RADIOTERAPIJA VZŠ

RADIOTERAPIJARADIOTERAPIJA

Hiba Bašić-ČabaravdićHiba Bašić-Čabaravdić

Radioterapija je uz hirurgiju, osnovni lokalni modalitet liječenja onkoloških bolesnika

Oko 60% svih slučajeva malignih tm. se tretiraju RT (kurativno ili palijativno), najčešće u kombinaciji sa drugim terapijskim modalitetima

Radioterapija je način liječenja tumora visokoenergijskim jonizirajućim zračenjem. Provodi se fotonima (x i γ ), visokoenergijskim elektronima, a moguće je primijeniti i teške čestice (hadrone)- protone i druge.

RADIOTERAPIJARADIOTERAPIJAIIstorija otkrića jonizirajućeg storija otkrića jonizirajućeg

zračenjazračenja 1895: X-zraci –1895: X-zraci –W. C. W. C. RöntgenRöntgen 1897: Freund – uklanjanje dlakavog 1897: Freund – uklanjanje dlakavog

nevusa pomoću x-zrakanevusa pomoću x-zraka 1896: prirod. radioaktivnost -Becquerel1896: prirod. radioaktivnost -Becquerel 1898: Polonium,Radium -M.Curie1898: Polonium,Radium -M.Curie Vještački radioizotopi- Joliot-CurieVještački radioizotopi- Joliot-Curie

RT se temelji na razlici u osjetljivosti RT se temelji na razlici u osjetljivosti i i mogućnosti oporavka između normalnih mogućnosti oporavka između normalnih ii tumorskih tkiva tumorskih tkiva

ATOM-osnovna jedinica ATOM-osnovna jedinica materijematerije

Bohr-ov model atoma: Jezgro(nukleus)-nukleoni: PROTON

(99.95% mase atoma) NEUTRON

Omotač (putanje-ljuske):ELEKTRON

Elektroni kruže po putanjama, svakaputanja ima energetski nivo veze Između Elektrona i Jezgra

Z=atomski br=br. Protona, (=br elektrona, hemijskekarakteristike elementa)N=br. NeutronaA=maseni mroj (masa), A=Z+NStabilan atom: br protona=br elektronaRed.br, simbol elementa, maseni brH, H2, Co-59, Co-60 Izotopi

The structure ofThe structure of an atom an atom

Nuclide →atom u stabilnom stanju (jednak broj protona i neutrona)

Radionuklid (radioizotop)-Elemenat koji ima isti atomski broj

(on je nosilac hemijskih osobina elementa) a različit maseni broj

(zbroj protona i neutrona)

Mase i naelektrisanja Mase i naelektrisanja raznih elementarnih raznih elementarnih

aattomskih česticaomskih čestica

Atomske česticeAtomske čestice Naelektrisanje Naelektrisanje Masa Masa u mirovanjuu mirovanju

Proton (p) +1 1,67252 x 10¯24 g = 938,2 MeV

Neutron (n) 0 1, 67482 x 10¯24 g = 939,5 MeV

Elektron (e¯) -1 0,00091 x 10¯24g = 0,511 MeV

Pozitron (e+) +1 0,00091 x 10¯24g = 0,511 MeV

Foton (f) 0 0 0

Elementarno naelektrisanje e= 1,602 x 10¯19 C

KARAKTERISTIKE KARAKTERISTIKE JONIZIRAJUĆIH ZRAČENJAJONIZIRAJUĆIH ZRAČENJA

Zračenje-kretanje energije kroz prostor i materiju

Vrste zračenjaVrste zračenja:: 1.Korpuskularna - elektronielektroni (ß zraci ), zraci, neutroni, protoni,)

2.Elektromagnetna zračenja(fotoni)- zraci zraci(Co-60,Cs-137,Ir-192) - X zraci X zraci (zračenja rtg aparata, fotoni linear.akceleratora)

Photon• Ako je najmanja jedinica nekog elementa atom,

foton je najmanja jedinica elektromagnetnog zračenja.

• Fotoni nemaju masu.

Zajedničke odlikeZajedničke odlike eleelekktromagnettromagnetnihnih

zračenjazračenja Types of nonionizing Types of nonionizing

electromagnetic radiation electromagnetic radiation • • Radio wavesRadio waves • • MicrowavesMicrowaves • • Infrared lightInfrared light • • Visible lightVisible light • • Ultraviolet lightUltraviolet light

Common features of Common features of electromagnetic electromagnetic

radiationradiation It propagates in a straight line.It propagates in a straight line. • • It travels at the speed of light (nearly 300,000 km/s).It travels at the speed of light (nearly 300,000 km/s). • • It transfers energy to the medium through which it It transfers energy to the medium through which it

passes, and the amount of energypasses, and the amount of energy transferred correlates transferred correlates positively with the frequency and negatively with the positively with the frequency and negatively with the wavelengthwavelength of the radiation. of the radiation.

• • The energy of the radiation decreases as it passes The energy of the radiation decreases as it passes through a material, due to absorptionthrough a material, due to absorption and scattering, and scattering, and this decrease in energy is negatively correlated with and this decrease in energy is negatively correlated with the square ofthe square of the distance traveled through the material.the distance traveled through the material.

Interakcija zračenja i Interakcija zračenja i materijematerije

Interakcija zračenja i materijeInterakcija zračenja i materije-kolizija -kolizija zračenja (fotona ili korpuskula) sa orbitalnim zračenja (fotona ili korpuskula) sa orbitalnim elektronima, rjeđe direktno sa jezgrom atoma elektronima, rjeđe direktno sa jezgrom atoma materije izložene zračenju- apsorpcija energije materije izložene zračenju- apsorpcija energije zračenja – biološki efekat zračenja na biološke zračenja – biološki efekat zračenja na biološke sisteme(stanice, tkiva)sisteme(stanice, tkiva)

X-RaysX-Rays

Bremsstrahlungprocess

Characteristic X-raygeneration

X-rays produced by bremsstrahlung have a broad energy spectrum (→ heterogeneous),

while characteristic X-rays are monoenergetic beams.

INTERAKCIJA ZRAČENJA I INTERAKCIJA ZRAČENJA I

MATERIJEMATERIJE-Apsorpcija-ApsorpcijaFotoelektrični efekatFotoelektrični efekat

Energija fotona utrošena dijelom na odvajanje ē iz orbite, dijelom kao kinetička energija predana odvojenom elektronu (fotelektron), foton je u potpunosti absorbiran

Rtg zraci nižih energija- Rtg zraci nižih energija- mehki rtg zracimehki rtg zraci

INTERAKCIJA ZRAČENJA I INTERAKCIJA ZRAČENJA I

MATERIJEMATERIJE-Apsorpcija-ApsorpcijaFotoelektrični efekatFotoelektrični efekat Energija fotona utrošena

dijelom na odvajanje ē iz orbite, dijelom kao kinetička energija predana odvojenom elektronu (fotelektron), foton je u potpunosti absorbiran

Rtg zraci nižih energija- Rtg zraci nižih energija- mehki rtg zracimehki rtg zraci

