Tez neytron terapiyasi

Tezlashtirilgan neytron terapiyasida odatda 50 dan 70 gacha boʻlgan yuqori energiyali neytronlardan foydalaniladi MeV saraton kasalligini davolash uchun. Koʻpgina tez neytron terapiyasi nurlari reaktorlar, siklotronlar (d+Be) va chiziqli tezlatgichlar tomonidan ishlab chiqariladi. Neytron terapiyasi hozirda Germaniya, Rossiya, Janubiy Afrika va AQShda mavjud. Qoʻshma Shtatlarda bitta davolash markazi faoliyat koʻrsatmoqda, Sietl, Vashington shahrida. Sietl markazida berilliy nishoniga tegib turgan proton nurini ishlab chiqaradigan siklotron ishlatiladi.

Afzalliklari

Radiatsion terapiyasi radiatsiya manbasining samarali energiyasiga qarab saraton hujayralarini ikki yoʻl bilan oʻldiradi. Zarrachalar toʻqimalarning bir qismini kesib oʻtganda toʻplangan energiya miqdori chiziqli energiya uzatish (LET) deb ataladi. X-nurlari past LET nurlanishini, proton va neytronlar esa yuqori LET nurlanishini hosil qiladi. Kam LET nurlanishi asosan reaktiv kislorod turlarini hosil qilish orqali hujayralarga zarar etkazadi, erkin radikallarga qarang. Neytron zaryadsizdir va yadro tuzilmalariga bevosita taʼsir qilish orqali hujayralarga zarar etkazadi. Xatarli oʻsmalar odatda past kislorod darajasiga ega va shuning uchun past LET nurlanishiga chidamli boʻlishi mumkin. Bu muayyan vaziyatlarda neytronlarga afzallik beradi. Afzalliklardan biri odatda qisqaroq davolanish davridir. Bir xil miqdordagi saraton hujayralarini oʻldirish uchun neytronlar protonlar kabi samarali dozaning uchdan bir qismini talab qiladi. Yana bir afzallik shundaki, neytronlarning baʼzi saraton turlarini, masalan, tuprik bezlari, adenoid mukovistsidozi karsinomalari va miya oʻsmalarining ayrim turlarini, ayniqsa yuqori darajadagi gliomalarni yaxshiroq davolash qobiliyatidir

LET

Past LET elektronlari va yuqori LET elektronlarini solishtirish

Qachon terapevtik energiya rentgen nurlari (1 dan 25 MeV) inson toʻqimalaridagi hujayralar bilan oʻzaro taʼsir qiladi, ular buni asosan Kompton oʻzaro taʼsirlari orqali amalga oshiradilar va nisbatan yuqori energiyali ikkilamchi elektronlarni ishlab chiqaradilar.

BNCT printsipi oʻsimta hujayralarida yadro reaksiyasini qoʻllash orqali saraton hujayralarini yoʻq qilishdir. Neytron manbai va B bir vaqtning oʻzida kerak boʻlgani sababli, BNCT ikkilik shishlarni davolashning yangi usuli hisoblanadi. BNKTning asosiy jarayoni ikki qismga boʻlinadi: birinchidan, oʻsimta hujayralarida etarli darajada barqaror B nuklid B toʻplanadi, yaʼni bemorlarga B oʻz ichiga olgan birikma kiritiladi. Bu birikma oʻsimta hujayralari bilan kuchli yaqinlikka ega. Ushbu yuqori energiyali elektronlar oʻz energiyasini taxminan 1  keV / mkm dan beradi. Taqqoslash uchun, neytronlarning oʻzaro taʼsiri joyida hosil boʻlgan zaryadlangan zarralar oʻz energiyasini 30-80keV/mkm tezlikda etkazib berishi mumkin.Zarrachalar toʻqimalarning bir qismini kesib oʻtganda toʻplangan energiya miqdori chiziqli energiya uzatish (LET) deb ataladi. Rentgen nurlari past LET nurlanishini, neytronlar esa yuqori LET nurlanishini hosil qiladi.

