Локальные поглощённые дозы облучения медицинского персонала при брахитерапии рака предстательной железы микроисточниками I-125 российского производства

DOI: 10.21870/0131-3878-2017-26-1-44-59

Степаненко В.Ф., Бирюков В.А., Карякин О.Б., Каприн А.Д., Галкин В.Н., Иванов С.А., Мардынский Ю.С., Колыженков Т.В., Петухов А.Д., Богачева В.В., Ахмедова У.А., Яськова Е.К., Лепилина О.Г., Санин Д.Б., Скворцов В.Г., Иванников А.И., Хайлов А.М., Анохин Ю.Н.

«Радиация и риск». 2017. Том 26. № 1, с.44-59

Сведения об авторах

Степаненко В.Ф. – зав. лаб., д.б.н., проф. Контакты: 249036, Калужская обл., Обнинск, ул. Королёва, 4. Тел.: (484) 399-70-02; e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. . МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Бирюков В.А. – с.н.с., к.м.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Карякин О.Б. – зав. отд., д.м.н., проф. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Каприн А.Д. – ген. директор, акад. РАН, д.м.н., проф. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Галкин В.Н. – директор, д.м.н., проф. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Иванов С.А. – зам. директора по научн. и лечебн. работе, д.м.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Мардынский Ю.С. – зав. отд., член-корр. РАН, д.м.н., проф. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Колыженков Т.В. – с.н.с., к.б.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Петухов А.Д. – м.н.с. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Богачева В.В. – инженер МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Ахмедова У.A. – инженер. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Яськова Е.К. – в.н.с., к.б.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Лепилина О.Г. – мед. физик. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Санин Д.Б. – мед. физик, к.б.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Скворцов В.Г. – зав. лаб., к.б.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Иванников А.И. – в.н.с., к.ф.-м.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Хайлов А.M. – с.н.с., к.б.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
Анохин Ю.Н. – с.н.с., к.м.н. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.

Аннотация

Эффективным и малоинвазивным методом терапии рака предстательной железы является внутритканевая лучевая терапия (брахитерапия), суть которой заключается в имплантации закрытых микроисточников ¹²⁵I в ткань опухоли. В связи с разработкой микроисточников ¹²⁵I российского производства, выпускаемых АО «ГНЦ РФ – «Физико-энергетический институт им. А.И. Лейпунского» (Обнинск), и проведением клинических испытаний этих источников в Ме-дицинском радиологическом научном центре (МРНЦ) им. А.Ф. Цыба (Обнинск), необходимо получение данных о локальных поглощённых дозах облучения медицинского персонала – кожи пальцев рук и глаз онколога-радиолога и медицинского физика, осуществляющих необходимые процедуры на этапах подготовки и проведения операции. От результатов такой дозиметрии зависит возможность широкого применения российских микроисточников ¹²⁵I в радиологических клиниках. Из-за малой энергии фотонного излучения, а также особенностей проведения подготовительных процедур и самой операции, пальцы рук и глаза медицинского персонала могут быть наиболее облучаемыми при брахитерапии рака предстательной железы источниками ¹²⁵I. Радионуклид ¹²⁵I распадается путём электронного захвата с периодом полураспада 60,2 сут, излучает характеристическое фотонное излучение (средняя энергия 28,33 кэВ, слой половинного ослабления в мягких тканях – около 2 см), электроны внутренней конверсии и Ожэ-электроны (эти электроны полностью поглощаются в материале герметичной капсулы источника). При измерениях поглощённых доз от облучения низкоэнергетическими квантами основной проблемой является доказательность результатов измерений, поскольку дозиметры должны быть достаточно чувствительными в диапазоне малых энергий, а энергетическая зависимость их отклика должна быть известна. В качестве автономных накапливающих термолюминесцентных (ТЛ) дозиметров квантового излучения малой энергии (от 10 до 100 кэВ) были использованы миниатюрные (5±1 мм) кристаллы оксида алюминия (α-Al₂O₃:C), с применением отработанной в МРНЦ им. А.Ф. Цыба методики их применения, измерений и калибровки. Измерения этих дозиметров проводили в режиме термической стимуляции люминесценции, испускаемой монокристаллами оксида алюминия. Интенсивность пика термостимулированной люминесценции (соответствующего температуре нагрева 190 °С) пропорциональна дозе облучения кристаллов. Для измерений применили систему считывания термостимулированной люминесценции “Harshaw 3500”. Дозиметры помещали в светонепроницаемые оболочки. В каждой светонепроницаемой оболочке в условиях электронного равновесия, в виде сборки размещали по три дозиметра. В соответствии с условиями НРБ-99/2009 площадь сборки дозиметров равна 2,7 см², толщина слоя оболочки в сборках составляет 40 мг/см² (для кожи рук) и 300 мг/см² для глаз. Дозиметры были размещены на всех пальцах обеих рук медицинского персонала, а также вблизи глаз онколога-радиолога. Сборки ТЛ-дозиметров закрепляли так, чтобы не создавать помехи работе персонала. При средней энергии квантов ¹²⁵I 28,33 кэВ используемые дозиметры дают завышенные показания (относительная величина фактора завышения равна 2,84±0,04 по отношению к показаниям дозиметров при облучении гамма-квантами высокой энергии). Поэтому измеренные величины доз были уменьшены на величину этого фактора. Установлено, что в стандартных условиях проведения брахитерапии рака предстательной железы локальные поглощённые дозы у онколога-радиолога составляют 0,18±0,019 мГр (указательный палец левой руки – наибольший уровень облучения) и 0,053±0,0057 мГр (мизинец правой руки – наименьший уровень облучения). Поглощённые дозы, соответствующие правому и левому глазу, равны 0,11±0,012 мГр и 0,035±0,0039 мГр соответственно. Локальные дозы облучения медицинского физика, принимавшего участие в предоперационной подготовке источников («нарезке» микроисточников), равны 0,16±0,034 мГр (указательный палец левой руки – наибольший уровень облучения) и 0,013±0,0012 мГр (безымянный палец правой руки – наименьший уровень облучения). Фоновая доза была учтена при анализе результатов измерений локальных доз облучения персонала микроисточниками ¹²⁵I. Указанные различия между правыми и левыми сторонами обусловлены особенностями положения источников по отношению к медицинскому персоналу: при работе радиоактивные источники поддерживаются пальцами левой руки, в то время как пальцами правой руки осуществляется направляющие движения инструментом. При этом источники находятся с правой стороны по отношению к голове онколога-радиолога. Из полученных данных следует, что даже максимальные величины измеренных локальных поглощённых доз не представляют радиационной опасности при использовании для радиотерапии российских микроисточников ¹²⁵I, т.к. согласно НРБ-99/2009 пределы дозы для населения составляют 50 мЗв в год в кистях, стопах и коже и 15 мЗв в год для глаз. Для персонала (группы Б и А) эти пределы еще выше: в 2,5 и 10 раз соответственно. Измерения локальных доз облучения персонала при брахитерапии импортными микроисточникам¹²⁵I (производство Eckert@Ziegler BEBIG GmbH, Berlin, Germany) показали, что локальные дозы облучения онколога-радиолога при применении микроисточников ¹²⁵I российского производства не отличаются в пределах погрешностей измерений от локальных доз облучения при использовании в тех же условиях импортных микроисточников. Величины нормализованных поглощённых доз (на единицу суммарной активности источников и единицу времени работы онколога-радиолога с микроисточниками ¹²⁵I российского производства) получены для различных локализаций – для кожи пальцев рук и для глаз. Эти данные могут быть использованы в дальнейшем для оценок ожидаемых доз облучения медицинского персонала при использовании источников различной активности и при работе с ними в течение различных периодов времени.