ELEKTRON NAPUŠTA ATOM-fotoelektron

KARAKTERISTIČNO ZRAČENJE

UPADNI FOTON

INTERAKCIJA ZRAČENJA I INTERAKCIJA ZRAČENJA I

MATERIJEMATERIJE-Apsorpcija-Apsorpcija(2)(2)Compton-ov efekatCompton-ov efekat

a.Compton-ovo modificirano rasipanje:Kolizija fotona visoke energijeizbacije ē, x zrak gubi dio energije i mijenja pravac kao rasipni zrakrasipni zrak niže energije(veće talasne dužine).Kod zračenja visoke energije rasipni zraci u pravcu primar.snopabb. Compton-ovo nemodificirano rasipanje:Fotoni u blizini jezgra ne izbaciju ē, samo mijenjaju pravac kretanja

INTERAKCIJA ZRAČENJA I INTERAKCIJA ZRAČENJA I

MATERIJEMATERIJE-Apsorpcija-Apsorpcija(2)(2)Compton-ov efekatCompton-ov efekat

a.Compton-ovo modificirano rasipanje: Kolizija fotona visoke energijeizbacije ē, x zrak gubi dio energije i mijenja pravac kao rasipni zrakrasipni zrak niže energije(veće talasne dužine).Kod zračenja visoke energije rasipni zraci u pravcu primar.snopabb. Compton-ovo nemodificirano rasipanje: Fotoni u blizini jezgra ne izbaciju ē, samo mijenjaju pravac kretanja

UPADNI FOTON

RASPRŠENI FOTON

ELEKTRON

Efekt je predominantan

kod energija zračenja

od 10 keV do 10 MeV

INTERAKCIJA ZRAČENJA I INTERAKCIJA ZRAČENJA I

MATERIJEMATERIJE-Apsorpcija-Apsorpcija(4)(4)

Stvaranje parovaStvaranje parova

Fotoni energije >1.022 MVu koliziji sa nukl.silama jezgra dovode do stvaranja 2 čestice, poz.i neg. e¯ mase 0.511 MV(materijalizacije energije), odn. obrnuto-anihilacija elektrona.Ako je energija fotona >1.022 MV, višak se dijeli na nastale čestice e¯ kao kinetička energija

INTERAKCIJA ZRAČENJA I INTERAKCIJA ZRAČENJA I

MATERIJEMATERIJE-Apsorpcija-Apsorpcija(4)(4)

Stvaranje parovaStvaranje parovaFotoni energije >1.022 MV u koliziji sa nukl.silama jezgra dovode do stvaranja 2 čestice, poz.i neg. e¯ mase 0.511 MV(materijalizacije energije), odn. obrnuto-anihilacija elektrona.Ako je energija fotona >1.022 MV, višak se dijeli na nastale čestice e¯ kao kinetička energija pozitron

elekron

Upadni foton

Interakcija zračenja i Interakcija zračenja i materije-Jonizacijamaterije-Jonizacija

Visokoenergetska zračenja (korpuskularna-elektroni, neutroni,protoni i elektromagnetna-X i gama zraci), svoju energiju predaju materiji izbacivanjem e¯ iz orbite atoma - jonizirani atomjonizirani atom: Jonski parJonski par: e¯ i poz.naelektrisan atom

Fenomen jonizacije odgovoran za sve efekte djelovanja zračenja na materiju: dejstvo na fotografsku ploču, fluorescencija, dejstvo na živu materiju

Biološki efekti zračenjaBiološki efekti zračenjaApsorpcija energije zračenja morfološka oštećenja funkcionalna oštećenja smrt staniceTeorija direktnog pogotka – direktnog pogotka – direktna interakcija zračenja i atoma direktna interakcija zračenja i atoma koji grade molekulu koji grade molekulu DNADNA

(apsorpcija zračenja u osjetlj.biološkom volumenu- oksigenacija, faza mitoze...) -kod bakterija i virusaTeorija Indirektnog dejstvaIndirektnog dejstva: jonizacija vodenog medija stanice slobodni radikali (H+, OH¯, H2O+, H2O2) inaktivacija encima funkional.poremećaj stanicekidanje lanaca DNA poremećaj mitoze smrt stanice•DNA je najznačajnija meta radioterapije (oštećenja unakrsnih veza DNA i proteina, baza, jednostruki i dvostruki prekidi, inaktivacija encima za popravku šteta na DNA: polimeraza, ligaza i dr.

DNK – DNK – dezoksiribonukleinska kiselina – osnovni nasljedni dezoksiribonukleinska kiselina – osnovni nasljedni materijalmaterijal

-građu molekule su otkrili Watson i Crick 1953.-građu molekule su otkrili Watson i Crick 1953.

-molekula DNK ima oblik dvostruke zavojnice, to je -molekula DNK ima oblik dvostruke zavojnice, to je makromolekula i spada među najkrupnije organske molekulemakromolekula i spada među najkrupnije organske molekule

- molekula DNK sastoji se od dva niza nukleotida - molekula DNK sastoji se od dva niza nukleotida povezainh međusobno poprečnim vezama nastalim povezainh međusobno poprečnim vezama nastalim između komplementarnih baza: adenin-timin, citozin-između komplementarnih baza: adenin-timin, citozin-guaninguanin

-nukleotid tri komponente: petougljični šećer, anorganska -nukleotid tri komponente: petougljični šećer, anorganska ortofosforna kiselinaortofosforna kiselina (stalna komponenta) (stalna komponenta) i heterociklčna i heterociklčna organska baza organska baza (promjenjiva)(promjenjiva)

-postoje 4 vrste baza koje determiniraju i razliku među -postoje 4 vrste baza koje determiniraju i razliku među nukleotidima: citozin, guanin, adenin i timinnukleotidima: citozin, guanin, adenin i timin

STRUKTURA DNK – STRUKTURA DNK – DVOSTRUKI HELIXDVOSTRUKI HELIX

Dva niza nukleotida poprečnopovezanih komplementarnimBazama: citozin-guanin,Timin-adenin

DNKDNK

- uglavnom u - uglavnom u hromosomuhromosomu

- dvojni lanac - dvojni lanac nukleotidanukleotida

- 15-30.000 - 15-30.000 nukleotidanukleotida

- A, G, C, T- A, G, C, T

- dezoksiriboza- dezoksiriboza

- pohranjivanje - pohranjivanje genetičke informacije genetičke informacije

DNK REPLIKACIJA JE KOMPLEKSAN PROCES KOJI DNK REPLIKACIJA JE KOMPLEKSAN PROCES KOJI PODRAZUMJEVA UČEŠĆE CIJELOGA ENZIMSKOGA PODRAZUMJEVA UČEŠĆE CIJELOGA ENZIMSKOGA KONGLOMERATA!!!!KONGLOMERATA!!!!