X-nurlaridan hosil boʻlgan elektronlar yuqori energiyaga va past LETga ega boʻlgani sababli, ular hujayra bilan oʻzaro taʼsirlashganda, odatda, bir nechta ionlanishlar sodir boʻladi.Bor tarkibida neytronni ushlab turish uchun mos boʻlgan birikmalar toʻrtta muhim xususiyatga ega boʻlishi kerak: inson tanasi uchun past toksiklik, oddiy hujayralarga yaqinlik, saraton hujayralariga yuqori yaqinlik (tercihen normal hujayralarning 3 barobaridan koʻprogʻi va 20 mikrogramdan ortiq bor) gramm saraton hujayralari) va inson tanasi tomonidan oddiy hujayralar va qondan tezda chiqarilishi mumkin. Ehtimol, past LET nurlanishi DNK spiralining faqat bitta zanjir uzilishiga olib keladi. DNK molekulalarining bir zanjirli uzilishlari osongina tuzatilishi mumkin va shuning uchun maqsadli hujayraga taʼsiri oʻlimga olib kelishi shart emas. Aksincha, neytron nurlanishi natijasida hosil boʻlgan yuqori LET zaryadlangan zarralar hujayradan oʻtayotganda koʻplab ionlanishlarga olib keladi va shuning uchun DNK molekulasining ikki zanjirli uzilishi mumkin. Ikki zanjirli uzilishlarning DNK taʼmirlanishi hujayraning tiklanishi ancha qiyin va hujayra oʻlimiga olib keladi.

DNKni taʼmirlash mexanizmlari ancha samarali va hujayra hayoti davomida minglab bir zanjirli DNK uzilishlari tiklanadi. Hozirgi vaqtda klinik tadkikotlarda bor o'z ichiga olgan faqat ikkita birikma bor: natriy borokapstat (BSH) va borofenilalanin (BPA). Biroq, ionlashtiruvchi nurlanishning etarli dozasi DNKning shunchalik ko'p parchalanishiga olib keladiki, u hujayra mexanizmlarini engish qobiliyatini yo'qotadi.

Vashington universiteti

Radiatsion onkologiya boʻlimi siklotron protoninni boshqaradi, u 50,5MeV protonlarni berilliy nishoniga yoʻnaltirish orqali tez neytronlarni ishlab chiqaradi. UW Cyclotron shaklli maydonlarni ishlab chiqarish uchun portalga oʻrnatilgan MLC etkazib berish tizimi bilan jihozlangan. UW neytron tizimi Klinik neytron terapiyasi tizimi (CNTS) deb ataladi. CNTS koʻpgina neytron terapiya tizimlariga xosdir. Keng aholiga radiatsiya taʼsirini kamaytirish va zarur jihozlarni joylashtirish uchun katta, yaxshi himoyalangan bino talab qilinadi.

Univ. of Washington CNTS

• 
  UW Cyclotron
• 
  Multi-Leaf Collimator (MLC) used to shape the neutron beam
• 
  Schematic of a treatment field delivery. The patient couch has been rotated, along with the gantry so the neutron beam will enter obliquely, to give maximum sparing of normal tissue.
• 
  Example of a treatment neutron field collimated using a neutron MLC

Nur chizigʻi proton nurini siklotrondan gantry tizimiga oʻtkazadi. Gantry tizimi proton nurini berilliy nishoniga yoʻnaltirish va yoʻnaltirish uchun magnitlarni oʻz ichiga oladi. Gantry tizimining oxiri bosh deb ataladi va dozani oʻlchash uchun dozimetriya tizimlarini, MLC va boshqa nurni shakllantirish asboblarini oʻz ichiga oladi. Neytron terapiyasi - bu bor neytron tutish terapiyasi (BNCT). Bor neytronni ushlab turish terapiyasi saraton hujayralarini oʻsimta hujayralarida yadro reaksiyasi bilan yoʻq qiladi. Uning printsipi quyidagicha: avval bemorga bor oʻz ichiga olgan maxsus birikma yuboriladi. Bu birikma saraton hujayralari bilan kuchli yaqinlikka ega. Inson tanasiga kirgandan soʻng, u tezda saraton hujayralarida toʻplanadi, kamdan -kam hollarda boshqa toʻqimalarda tarqaladi. Bor oʻz ichiga olgan bu birikma toksik emas va inson tanasi uchun zararsizdir va saratonga davolovchi taʼsir koʻrsatmaydi. Bu vaqtda nurlanish uchun neytron nur ishlatiladi. Bunday nur inson tanasiga ozgina zarar etkazadi, lekin neytron bor bilan saraton hujayrasiga kirganda kuchli yadroviy reaksiyaga ega boʻlib, oʻlik nurni chiqaradi. Bu nurning diapazoni juda qisqa, faqat bitta saraton hujayrasi. Shunday qilib, atrofdagi toʻqimalarga zarar bermasdan, faqat saraton hujayralarini oʻldiring. Oddiy toʻqimalarga zarar bermasdan, faqat murakkab saraton hujayralarini oʻldirishning bu tanlangan usuli bor neytronni ushlab turish terapiyasi deb ataladi. Nurni tashish va gantriga ega boʻlishning afzalligi shundaki, siklotron harakatsiz qolishi mumkin va nurlanish manbai bemor atrofida aylanishi mumkin. Bemor joylashgan davolash divanining yoʻnalishini oʻzgartirish bilan bir qatorda, gantri holatining oʻzgarishi nurlanishni deyarli har qanday burchakdan yoʻnaltirishga imkon beradi, bu normal toʻqimalarni saqlaydi va oʻsimtaga maksimal nurlanish dozasini beradi.

