Введение к работе
Актуальность работы.
Проблема инструментальной верификации расчетных доз облучения пациентов, персонала и населения при медицинском или неконтролируемом (аварийном) облучении актуальна, поскольку расчетные оценки доз осуществляются, в основном, при ряде упрощающих допущений и/или предположений: например, применение математических фантомов "стандартного" человека и моделей расчетов доз в условиях ограниченной первичной экспериментальной информации ("Физика в клинической радиотерапии", ESTRO, Тула, 2010; Доклад МКРЗ 68).
Так, например, при дистанционной лучевой терапии инструментальная ("ин виво") дозиметрия - лучшая методика для того, чтобы проверить, была ли пациенту подведена правильная доза облучения, определенная расчетным путем при планировании лучевой терапии. В этом смысле инструментальная дозиметрия является необходимым средством для обеспечения качества лучевой терапии, поскольку может обнаружить систематические ошибки при расчетном методе планирования радиотерапии. Погрешности при расчетах подводимой терапевтической дозы могут быть обусловлены следующими причинами: вариабельностью контура тела пациента, подвижностью пациента при облучении, смещением положения внутренних органов при укладке, различиями в положении реального поля облучения и по сравнению с моделированием этого поля с помощью симулятора ("Физика в клинической радиотерапии", ESTRO, Тула, 2010).
При брахитерапии весьма актуальным является инструментальная оценка локальных доз облучения персонала (на пальцы и кисти рук) с помощью миниатюрных термолюминесцентных дозиметров, поскольку, как правило, для такого вида терапии используются радиоактивные источники короткопробежного излучения (например, |251,32Р), что делает неэффективным обычный дозиметрический контроль (размещение дозиметров на груди персонала или же оценка дозы расчетным путем, исходя из времени работы и результатов измерений мощности дозы в воздухе вблизи мест работы персонала) (Доклад МКРЗ 98).
Что касается ретроспективных оценок доз облучения населения при аварийном радиоактивном загрязнении местности (например, авария на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС)), то они необходимы для обоснования принятия решений в рамках задач по социально-экономической и медицинской реабилитации населения, проживающего на загрязненных территориях, а также для дозиметрической поддержки эпидемиологических исследований.
В настоящее время все более широкое распространение получают новые инструментальные методы ретроспективной дозиметрии, применяемые с целью
восстановления накопленных доз внешнего облучения в результате неконтролируемых радиационных воздействий на среду обитания человека. В качестве таких методов используются методы люминесцентной дозиметрии (термолюминесцентной - ТЛ и оптико-стимулированной - ОСЛ) по кварцсодержащим объектам окружающей среды. В частности, для этого возможно использование кварцевых включений в кирпичах строений, находящихся на загрязненных радионуклидами территориях в результате аварии на ЧАЭС (Bailiff I.K. et al., 2004). Фактически, кварцевые включения в кирпичах служат естественными накапливающими люминесцентными дозиметрами. Результаты инструментальных измерений величин и распределений накопленных доз внешнего гамма-облучения могут послужить основой для верификации расчетных величин доз, оцененных с помощью математических методов. При этом методы люминесцентной ретроспективной дозиметрии должны обладать высокой чувствительностью по величине накопленной дозы (не менее 20 мГр при времени накопления дозы не менее 20 лет).
Цель работы.
Разработать и применить в клинических и экспедиционных условиях методы люминесцентной дозиметрии для верификации расчетных доз при медицинском и неконтролируемом (аварийном) облучении.
Задачи исследования.
Разработать и применить метод инструментальной люминесцентной дозиметрии пациентов и персонала при дистанционной гамма-терапии лимфомы Ходжкина с целью верификации расчетных доз облучения.
Разработать и применить высокочувствительный метод люминесцентной дозиметрии для оценки локальных доз облучения медицинского персонала пои брахитерапии злокачественных новообразований с использованием микроисточников 1251 и 32Р.
Разработать и применить высокочувствительный метод люминесцентной ретроспективной дозиметрии по кварцевым включениям в объекты окружающей среды для верификации расчетных индивидуальных доз у лиц с установленными диагнозами "рак молочной железы", проживающих на территориях, загрязненных радионуклидами в результате аварии на ЧАЭС в Брянской области.
Научная новизна.
- Разработан и успешно применен в клинических условиях
(терапевтическое облучение при дистанционной гамма-лучевой терапии
злокачественной лимфомы Ходжкина) метод термолюминесцентной
дозиметрии с использованием АЬОу.С дозиметров. Полученные методом ТЛД данные о поглощенных дозах у пациента в торакальной области (на входе и выходе пучка ионизирующего излучения от источника 60Со установки "АГАТ-С"), а также результаты измерений на тканеэквивалентном фантоме торса человека в области расположения сердца хорошо согласуются с имеющимися данными расчетных оценок доз.