- DNK replikacija je dio ćelijskoga ciklusa i odvija se u S-fazi DNK replikacija je dio ćelijskoga ciklusa i odvija se u S-fazi interfazeinterfaze

- tvorevina koja se stvara tokom replikacije DNK naziva se tvorevina koja se stvara tokom replikacije DNK naziva se REPLIKON, REPLIKON, tj. svaki segment DNK molekule koji se replicira kao tj. svaki segment DNK molekule koji se replicira kao zasebna jedinica naziva se replikon zasebna jedinica naziva se replikon

- početak S-faze inicira se sa formiranjem prvih replikona i to početak S-faze inicira se sa formiranjem prvih replikona i to prvenstveno unutar euhromatinskog pa tek onda prvenstveno unutar euhromatinskog pa tek onda heterohromatinskog kompleksa (telomere i centromere se heterohromatinskog kompleksa (telomere i centromere se repliciraju na krajurepliciraju na kraju

- inicijacija DNK replikacije uvijek se odvija na istom mjestu inicijacija DNK replikacije uvijek se odvija na istom mjestu unutar replikona i ta lokacija se naziva izvor, početak (“origin”)unutar replikona i ta lokacija se naziva izvor, početak (“origin”)

Cell cycle and Cell cycle and cytotoxic cytotoxic opportunitiesopportunities

CELLCELLDIFFERENTIATIONDIFFERENTIATION

CELLCELLLIFE CYCLELIFE CYCLE

TIMETIME

CELLCELLDIVISIONDIVISION

GG22 PERIOD PERIOD

(CHROMOSOME REPLICATION) (CHROMOSOME REPLICATION) S-PHASES-PHASE

GG11 PERIOD PERIOD

AUTOREPLIKACIJA DNKAUTOREPLIKACIJA DNK

Od jedne “majčinske” molekule Nastaju dvije “kćerke”molekule

DNK ima sposobnost samoreplikacije(autoreplokacije), pri čemu se formiraju dvije nove molekule DNK koje imajuIdentičnu građu. Svaki od lanaca jeodvojen i služi kao “model” tj program za sintezu novog komplementarnog lanca. Hemijska građa DNK se prenosi kroz gene što uvjetuje biološki kontinuitet ćelije (živog sistema)Kompleksan enzimski sistem kontroliraKompleksan enzimski sistem kontroliraovaj proces i odgovoran je za tačnost ovaj proces i odgovoran je za tačnost kopiranja, odn.genetskog programakopiranja, odn.genetskog programa

Provođenje (translacija) genetskog Provođenje (translacija) genetskog programa u strukturu molekule proteina programa u strukturu molekule proteina započinje “prepisivanjem” (transkripcijom) započinje “prepisivanjem” (transkripcijom) u specifičnu strukturu RNK poznate kao u specifičnu strukturu RNK poznate kao informaciona-iRNA. iRNK ima sposobnost informaciona-iRNA. iRNK ima sposobnost prenošenja genetske informacije čime prenošenja genetske informacije čime kontroliše strukture i funkcije ćelija.kontroliše strukture i funkcije ćelija.

Autoreprodukcija DNK odvija se gotovo nepogrješivo, greške uspajanju baza dešavaju se u jednom od stotina miliona nukleotida. Ako se ova greška ne ispravi, doći će do spontane mutacije.Ako je ćelija izložena djelovanju nekih faktora--mutagena (unutarnjih ili vanjskih), doći će do inducirane mutacije.

Mutageni:Mutageni:- koji djeluju na replikaciju DNK- koji djeluju na replikaciju DNK- koji izazivaju direktne promjene na DNK- koji izazivaju direktne promjene na DNK- koji djeluju na reparaciju i sintezu DNK- koji djeluju na reparaciju i sintezu DNK

Mehanizmi popravka DNK (Repair systems)

Oštećenja ćelija jonizirajućim zračenjem dešavaju se na nivou svih molekula.Najznačajnija su oštećenja molekula DNK- unakrsnih veza i proteina, baza, Jednostruki i dvostruki prekidi.

Mehanizmi popravka oštećenja molekula DNK odvijaju se pod kontrolom Strukturalnih i regulatornih gena uz učešće brojnih enzima.

Nekoliko tipova popravka oštećenja DNK:

PolimerazaPolimeraza regulira oštećenja nastala u fazi prije replikacije DNK (isijecanje oštećenog segmenta i sinteza otstranjenog dijela na osnovu komplementarnog lanca)

Ligaza regulira popravku prekida jednostrukih i dvostrukih lanaca:U postreplikacionoj fazi sinteze DNK dijelovi oštećenog lanca zamjenjuju se iz odgovarajućeg komplementarnog lanca, ili se oštećeni dio lanca koji se nijereplicirao, ostane nepopunjen do sljedećeg ciklusa replikacije

Biološke posljedice Biološke posljedice djelovanja jonizirajućeg djelovanja jonizirajućeg

zračenja zračenja Mutacije: promjene strukture genetskog materijala (zamjena baza, promjena mjesta , gubitak )-subletalne i letalneAberacije hromozoma: promjeneu strukturi i broju hromozoma•Duplikacija (udvajanje)•Delecija (gubitak segmenta hromozoma)•Translokacija (razmjena dijelova hromozoma)•Inverzija (promjena položaja gena unutar hromozoma-nakon kidanja i ponovnog spajanja dijelova hromozoma) Morfološke promjene na ćeliji:Poremećaj mitotske aktivnosti , Povećanje volumena ćelije, Kariopiknoza, karioreksija, citoliza)

Zračenje i karcinogenezaZračenje i karcinogenezaRADIATION

DNA

CELLULAR MITOTICTRANSFORMATION CELL DEATH

GENETIC MALIGNANT DAMAGE TRANSFORMATION

CANCER

Onovne odlike tumora:

■ Nekontrolirani rast i razmnožavanje ćelija,■ Izostanak odgovora na regulatorne signale za normalan rast i oporavak tkiva, invazivan rast■ Prelazak barijera normalnih tkiva■ Metastaziranje putem limfe i krvotoka u udaljene organe ■ Genetska nestabilnost tumorske ćelije:neprekidne mutacijske promjene, sinteza novih molekulai koncentracija nekodiranih proteina , nastanak novih gena tipičnih za određeni tumor- onkogena - sinteza molekula proteina na ćelijskoj membrani - specif.receptoriza faktore rasta (receptor za faktor epidermalnog rasta- EGFR, receptor za faktor rasta vaskularnog endotela- VEGFR).

3.OSNOVNI PRINCIPI 3.OSNOVNI PRINCIPI RADIOTERAPIJE MALIGNIH RADIOTERAPIJE MALIGNIH

TUMORATUMORAPrimjena zračenja u liječenju malignih tumora temelji se na morfološkimi fiziološkim razlikama između maligne i ćelije normalnog tkiva:

•Atipija i pleomorfizam (genetski pleomorf.-struktura hromozoma)•Nedostatak pravilne proliferacije, stalni rast i povećanje broja stanica-uvećanje tumorske mase, migracija stanica preko prepreka, metastaziranje•Insuficijentnost mehanizama reparacije šteta na DNA uzrokovanih zračenjem, razlike u sposobnosti i brzini oporavka

OSJETLJIVOST TKIVA NA OSJETLJIVOST TKIVA NA ZRAČENJEZRAČENJE

RANOODZIVNA TKIVA:RANOODZIVNA TKIVA:Hematopoetska, Reproduktivna, Očno Hematopoetska, Reproduktivna, Očno

sočivo,Sluznice(tanko crijevo)sočivo,Sluznice(tanko crijevo) KASNOODZIVNAKASNOODZIVNA((neproliferativna-dugoživeće neproliferativna-dugoživeće

visoko diferenc.funkcionalne stanice)visoko diferenc.funkcionalne stanice)::Parenhimni organiParenhimni organi (jetra, bubreg) (jetra, bubreg) Kičmena moždina,Kičmena moždina,MozakMozak,,Miokard Miokard Kost i hrskavicaKost i hrskavica