Ключевые слова
Брахитерапия, внутритканевая лучевая терапия, ¹²⁵I, рак предстательной железы, микроисточники ¹²⁵I, локальные поглощённые дозы, радиационная безопасность персонала, дозиметрия квантового излучения малой энергии, термолюминесцентная дозиметрия, ТЛ-дозиметры.

Список цитируемой литературы

1. Каприн А.Д., Галкин В.Н., Иванов С.А. Роль брахитерапии в лечении локализованных форм рака предстательной железы //Biomedical Photonics. 2015. Т. 4, № 4. С. 21-26.

2. Иванов С.А. Брахитерапия как метод радикального лечения при раке предстательной железы: дис. … док. мед. наук. М., 2011. 265 с.

3. Иванов С.А., Каприн А.Д., Миленин К.Н., Альбицкий И.А., Иваненко К.В. Результаты применения низкодозной брахитерапии в качестве радикального лечения при раке предстательной железы //Диагностическая и интервенционная радиология. 2015. Т. 5, № 1. С. 73-76.

4. Каприн А.Д., Паньшин Г.А., Альбицкий И.А., Миленин К.Н., Цыбульский А.Д. Брахитерапия локализованного рака предстательной железы (медицинская технология). [Электронный ресурс].
URL: http://www.rncrr.ru/nauka/new-technology/brakhiterapiya-lokalizovannogo-raka-predstatelnoy-zhelezy (дата обращения 25.08.2016).

5. Иванов С.И., Акопова Н.А., Ермолина Е.П., Летов В.Н., Перцов В.А., Наркевич Б.Я., Зиновьева Н.П., Мацука Д.Г., Глухов С.Б., Попов С.В., Кузнецов М.А., Хромов А.П., Махрова Т.М., Жажа В.А., Левчук А.В. Гигиенические требования по обеспечению радиационной безопасности при внутритканевой лучевой терапии (брахитерапии) методом имплантации закрытых радионуклидных источников: методические указания. МУ 2.6.1.2712-10. М.: Государственное санитарно-эпидемиологическое нормирование Российской Федерации, 2010. 12 с.

6. ICRP, 1998. Radiation Aspects of Brachytherapy for Prostate Cancer. ICRP Publication 98 //Ann. ICRP. 2005. V. 35, N 3.

7. Dillman L., Lage F. Radionuclide decay schemes and nuclear parameters for use in radiation-dose estimation. NM/MIRD Pamphlet No 10. Medical Internal Radiation Dose Committee, Society of Nuclear Medicine. N.Y., 1975. 119 p.

8. Степаненко В.Ф., Колыженков Т.В., Дубов Д.В., Цыб А.Ф. Дозы облучения персонала при брахитерапии злокачественных новообразований микроисточниками ³²P //Атомная энергия. 2008. Т. 105, № 4. С. 233-235.

9. Степаненко В.Ф., Колыженков Т.В., Панарина Н.Т., Цыб А.Ф. Дозы облучения персонала при брахитерапии рака предстательной железы микроисточниками ¹²⁵I //Атомная энергия. 2007. Т. 103, № 2. С. 125-128.

10. Akselrod M.S., Kortov V.S., Kravetsky D.J., Gotlib V.I. Highly sensitive thermoluminescent anion-defective alpha-Al₂O₃:C single crystal detectors //Radiat. Prot. Dosim. 1990. V. 33, N 4. P. 119-122.

11. Olko P., Bilski P., El-Faramawy N.A., Goksu H.Y., Kim J.L., Kopec R., Waligorski M.P. On the relationship between dose-, energy- and LET-response of thermoluminescent detectors //Radiat. Prot. Dosim. 2006. V. 119, N 1-4. P. 15-22.

12. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009). СанПин 2.6.1.252309. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. 100 с.

Полная версия статьи