucleele de cobalt. Energia totala a radiatiei emise dupa dezintegrarea unui nucleu de cobalt este de 2,505 MeV.

In cobaltoterapie se folosesc surse de ⁶⁰Co foarte intense, avand o activitate radioactiva de 370 TBq (terabecquereli), adica 3,710¹⁴ dezintegrari/secunda sau 10.000 Curie. Sursele se afla in containere de plumb si emit 200 rontgeni/minut la o distanta de 1 m de sursa, ceea ce asigura cca. 3 Gray in mai putin de doua minute.

Neutronii sunt produsi prin:

- fisiune nucleara in reactoarele nucleare;

- fisiune spontana (de exemplu, nucleul de californiu );

- reactii nucleare, in special cele de tipul (a, n).

De exemplu, se foloseste o sursa de particule a:

si un mediu care contine beriliu. Se produce reactia cu emisie de neutroni:

Be (a, n) B

- ciocniri intre nuclee cu energie mare produse in acceleratoare, de exemplu:

²H + ²H ³H + n

(prin ciocnirea a doua nuclee de deuteriu cu energie mare rezulta tritiu si un neutron).

    Brahiradioterapia (numita si radioterapie de mica distanta sau radioterapie de contact) consta in introducerea de izotopi radioactivi in tumora sau in imediata ei vecinatate (in interiorul organismului). Forma sub care se introduc sursele radioactive este cea de ace (de ²²⁶Ra sau ¹³⁷Cs) care se lasa 3 - 7 zile in tumora, sau sub forma de capsule imtate permanent in tumora. Capsulele, confectionate din aur sau platina, contin radioizotopi cu viata scurta, asa cum sunt ²²²Rn (radon, T = 3,8 zile), ¹⁹⁸Au (aur, T = 2,7 zile) sau ⁹⁰Y (ytriu cu T 64 de ore; de fapt, capsula de ytriu contine ⁹⁰Sr (strontiu) care prin dezintegrare produce ytriu, a carui radiatie b de 2,27 MeV este lasata sa treaca prin peretii capsulei, spre deosebire de radiatiile b de numai 0,54 MeV ale strontiului). Un radioizotop special este ²⁵²Cf (californiu), care emite neutroni rapizi.

    In anumite situatii, in tumora se poate injecta solutie coloidala de ¹⁹⁸Au.

    Pacientii supusi brahiradioterapiei devin surse de iradiere pentru ceilalti bolnavi si pentru personalul medical, astfel incat acestia trebuie sa ia masurile de protectie impotriva radiatiilor ionizante.