KASNI EFEKTI KASNI EFEKTI RADIOTERAPIJERADIOTERAPIJE

OrganOrgan EfekatEfekat Prag Prag dozedoze**(Gy)(Gy)

Očno sočivoOčno sočivo KarataktaKaratakta 55

BubregBubreg Nefritis/Nefritis/AtrofijaAtrofija

1515

PlućaPluća FibrozaFibroza 2020

Kičmena Kičmena moždinamoždina

ParaplegijaParaplegija 4545

CrijevoCrijevo StrikturaStriktura 50-6050-60

Mokraćna Mokraćna bešikabešika

KontrakturaKontraktura 6060

KožaKoža Atrofija/Atrofija/teleangieteleangie

50+50+

EkstremitetiEkstremiteti EdemEdem 50+50+

** 2 Gy dnevna frakcija 2 Gy dnevna frakcija

Per Cent of normal bone marrow irradiated using standard radiation ports

Marrow Volume at Risk

Skull (not including mandible) 12%

Upper limb girdle (unilateral) humeral head, scapulae,clavicle)

4%

Sternum 2%

Ribs (all) 8%

Ribs (hemithorax) 4%

Cervical vertebrae (all) 3%

Thoracic vertebrae (all) 14%

Lumbar vertebrae (all) 11%

Sacrum 14%

Pelvis (including both innominates and both femoral heads and necks)

26%

Mantle (approximate) 25%

Upper para aortic nodes (approximate) 11%

Inverted Y (approximate) 45%

REZULTATI RADIOTERAPIJEREZULTATI RADIOTERAPIJELokacijaLokacija StadijStadij Prosječno 5-god. Prosječno 5-god.

preživljenje(%)preživljenje(%)

LarynxLarynx T1/2T1/2

T3/4T3/49090

5050

Oralna dupljaOralna duplja T1/2T1/2 8080

JezikJezik T3/4T3/4 2525

CervixCervix II

IIII

IIIIII

8585

6565

2525

ProstataProstata T1/2T1/2

T3T38585

7070

Mokraćna bešikaMokraćna bešika T2T2

T3T34545

2525

HodgkinHodgkins limfoms limfom I/III/II 8080

SeminomaSeminoma IIII 9090

High-grade glyomaHigh-grade glyoma 0-50-5

RADIOTERAPIJA KAO RADIOTERAPIJA KAO JEDINJEDINII MODALITET JE KURATIVNA KOD MODALITET JE KURATIVNA KOD

RANIH STADIJA KANCERA:RANIH STADIJA KANCERA:• Glave i vrata•Ginekoloških tumora (posebno karcinoma cerviksa)•Ranog Hodgkins i non-Hodgkins lymphoma•Seminoma testisa (sa retroperitonealnim metastazama)•Ranog karcinoma prostate•Lokalno invazivnog karcinoma mokraćne bešike•Karcinoma kože•Lokalniziranog karcinoma pluća•Medulloblastoma i Ependymoma•Karcinoma štitne žlijezde

Konkomitantna kemoterapija sa radioterapijomKonkomitantna kemoterapija sa radioterapijom poboljšava ishod poboljšava ishod radioterapije kod:radioterapije kod:•Uznapredovalog kancera glave i vrata•Karcinoma cerviksa uteri•Karcinoma rektuma i analnog kancera

RADIOAKTIVNOSTRADIOAKTIVNOSTIzotopiIzotopi

Izotopi= jednak br.protona, različit br.neutrona Izotopi= jednak br.protona, različit br.neutrona (iste hemijske karakteristike –isti redni br, različit(iste hemijske karakteristike –isti redni br, različitmaseni br )maseni br )Vodik, Deuterij, Tricij (H-1, H-2,H-3)Vodik, Deuterij, Tricij (H-1, H-2,H-3)92U-238, 235, 234, Ra-226 (Uranova porodica prirodnih 92U-238, 235, 234, Ra-226 (Uranova porodica prirodnih

izotopa)izotopa)Dezintegracija-radioaktivnost. Vrijeme poluraspada (T ½)-Dezintegracija-radioaktivnost. Vrijeme poluraspada (T ½)-

fizičkofizičkoVrijeme biološkog poluraspada-efektivni period Vrijeme biološkog poluraspada-efektivni period

poluraspadapoluraspada, , ßß, ,

1896: prirod. radioaktivnost -Becquerel1896: prirod. radioaktivnost -Becquerel 1898: Polonium,Radium -M.Curie1898: Polonium,Radium -M.Curie Vještački radioizotopi- Joliot-CurieVještački radioizotopi- Joliot-Curie

Epidermis DermisSubcutaneous

tissue

Alpha particles

Beta particles

Gamma rays

Penetration of Particulate and Penetration of Particulate and Electromagnetic Radiation Electromagnetic Radiation

Adapted from Wootton R. Radiation Protection of Patients, Cambridge University Press,1993

1 mm

RADIOIZOTOPI U KLINIČKOJ RADIOIZOTOPI U KLINIČKOJ UPOTREBIUPOTREBI

ElemenElemenatat

IzotopIzotop T1/2T1/2 RadijaciRadijacijaja

Energija(MEnergija(MV)V)

FosforFosfor 3232PP 14 14 dan¸adan¸a

1.711.71

KobaltKobalt 6060CoCo 5 god5 god 1,17 i 1,17 i 1,331,33

JodJod 125125II

131131II60 dana60 dana

8 dana8 dana i i

0.027 i 0.027 i 0.0350.035

0.61 0.61 odn.0.36odn.0.36

CezijumCezijum 137137CsCs 30 god30 god i i 0.51 i 0.51 i 0.660.66

IridiumIridium 9292IrIr 74 dana74 dana 0.30 i 0.30 i 0.610.61

ZlatoZlato 9898AuAu 3 dana3 dana i i 0.96 i 0.96 i 0.4120.412

StronciStronciumum

8989SrSr 50 dana50 dana 0.580.58

emisija elektrona, emisija elektrona, emisija emisija zraka, T1/2 zraka, T1/2 poluživot izotopapoluživot izotopa

FFizičke veličine i jedinice izičke veličine i jedinice mjerenja zračenjamjerenja zračenja

Odnos mase i energije: matematicka formulacija odnosa masei energije Ajnštajnova teorija relativiteta: E m x c² ,tj anihilacijom masedobije se energija jednaka umnošku mase i kvadrata brzine svjetlosti(=3x10¹°cm/sec)Masa 1e u mirovanju=9,1x10¯28 g

Jedinica energije zračenja elektron volt (eV) 1eV energija 1e¯ kada prođe kroz potencijalnu razliku 1V1MeV (milion elektron volt) ,( 1MV -oznaka za fotone, 1 MeV-za e ¯)

Produkt količine proteklog elektriciteta izražen u kulonima(C) i napona u voltima)(V)=izvršeni rad u džaulima ( J ): 1J=1Vx1CAktivnost radioaktivnog elementa broj dezintegracija u jedinici vremena

1 Bq (1 dezintegracija u 1 sec)1 Ci ( broj dezintegracija koji odgovara 1 g Ra u 1 sec 3,7 x 10¹° )

FFizičke veličine i jedinice izičke veličine i jedinice mjerenja zračenjamjerenja zračenja