Получены данные о величинах локальных (на пальцы, кисти рук) поглощенных доз облучения персонала при проведении брахитерапии рака закрытыми микроисточниками 1251 и 32Р. Получены величины нормализованных поглощенных доз (на единицу суммарной активности источников и единицу времени работы оператора с источниками) для различных локализаций -пальцев и ладони, поверхности торса оператора. Инструментально установлен факт радиационной безопасности персонала.
Разработана и применена в экспедиционных условиях методика люминесцентной ретроспективной дозиметрии по кварцевым включениям в объекты окружающей среды (чувствительность не хуже 20 мГр по величине накопленной дозы). Результаты инструментальных измерений показали адекватность используемых методов расчетной индивидуальной дозиметрии -для когорты лиц с установленным диагнозом "рак молочной железы", на территориях Брянской области загрязненных радионуклидами в результате аварии на ЧАЭС.
Практическая значимость.
-Данные о поглощенных дозах при дистанционной лучевой терапии (лимфома Ходжкина) в области расположения сердца имеют большую ценность для клиницистов-радиологов. Сопоставление расчетных поглощенных доз, с инструментально установленными уровнями облучения этого органа, дает дозиметрическое обоснование для интерпретации вклада лучевого воздействия в риск возможных кардиальных осложнений после комбинированной химио-лучевой терапии.
- Экспериментально установленные величины нормализованных
поглощенных доз при проведении брахитерапии с применением
микроисточников l2SI и 32Р для различных локализаций - пальцев и ладони,
поверхности торса оператора в сочетании с расчетными дозами могут быть
использованы для оценок ожидаемых доз облучения персонала при
использовании источников различной активности и при работе с ними в
течение различных периодов времени. Экспериментально установленный факт
радиационной безопасности медицинского персонала при проведении
брахитерапии с использованием микроисточников |251 и 32Р доказывает
безопасность практического использования этих методов радиотерапии
злокачественных новообразований в клиниках РФ
- Полученные в работе данные о величинах индивидуальных накопленных
поглощенных доз внутреннего и внешнего облучения всего тела для когорты
лиц с установленным диагнозом "рак молочной железы", проживающих на
загрязненных радионуклидами территориях Брянской области, позволили
обеспечить дозиметрическую поддержку радиационно-эпидемиологических
исследований зависимости частоты этого заболевания от уровня загрязнения
радионуклидами этих территорий.
Основные положения, выносимые на защиту.
Данные о поглощенных дозах при измерениях у пациентов в торакальной области, полученные методом люминесцентной дозиметрии, а также результаты измерений на тканеэквивалентном фантоме торса в области расположения сердца человека, хорошо согласуются с имеющимися результатами расчетных доз, использованных для планирования сеансов лучевой терапии.
Методом люминесцентной дозиметрии установлен факт радиационной безопасности медицинского персонала при проведении брахитерапии с использованием микроисточников ' 51 и 2Р.
Разработан и апробирован в полевых условиях метод ретроспективной оценки индивидуальных доз облучения и их погрешностей с целью ретроспективной оценки индивидуальных накопленных доз облучения всего тела женщин, проживающих на территориях, загрязненных радионуклидами в результате аварии на ЧАЭС. Верификация расчетного метода оценок величин индивидуальных накопленных поглощенных доз облучения всего тела для когорты лиц с установленным диагнозом "рак молочной железы", проживающими на загрязненных радионуклидами территориях Брянской области, с помощью метода люминесцентной ретроспективной дозиметрии (ЛРД) по кварцевым включениям в объекты окружающей среды, позволили обеспечить дозиметрическую поддержку радиационно-эпидемиологических исследований зависимости частоты этого заболевания от степени загрязненности данных территорий радионуклидами.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы доложены на Всероссийской (с международным участием) научно-практической конференции "Актуальные вопросы диагностики и лечения лимфомы Ходжкина" 15-17 апреля 2010 г., г. Обнинск, МРНЦ РАМН; на международной конференции "Экология, радиация, здоровье", Семей, Казахстан, 2002 г.; на
Конференции "The 48th annual meeting of the Japan Radiation Research Society", Hiroshima, Japan, 2005.
Апробация работы состоялась 15 сентября 2010 г. (протокол № 253) на научной конференции радиологического экспериментального сектора Учреждения Российской академии медицинских наук «Медицинский радиологический научный центр РАМН».
Публикации.
По результатам диссертационной работы опубликовано 8 научных работ (из них две статьи в рецензируемых журналах из списка журналов, рекомендуемых ВАК МОиН РФ по биологическим наукам).
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 142 страницах машинописного текста, содержит 27 рисунков и 19 таблиц, 7 страниц приложений. Список литературы содержит 44 наименования.
