В МИФИ создали коллиматор для брахитерапии глазных опухолей

Разработка позволит усовершенствовать процедуру: точнее локализовать излучение, снизить лучевую нагрузку на здоровые ткани и ускорить восстановление пациента.

Брахитерапия вместо хирургии

Долгое время с глазными опухолями боролись только хирургически — ​удаляя глазное яблоко. Избавиться от новообразования, сохранив глаз, а также полностью или частично сохранить зрение позволила брахитерапия (см. справку). Первые попытки вылечить ретинобластому предпринял в 1929 году британский хирург Фостер Мур — ​он имплантировал «зерна» радона‑222 в глаз пациента. Опухоль регрессировала, и зрение сохранилось. К середине прошлого века метод набрал популярность практически по всему миру. Брахитерапию начали применять при ретинобластомах, увеальных меланомах, опухолях сосудистой оболочки глаза, других злокачественных и доброкачественных новообразованиях.

Конечно, сейчас в глаза пациентам радон не имплантируют. Слой радиоактивного вещества наносят на специальную пластину — ​офтальмоаппликатор, который фиксируют на внутренней поверхности глазного яблока. Диаметр аппликатора — ​примерно 2 см, толщина варьируется от 5 мм до 1,5 см. Единственный производитель этих аппликаторов в России — ​ФЭИ им. Лейпунского. Изготовленные там аппликаторы с рутением‑106 поставляются в НИИГБ им. Гельмгольца, МНТК «Микрохирургия глаза» им. академика Федорова, Московский городской офтальмологический центр ГКБ им. Боткина, в клиники Белоруссии и Казахстана.

Методику постоянно совершенствуют, меняя источники излучения, материалы аппликатора, толщину, конфигурацию, создавая новые вспомогательные устройства.

«Чтобы ткани глаза как можно лучше восстановились, необходимо максимально точно локализовать область облучения — ​ведь воздействие оказывается не только на опухоль, но и на здоровые ткани глаза, — ​говорит старший преподаватель Инженерно-физического института биомедицины МИФИ Леонид Дубов. — ​Для этого аппликаторы выпускают в нескольких типоразмерах, но предусмотреть все варианты расположения и масштаба опухоли нереально. Недавно разработан набор с радиоактивным рутением — ​пять-шесть аппликаторов разной формы и размера. Радиохирургам, онкологам требовалась большая вариативность, чтобы дозовое поле внутри глазного яблока можно было делать любого размера. Так у нас с коллегами из МНТК «Микрохирургия глаза» появилась идея сделать к стандартному аппликатору коллиматор, который бы ограничивал область облучения».

Разработка МИФИ

Аппликатор представляет собой две полусферы: достаточно толстая, порядка 0,7 мм, подложка и покрытие 0,1 мм толщиной. Между ними — ​слой из радиоактивного изотопа. На офтальмоаппликатор накладывается коллиматор, его изготавливают индивидуально — ​под размер, форму и расположение опухоли у пациента.

Приспособление гасит излучение, ограничивая дозовое поле. Гамма-кванты и высокоэнергетические электроны, вылетающие из аппликатора, проникают в опухоль и уничтожают пораженные клетки, минимально задевая здоровые. Чем меньше здоровых тканей будет повреждено, тем легче пройдет процесс заживления и тем выше вероятность полностью сохранить зрение.

«Мы с моим магистрантом Атыгаем Аширбековым участвовали в разработке коллиматора в качестве медицинских физиков: проводили расчеты, из какого материала нужно сделать коллиматор для аппликатора Ru‑106/Rh‑106, какой толщины он должен быть, как будут влиять размерные характеристики на величину дозового поля. Считали, сколько времени нужно для набора терапевтической дозы и не возникает ли каких-то дополнительных физических эффектов — ​рентгеновского излучения или вторичных излучений, которые могут попасть на здоровые ткани. По сути, нужно было на моделях доказать, что этот метод ограничения потока бетаи гамма-частиц безопасен и эффективен. По результатам расчетов мы с радиоонкологами оформили патент. Коллиматор в итоге сделали из серебра, оно не только задерживает ионизирующее излучение, но и обладает бактерицидными свойствами. Это дополнительное преимущество для медицинского приспособления», — ​объясняет Леонид Дубов.

Опытный образец передали в МНТК «Микрохирургия глаза» для тестирования. Как только коллиматор докажет эффективность и удобство в использовании, начнется серийное производство.

СПРАВКА

Брахитерапия — вид радиотерапии, когда источник излучения помещается либо рядом с опухолью, либо в нее саму. Чаще всего источник вводится в тело человека и удаляется из него по истечении времени, рассчитанного для доставки заданной дозы. Исключение — брахитерапия кожи или слизистой, когда используются поверхностные аппликации. Самые популярные изотопы для брахитерапии — радий-226, иридий-192, йод-125, цезий-137, кобальт-60 и рутений-106. Источники излучения низкоэнергетические, внешнего фона почти нет — их «носитель» абсолютно безопасен для окружающих.