Mjera sposobnosti zračenja da jonizira molekule vazduha:Ekspoziciona doza 1C/kg (doza fotonskog zračenja koja u 1 kg vazduha stvara naboj jona istog znaka u vrijednosti 1C (ranije 1R)Apsorbovana doza 1Gy (apsorbovana energija zračenja 1 J u 1kg materije) , 1 Gy 100cGy (ranije 100 r)

Absorbovana dozaAbsorbovana doza-omjer predane energije i -omjer predane energije i zračene masezračene mase(Gy)(Gy)

Ekvivalentna doza: Apsorbovana x faktor kvaliteta zračenja (fotoni visokih energija (X i ), brzi e¯:1, neutroni, protoni: 5-10, : 20)1Sv (Sievert) 100 rem (1 rem doza zračenja koja ima isto biol.dejstvo kao 1cGyTvrdog ili gama zračenja) 1 mSvEkvivalentna doza x faktor osjetljivosti tkiva(organa) Efektivna doza

Ekvivalentna doza Absorbovana doza (Gy) jedne vrste

zračenja može izazvati jače biološke efekte od iste doze neke druge vrste zračenja

Ekvivalentna doza: Apsorbovana x faktor kvaliteta zračenja (fotoni visokih energija (X i ), brzi e :1, neutroni, protoni: 5-10, : 20)

1Sv (Sievert) 100 rem (1 rem doza zračenja koja ima isto biolološko dejstvo kao 1cGy tvrdog ili gama zračenja) 1 mSv

Ekvivalentna doza x faktor osjetljivosti tkiva(organa) Efektivna doza

Absorbovana dozaAbsorbovana dozaZračni snop prolazeći kroz absorbirajući medij ima interakciju u dva stupnja:

1.energija fotona, biva predana kao kinetička energija joniziranim brzim elektronima

2. ovi elektroni, direktno jonizirajući čestice, usporavaju se i odlažu svoju energiju u mediju (materiji)Kerma (kinetic energy released in the medium)= transfer energije od fotona do direktno joniziranih čestica. Slijedeći transfer energije od direktno joniziranih čestica do mediuma pretstavljen je absorbovanom dozom i definisan je deponovanom energijom zračnog snopa (pošto on prolazi kroz medium)

Brzina doze –Dose Rate Brzina doze –Dose Rate ICRU 38ICRU 38

LDR 40-200 cGy/h (tretman 24-144 h)LDR 40-200 cGy/h (tretman 24-144 h)(low dose rate= niska brzina doze) (low dose rate= niska brzina doze) HDR HDR >>200 Gy/min (12 Gy/h)200 Gy/min (12 Gy/h)(high dose rate=visoka brzina doze)(high dose rate=visoka brzina doze) MDRMDR izme između LDR i HDRđu LDR i HDR(medium dose rate=srednja brzina doze)(medium dose rate=srednja brzina doze) Ultra –low- dose rate za permanentne Ultra –low- dose rate za permanentne

implantate (0.01 do 0.30 Gy/h ( zrnca implantate (0.01 do 0.30 Gy/h ( zrnca 125 I, 103Pd)125 I, 103Pd)

Varijacije DVarijacije Dmaxmax i % dubinske i % dubinske dozedoze((DDDD)) sa energijom sa energijom

fotonafotonaMašina Energija(MV) FSD(cm) 10x10 cm poljeMašina Energija(MV) FSD(cm) 10x10 cm polje

Dmax dubina(cm) Dmax dubina(cm) %DD na 10cm %DD na 10cm

Cobalt-60 1,25 100 0.5 Cobalt-60 1,25 100 0.5 58.7 58.7

Linear akceler. 6 100 1.5 Linear akceler. 6 100 1.5 67.5 67.5

10 100 2.3 10 100 2.3 73 73

1155 100 2.8 100 2.8 76.8 76.8

Maksimalna veličina polja na 100 cm je 40x40 cm

Geometrija zračnih Geometrija zračnih snopovasnopova

Iz knjigeIz knjige

Odnos dubinske doze i energije Odnos dubinske doze i energije zračenja MV Procenat dubinske zračenja MV Procenat dubinske

dozedoze

Odnos, izražen u %, absorbovane doze centralnog zraka (axis)na dubini d i absorbovane doze u referentnoj tački d1

Raspored dubinske doze Raspored dubinske doze elektronaelektrona

Dubina u vodi (cm)

Dubinska doza fotona i protona

Relativna doza (%)

Faktori koji utiču na Faktori koji utiču na preživljenje zračene preživljenje zračene

ćelijećelije Ćelijski ciklus:Ćelijski ciklus:Trajanje svake faze Trajanje svake faze

humanog ćelijskog ciklusa je:humanog ćelijskog ciklusa je:

G1 = 1.5–14 h, S = 6–9 h G2 = 1–5 h, M = 0.5–1 hG1 = 1.5–14 h, S = 6–9 h G2 = 1–5 h, M = 0.5–1 h..

Ćelija je najosjeljivija u kasnoj G2 i M faziĆelija je najosjeljivija u kasnoj G2 i M fazi

Najrezistentnija je u kasnoj S i G1 faziNajrezistentnija je u kasnoj S i G1 fazi . LET. . LET. Radiosenzitivnost raste sa zračenjima Radiosenzitivnost raste sa zračenjima

visokog LET-a (Linear Transfer Energy)visokog LET-a (Linear Transfer Energy) 3.Oporavak od subletalnog oštećenja:3.Oporavak od subletalnog oštećenja:

Faktori koje treba uzeti u Faktori koje treba uzeti u obzir prije donošenja odluke obzir prije donošenja odluke

oradioterapiji:oradioterapiji: Cilj: Cilj: Palijacija ili IzlječenjePalijacija ili Izlječenje RT centar: RT centar: Oprema, Iskustvo, Hospitalni Oprema, Iskustvo, Hospitalni

ili Ambulantni tretman, Troškoviili Ambulantni tretman, Troškovi Tumor: Tumor: Stadij, histologija, lokacija, Stadij, histologija, lokacija,

Radiosenzitivnost, Prethodni tretmanRadiosenzitivnost, Prethodni tretman Pacijent: Pacijent: Dob, opće stanje, Morbiditet, Dob, opće stanje, Morbiditet,

Kozmetski efekat, Šta pacijent preferiraKozmetski efekat, Šta pacijent preferira

Usmena i pismena informacija pacijenta, Usmena i pismena informacija pacijenta, potpis na pisani pristanakpotpis na pisani pristanak

Cilj radioterapije : Zavisi od:Vrsta tumora(senzitivnost na zračenje), Stadij bolesti, Lokacije tumora, Stanja bolesnika, Ranije terapije

•Radikalna radioterapija•Palijativna

Tipovi RT prema:Tipovi RT prema:CILJU (namjeni)CILJU (namjeni)

Kurativna Kurativna radioterapija(definitivna radioterapija(definitivna radioterapija):radioterapija):

Palijativna radioterapijaPalijativna radioterapija Prof ilaktička (preventivna) Prof ilaktička (preventivna)

radioterapija: radioterapija: Zračenje cijelog tijela (Total body Zračenje cijelog tijela (Total body

irradiationirradiation: :

Tipovi Radioterapije prema Tipovi Radioterapije prema cilju (namjeni) 1cilju (namjeni) 1

Curative radiotherapyCurative radiotherapy. Radioterapija . Radioterapija koja se provodi kao jedina metoda koja se provodi kao jedina metoda liječenja u cilju izlječenja. Koristi se liječenja u cilju izlječenja. Koristi se kod: ranih stadijakod: ranih stadija Hodgkin’s lymphoma, Hodgkin’s lymphoma, nasopharyngeal cancer, nekih kožnih nasopharyngeal cancer, nekih kožnih karcinoma, ranog karcinoma glotisa (curative karcinoma, ranog karcinoma glotisa (curative radiotherapy = definitive radiotherapy).radiotherapy = definitive radiotherapy).