Karmanos saraton markazi / Ueyn shtat universiteti

Detroytdagi Karmanos saraton markazi/Ueyn shtat universiteti (KCC/WSU) qoshidagi Gershenson radiatsion onkologiya markazidagi neytron terapiyasi markazi Vashington universitetidagi CNTS bilan bir qator oʻxshashliklarga ega, lekin ayni paytda juda koʻp oʻziga xos xususiyatlarga ega. Ushbu blok 2011-yilda tugatilgan.

MLC on KCC/WSU cyclotron

• 
  Schematic of MLC
• 
  Photo of the MLC
• 
  Schematic of the KCC/WSU gantry mounted superconducting cyclotron

CNTS protonlarni tezlashtirganda, KCC qurilmasi 48,5 tezlashtirish orqali oʻzining neytron nurlarini ishlab chiqaradi. MeV deytronlari berilliy nishoniga. Ushbu usul chuqurlik dozasi xususiyatlariga taxminan 4 ga oʻxshash neytron nurlarini ishlab chiqaradi MV foton nurlari. Deytronlar gantry oʻrnatilgan superoʻtkazuvchi siklotron (GMSCC) yordamida tezlashtiriladi, bu qoʻshimcha nurli boshqaruv magnitlariga ehtiyojni yoʻq qiladi va neytron manbasini bemor divanida toʻliq 360 ° aylantirish imkonini beradi.

KCC muassasasi, shuningdek, MLC nurlarini shakllantirish qurilmasi bilan jihozlangan, CNTSdan tashqari AQShdagi yagona neytron terapiya markazi. KCC muassasasidagi MLC davolashni rejalashtirish dasturi bilan toʻldirildi, bu intensivlikni modulyatsiyalangan neytron radioterapiyasini (IMNRT) amalga oshirishga imkon beradi, bu neytron nurlari terapiyasining soʻnggi yutuqlari boʻlib, oʻsimtaning maqsadli joyiga 3-D neytronga qaraganda koʻproq nurlanish dozasini beradi.

KCC/WSU prostata saratoni uchun neytron terapiyasini qoʻllash boʻyicha dunyodagi har kimdan koʻra koʻproq tajribaga ega boʻlib, soʻnggi 10 yil ichida 1000 ga yaqin bemorni davolagan.

Fermilab / Shimoliy Illinoys universiteti

Fermilab neytron terapiya markazi birinchi marta 1976-yilda bemorlarni davolagan va shu vaqtdan beri 3000 dan ortiq bemorlarni davolagan. 2004-yilda Shimoliy Illinoys universiteti markazni boshqara boshladi. Fermilabdagi chiziqli tezlatgich tomonidan ishlab chiqarilgan neytronlar AQShda mavjud boʻlgan eng yuqori energiyaga ega va dunyodagi eng yuqori energiyaga ega

Yana qarang

• Bor neytronlarini ushlash terapiyasi.

Havolalar

• FermiLab neytron terapiyasiga umumiy nuqtasi
  • Ushbu maqola Mirzo Ulug'bek nomidagi O'zbekiston Milliy universitieti Fizika fakulteti talabasi Abbos Jonishev tomonidan Wikita'lim loyihasi doirasida ingliz tilidan tarjima qilindi.