Palliative radiotherapyPalliative radiotherapy. Za olakšanje . Za olakšanje simptoma kancera-daju se simptoma kancera-daju se palliativne palliativne doze zračenja. Koristi se kod moždanih i doze zračenja. Koristi se kod moždanih i koštanih metastaza i sindroma kompresije koštanih metastaza i sindroma kompresije vene kave.vene kave.

Radiotherapy Types According Radiotherapy Types According to to Aim-2Aim-2

Prophylactic (preventive) radiotherapyProphylactic (preventive) radiotherapy. . Prevencija moguće pojave metastaza ili Prevencija moguće pojave metastaza ili recidiva na pr:recidiva na pr:

Zračenje cijelog mozga kod acute lymphoblastic Zračenje cijelog mozga kod acute lymphoblastic leukemia i small- cell karcinoma pluća.leukemia i small- cell karcinoma pluća.

Total body irradiationTotal body irradiation. To je ablacija . To je ablacija (uništenje) koštane srži zračenjem u (uništenje) koštane srži zračenjem u svrhu ssvrhu supresije imunog systema, eradikacije upresije imunog systema, eradikacije leukemičnih ćelija, i čišćenje prostora za leukemičnih ćelija, i čišćenje prostora za transplantaciju koštane srži.transplantaciju koštane srži.

Radiotherapy Types According Radiotherapy Types According to to Timing Timing (obzirom na vrijeme (obzirom na vrijeme

kada se provodi)kada se provodi) Adjuvant radiotherapy. Adjuvant radiotherapy. Radioterapija koja se Radioterapija koja se

daje daje nakonnakon neke vrste tretmana. Ako je to nakon neke vrste tretmana. Ako je to nakon hirurgijehirurgije

→ → postoperative radiotherapypostoperative radiotherapy Neoadjuvant radiotherapy. Neoadjuvant radiotherapy. Radiotherapija Radiotherapija

koja se daje koja se daje prije prije nekog tretmana. Ako se daje nekog tretmana. Ako se daje prije hirurgije → prije hirurgije → preoperative radiotherapypreoperative radiotherapy

Radiokemoterapija (chemoradiotherapy). Radiokemoterapija (chemoradiotherapy). Radiotherapija vremeno sa kemoterapijom ( radi Radiotherapija vremeno sa kemoterapijom ( radi povećanja osjetljivosti tumora na zračenje kao povećanja osjetljivosti tumora na zračenje kao radiosenzibilizator)radiosenzibilizator)

Tipovi RT prema načinu Tipovi RT prema načinu izvođenjaizvođenja

Externalna radioterapija (teletherapy/external beam Externalna radioterapija (teletherapy/external beam radiotherapy).radiotherapy).

Brahyterapija (endokavitarna, intersticijalna Brahyterapija (endokavitarna, intersticijalna brahiterapijabrahiterapija). ).

Intraoperativna radiotherapy (IORTIntraoperativna radiotherapy (IORT). ). Stereotaktična radiotherapy (SRT).Stereotaktična radiotherapy (SRT). Three-dimensional conformal RT (3D-CRT).Three-dimensional conformal RT (3D-CRT). Intensity-modulated radiotherapy (IMRT).Intensity-modulated radiotherapy (IMRT). Image-guided radiotherapy (IGRT).Image-guided radiotherapy (IGRT). TomoterapijaTomoterapija. . Cyberknife® (robotic radiosurgery).Cyberknife® (robotic radiosurgery). Boron neutron capture therapyBoron neutron capture therapy HypertermijaHypertermija. .

Tipovi RT prema načinu izvođenja 1.Tipovi RT prema načinu izvođenja 1. External radiotherapy External radiotherapy

(teletherapy/external beam (teletherapy/external beam radiotherapy). radiotherapy). Radioterapija koja se daje na Radioterapija koja se daje na tijelo izvana pomoću radioterapijskih mašina tijelo izvana pomoću radioterapijskih mašina kao izvora zračenja.kao izvora zračenja.

Brachytherapy (endocurietherapy). Brachytherapy (endocurietherapy). Radiotherapy koja se provodi postavljanjem Radiotherapy koja se provodi postavljanjem privremenih ili trajnih izvora zračenja privremenih ili trajnih izvora zračenja (radioaktivnih elemenata) u prirodne šupljine (radioaktivnih elemenata) u prirodne šupljine tijela (šuplje organe) ili u tumore pomoću tijela (šuplje organe) ili u tumore pomoću krutih ili fleksibilnih aplikatora.krutih ili fleksibilnih aplikatora.

Intraoperative radiotherapy (IORT). Intraoperative radiotherapy (IORT). Radiotherapija koja se daje u toku hirurške operacije, Radiotherapija koja se daje u toku hirurške operacije, na mjesto ležišta tumora; obično se koriste elektroni ili na mjesto ležišta tumora; obično se koriste elektroni ili X-zraci nižih energija.X-zraci nižih energija.

Tipovi RT prema načinu izvođenja Tipovi RT prema načinu izvođenja 2. 2.

Stereotactic radiotherapy (SRT). Stereotactic radiotherapy (SRT). Radiotherapy delivered by several Radiotherapy delivered by several beams that are precisely focused on a three-dimensionally localized target. A beams that are precisely focused on a three-dimensionally localized target. A special frame or a thermoplastic mask is used for CNS tumors, while a body special frame or a thermoplastic mask is used for CNS tumors, while a body frame may or may not be used forframe may or may not be used for

extracranial sites.extracranial sites.

• • If given in one-five fractions in ablative doses If given in one-five fractions in ablative doses → → stereotactic stereotactic radiosurgery (SRS)radiosurgery (SRS)

• • If given in more than five fraction → If given in more than five fraction → SRTSRT

Three-dimensional conformal RT (3D-CRT). Three-dimensional conformal RT (3D-CRT). A radiotherapy A radiotherapy technique where the dosetechnique where the dose

volume is made to conform closely to the target through the use of 3D volume is made to conform closely to the target through the use of 3D anatomical dataanatomical data

acquired from CT or MRI imaging modalities. The aim is to apply the maximum acquired from CT or MRI imaging modalities. The aim is to apply the maximum dosedose

to the target while sparing neighboring structures as much as possible with the to the target while sparing neighboring structures as much as possible with the aid ofaid of

advanced computer software and hardware.advanced computer software and hardware.

Tipovi RT prema načinu izvođenja Tipovi RT prema načinu izvođenja 3. 3.

Intensity-modulated radiotherapy (IMRT). Intensity-modulated radiotherapy (IMRT). A A highly developed form of 3D-CRT. IMRTprovides a highly highly developed form of 3D-CRT. IMRTprovides a highly conformal dose distribution around the target through conformal dose distribution around the target through the use of nonuniform beam intensities. This is achieved the use of nonuniform beam intensities. This is achieved through using either static or dynamic segments. The through using either static or dynamic segments. The isodose distribution can then be matched closely to the isodose distribution can then be matched closely to the target by modulating the intensity of each subsegment.target by modulating the intensity of each subsegment.

Image-guided radiotherapy (IGRT). Image-guided radiotherapy (IGRT). The The integration of various radiological and functional imaging integration of various radiological and functional imaging techniques in order to perform high-precision techniques in order to perform high-precision radiotherapy. The main aims are to reduce setup and radiotherapy. The main aims are to reduce setup and internal margins, and to account for target volume internal margins, and to account for target volume changes during radiation therapy, such as a tumor changes during radiation therapy, such as a tumor volume decrease or weight loss (adaptive radiotherapy). volume decrease or weight loss (adaptive radiotherapy). This is not an IMRT technique; it enables various This is not an IMRT technique; it enables various radiotherapy techniques, including IMRT, to be delivered radiotherapy techniques, including IMRT, to be delivered more accuratelymore accurately

Tipovi RT prema načinu izvođenja Tipovi RT prema načinu izvođenja 4. 4.

TomotherapyTomotherapy. . There are two sorts of tomotherapy: serial and helical tomotherapy. Serial There are two sorts of tomotherapy: serial and helical tomotherapy. Serial tomotherapy utilizes a special collimator system called a MiMIC that is mounted on a classic tomotherapy utilizes a special collimator system called a MiMIC that is mounted on a classic linac gantry. The table also has a special device called a crane that allows it to be moved with linac gantry. The table also has a special device called a crane that allows it to be moved with high precision. IMRT is then performed in several arcs. Helical tomotherapy, on the other hand, high precision. IMRT is then performed in several arcs. Helical tomotherapy, on the other hand, uses a dedicated tomotherapy machine. It consists of auses a dedicated tomotherapy machine. It consists of a

6 MV linac mounted on a CT, and it delivers IMRT with spiral movements similar to those in the 6 MV linac mounted on a CT, and it delivers IMRT with spiral movements similar to those in the CT procedure. Simulations and IMRT are performed within the same machine.CT procedure. Simulations and IMRT are performed within the same machine.

Cyberknife® (robotic radiosurgery). Cyberknife® (robotic radiosurgery). A type of SRT/radiosurgery A type of SRT/radiosurgery technique. It providestechnique. It provides

frameless treatment of tumors at both cranial and extracranial sites, frameless treatment of tumors at both cranial and extracranial sites, and utilizes a 6 MVand utilizes a 6 MV

linac mounted on a robotic arm (Fig. 3.4), as well as a robotic tabletop. linac mounted on a robotic arm (Fig. 3.4), as well as a robotic tabletop. Cyberknife hasCyberknife has

the ability to perform all sorts of advanced radiotherapy techniques, the ability to perform all sorts of advanced radiotherapy techniques, including IMRT,including IMRT,

IGRT, breathing-synchronized radiotherapy, tumor-tracking IGRT, breathing-synchronized radiotherapy, tumor-tracking radiotherapy, and SRS/radiotherapy, and SRS/

radiotherapy.radiotherapy.

Tipovi RT prema načinu Tipovi RT prema načinu izvođenja 5.izvođenja 5.

Cyberknife® (robotic radiosurgery). Cyberknife® (robotic radiosurgery). A A type SRT/radiosurgery technique. It provides type SRT/radiosurgery technique. It provides frameless treatment of tumors at both cranial frameless treatment of tumors at both cranial and extracranial sites, and utilizes a 6 MVand extracranial sites, and utilizes a 6 MV

linac mounted on a robotic arm (Fig. 3.4), as linac mounted on a robotic arm (Fig. 3.4), as well as a robotic tabletop. Cyberknife has the well as a robotic tabletop. Cyberknife has the ability to perform all sorts of advanced ability to perform all sorts of advanced radiotherapy techniques, including IMRT, radiotherapy techniques, including IMRT, IGRT, breathing-synchronized radiotherapy, IGRT, breathing-synchronized radiotherapy, tumor-trackin radiotherapy, and tumor-trackin radiotherapy, and SRS/radiotherapy.SRS/radiotherapy.

Radiotherapy Types According to Radiotherapy Types According to Mode-6Mode-6

Boron neutron capture therapy. Boron neutron capture therapy. Here, a boron Here, a boron compound that is selectively absorbed by brain tumor compound that is selectively absorbed by brain tumor cells is given to the patient. The tumor tissues that absorb cells is given to the patient. The tumor tissues that absorb the boron are then irradiated with slow neutrons. The the boron are then irradiated with slow neutrons. The boron atoms react with these neutrons to generate alpha boron atoms react with these neutrons to generate alpha radiation, which damages DNA via ionization events.radiation, which damages DNA via ionization events.

HyperthermiaHyperthermia. . This prevents tumoral repair by This prevents tumoral repair by utilizing a supraadditive (synergistic) effect with utilizing a supraadditive (synergistic) effect with radiation: tumor tissues get colder more slowly than radiation: tumor tissues get colder more slowly than normal tissues. Hyperthermia is more effective under normal tissues. Hyperthermia is more effective under hypoxic and acidic conditions. The critical temperature hypoxic and acidic conditions. The critical temperature for hyperthermia is 43°C.for hyperthermia is 43°C.

METODE ZRAČENJAMETODE ZRAČENJA• Jednokratno zračenje- doza aplicirana u jednoj seansi u vremenuod nekoliko minuta (palijativna, IORT,)• Frakcionirano zračenje- ukupna doza raspoređena u više pojedinačnih (nekoliko dana ili sedmica - standardna,hiper, hipofrakc)Prednosti: praćenje odgovora na terapiju, nus efekata-lokalnih,općih)

Klinička radioterapija je efikasnija ako se daje multifrakcionirano zbog:Radiosenzitivnosti ćelijaDistribucije ćelijskog ciklusa (Reasortiman)Oporavka (šteta na DNA)Repopulacije (preživjelih ćelija)Reoksigenacije (hipoksičnih tkiva)

• Kontinuirano zračenje ( brahiterapija)

IIZVORI ZRAČENJA, TEHNIKE I ZVORI ZRAČENJA, TEHNIKE I UREĐAJIUREĐAJI

Vrste jonizirajućeg zračenja:Korpuskularna : Elektroni ili čestice

Neutroni, Protoni ( čestice)

Elektromagnetna: X zračenja Gama zračenja

Radioterapijske mašine Radioterapijske mašine (Generatori jonizirajućih (Generatori jonizirajućih

zračenja)zračenja)   Kilovoltažne Mašine (<500 kV)Kilovoltažne Mašine (<500 kV) - - KilovoltaKilovoltažžni Xni X--zraci koriste se za tretman zraci koriste se za tretman kokožžnih tumora i drugih povrnih tumora i drugih površšinskih lezijainskih lezija ( (na pr na pr kokožžne metastazene metastaze), ), dok se megavoltadok se megavoltažžni xni x..zraci zraci koriste za zrakoriste za zraččenje dublje poloenje dublje položženih tumoraenih tumora. .

Mašine za kontaktnu rtg terapijuMašine za kontaktnu rtg terapiju

40–50 kV40–50 kV, , Filtrirani sa 0.5–1.0 mm aluminumFiltrirani sa 0.5–1.0 mm aluminum, , SSD = 2 cmSSD = 2 cm

50% 50% DDDD je 5 mm. je 5 mm. Superficial therapy machines Superficial therapy machines

50–150 kV50–150 kV, , Filter od 1–4 mm Filter od 1–4 mm Al, Al, SSD = 20 cmSSD = 20 cm 50% 50% DD DD 1–2 cm. 1–2 cm.

TEHNIKE TEHNIKE RADIOTERAPIJERADIOTERAPIJE

TELERADIOTERAPIJA ( TELERADIOTERAPIJA ( X-zraci niskih X-zraci niskih energija –površinska rtg terapija, energija –površinska rtg terapija, fotoni fotoni ii elektroni linear. acc, gama zraci Co-60)elektroni linear. acc, gama zraci Co-60)

BRAHITERAPIJA ( BRAHITERAPIJA ( radioaktivni izotopi- radioaktivni izotopi- gama, a u nekim slučajevima i beta gama, a u nekim slučajevima i beta emiteri: emiteri: endokavitarna endokavitarna ii intersticijalna intersticijalna, , zrnca, koloidni rastvorizrnca, koloidni rastvori))

Zavisno od lokalizacije i veličine tumora distanca između izvora zračenja i objekta zračenja može biti :

Veoma mala (0.5 do 5 cm)-brahiterapijaZnačajno velika (80-100 cm)-teleradioterapija

TELERADIOTERAPIJATELERADIOTERAPIJA (1) (1)

Zračenja iz spoljašnjih izvoraUdaljenost između izvora zračenja i kože(FKD-SSD) nekoliko cm (površinska rtg), do 1 m (telekobalt, linear.akcelerator)

Prema energiji zračenja:•Površinska Rtg terapija (kontaktna): 70-120kV, FKD 10-30 cm•Klasična dubinska (prevaziđena)•Supervoltažna: Supervoltažna: E preko 1 MeV: E preko 1 MeV: γγ zraci Co-60, zraci Co-60,fotoni(x) i efotoni(x) i e¯̄ Linearnog akceleratora, Linearnog akceleratora,

Radioterapijske mašineRadioterapijske mašine-2-2 Ortovoltagne terapijske mašine Ortovoltagne terapijske mašine Osnovna RT mašina do 1950 (uvođenja tele Osnovna RT mašina do 1950 (uvođenja tele

Co-60)Co-60)

DDmamax jex je na koži i % DD strmo pada. na koži i % DD strmo pada. D Dubokouboko pozicionirani tumori ne mogu zračiti ovimpozicionirani tumori ne mogu zračiti ovim mašinamamašinama

150–500 kV150–500 kV, , Filter 1–4 mm Filter 1–4 mm Cu, Cu, SSD = 50 SSD = 50 cm (za polje 20 × 20 cm)cm (za polje 20 × 20 cm)

50% DD je 5–7 cm50% DD je 5–7 cm

Radioterapijske mašineRadioterapijske mašine-3-3

Supervoltažne terapijske mašineSupervoltažne terapijske mašine

500–1,000 kV500–1,000 kV, , Filter 4–6 mm Filter 4–6 mm Cu, Cu, 50% DD 8–10 cm50% DD 8–10 cm   Megavoltažne Terapijske Mašine (>1 MV)Megavoltažne Terapijske Mašine (>1 MV)

imaju imaju the skin-sparing effect tj maximum the skin-sparing effect tj maximum energije se isporuči u subepidermalnu regiju.energije se isporuči u subepidermalnu regiju.

DDmamax:x: 0.5 cm za Co-60, 1.5 cm za 6 MV fotone, i 2.5 0.5 cm za Co-60, 1.5 cm za 6 MV fotone, i 2.5 cm za 10 MV fotone. cm za 10 MV fotone.

PPogodniji % ogodniji % DDDD doze za za duboko smještene tumore doze za za duboko smještene tumore, , oštriju doznu distribuciju na rubovima poljaoštriju doznu distribuciju na rubovima polja (manja (manja penambra)penambra) Kada se koriste elktroni, dublja zdrava tkiva Kada se koriste elktroni, dublja zdrava tkiva su dobro zaštićenasu dobro zaštićena

SUPERVOLTAŽNA SUPERVOLTAŽNA TELERADIOTERAPIJATELERADIOTERAPIJA(2)(2)

Telekobalt terapija: izvor zračenja C0-60, emiter γγ zraci zraci 1.17 i 1.33 MV, poluživot 5.24 g, radioaktivnost više hiljada kirija(Ci)-brzina doze oko150 cGy/min. (FKD 60-80 cm), Specifična radioaktivnost:broj Ci/gr, izvor 1-2 cm.

Visoka energija, izvor zaštićen u glavi aparata građenoj od teških metala: zračenje mili cGy/h na 1 m od glave aparata

Konstrukcija i princip rada telekobaltne mašineZaštita prostora: Bunker: labirint, zidovi, vrata,

sigurnosni sistem zabravljenosti vrata, komunikacija s pacijentom: kamera, interfon

Linearni akceleratorLinearni akcelerator

Radioterapijske mašineRadioterapijske mašine-4-4 Van de Graaf generator Van de Graaf generator ((elektrostatični generatorelektrostatični generator, p, producira energije do 25 roducira energije do 25

MVMV)) Betatron Betatron --Konstruisan 1940. Prosječna energija je Konstruisan 1940. Prosječna energija je

45 MeV (maximum energije ~300 MV). 45 MeV (maximum energije ~300 MV). Nakon Nakon uvođenja linernih akceleratora, više se ne upotrebljava zbog uvođenja linernih akceleratora, više se ne upotrebljava zbog velikih dimenzija, visoke cijene, niske brzine doze (Low velikih dimenzija, visoke cijene, niske brzine doze (Low Dose Rate).Dose Rate).

Mikrotron Mikrotron , , u klin.praksi u klin.praksi 1972 . 1972 . KKombinacija linak i ombinacija linak i ciklotron.ciklotron.

akcelerira elektrone do energija do 50 MeV-a.akcelerira elektrone do energija do 50 MeV-a. M Može ože obezbijediti elektrone za više tretmanskih prostorija.obezbijediti elektrone za više tretmanskih prostorija.

CiklotronCiklotron - -Cirkularni accCirkularni acc.. čestica čestica ,, teške partikule atoma teške partikule atoma generiragenerirane ne u centralnom izvoru spiralno se akceleriraju u centralnom izvoru spiralno se akceleriraju.. GGenerira čestice energija nekolko miliona do desetina enerira čestice energija nekolko miliona do desetina miliona emiliona eV.V.

BRAHITERAPIJA BRAHITERAPIJA ( endokavitarna ( endokavitarna ii intersticijalna intersticijalna))

Zračenje radioaktivnim izvorima, male ukupneaktivnosti (mCi)Neposredan kontakt izvora zračenja i tumora (ciljnog volumena),Distanca 0-5 cm max.

EndokavitarnaIntersticijalnaZrncaKoloidni rastvori