Zdravljenje z odprtimi viri ionizirajočih sevanj Marko Grmek Uvod Cilj zdravljenja z odprtimi viri ionizirajočih sevanj je, da s pomočjo ionizirajočega sevanja tako poškodujemo celice določenega tkiva ali organa da propadejo (prenehajo delovati in odmrejo). Odprti viri ionizirajočih sevanj • Zaprti vir ionizirajočega sevanja je vir sevanja, katerega zgradba je taka, da pri predvidenih pogojih uporabe in obrabe ter predvidljivih nezgodah preprečuje kakršnokoli razpršitev radioaktivnih snovi v okolje. (ZVISJV) • V nuklearni medicini uporabljamo odprte vire ionizirajočih sevanj – radioterapevtike. Odprti viri ionizirajočih sevanj • Izotopi - radioaktivni izotopi • Radioaktivnost - je razpadanje atomskih jeder pri čemer se sprošča energija v obliki delcev s kinetično energijo in/ali elektromagnetnega valovanja. • Aktivnost je število radioaktivnih razpadov v snovi na časovno enoto. Osnovna enota: Becquerel (Bq) 1 Bq = 1 razpad/s • Vrste radioaktivnih razpadov: α, β-, β+ • Vrste ionizirajočih sevanj: alfa, beta, gama … Odprti viri ionizirajočih sevanj • Energijo, ki se sprosti ob radioaktivnem razpadu, merimo v keV in MeV. • Absorbirana doza je energija ionizirajočega sevanja, ki se absorbira v enoti mase snovi (J/kg). Osnovna enota: Gray (Gy) • Efektivna doza izraža stopnjo škode za zdravje človeka (ljudi), ki nastane zaradi izpostavljenosti človeka (ljudi) ionizirajočim sevanjem. Osnovna enota: Sievert (Sv) Biološki učinki ionizirajočega sevanja Ionizirajoče sevanje in oddajanje energije: - alfa (LET = 80 keV/μm) - beta (LET = 0,2 keV/μm) - augerjevi elektroni (LET = 4-26 keV/μm) Učinki sevanja: • Direktni - direktna poškodba makromolekul. • Indirektni – posredno preko prostih radikalov, ki nastanejo ob makromolekulah in jih poškodujejo. Biološki učinki ionizirajočega sevanja Deterministični učinek Stohastični učinek Biološki učinki ionizirajočega sevanja Čas Dogodek Učinek ionizirajočega sevanja Nekrotičen ulkus Preživetje celic v odvisnosti od doze Poškodba, ki jo povzroči ionizirajoče sevanje je odvisna od prejete doze. Pri enaki dozi je učinek ionizirajočega sevanja odvisen tudi od: - Vrste ionizirajočega sevanja (α sevanje je bolj škodljivo kot β ali γ sevaje) - Hitrosti doze (bolj škodljiva je večja hitrost) - Uniformnosti doze - Oksigenacije tkiva Vrste, energije in doseg ionizirajočih sevanj v tkivu Jedro celice Premer celice 1 milimeter Alfa sevanje 8.4 MeV (213Po) Beta sevanje 1.7 MeV (32P) Beta sevanje 0.15 MeV (153Sm) Augerjevi elektroni alfa beta beta (111In) Gama sevanje (valovanje) 141 keV (99mTc) - razpolovna debelina 7 cm, - atenuacija 12%/cm gama Zdravljenje z odprtimi viri ionizirajočih sevanj Ionizirajoče sevanje mora v celicah tarčnega tkiva povzročiti tolikšno okvaro, da celice propadejo. Celice – tkivo mora prejeti dozo, ki znaša od nekaj 10 Gy do nekaj 100 Gy. Ostala tkiva pa morajo prejeti čim manjšo dozo (do največ nekaj Gy). Radiofarmak – radioterapevtik: • Se mora nakopičiti v tarčnem (bolnem) tkivu v čim večjem deležu – visoka specifičnost. • Vsebovati mora radioaktivni izotop, ki oddaja beta ali alfa sevanje. Radioaktivni izotopi in radioterapevtiki Radioaktivni izotopi - odprti viri sevanja, ki se najpogosteje uporabljajo za zdravljenje: 131I, 90Y, 177Lu, 186Re, 32P - metabolizem - peptidi - protitelesa - koloidi - mikrosfere 131I, 131I MIBG, 32P 90Y ali 177Lu somatostatinski analogi 90Y MoAB-fragmenti 90Y ali 186Re koloidi 90Y mikrosfere Zdravljenje hipertiroze pri golši z lokaliziranim avtonomnim tkivom 131I - jod 131 • Razpade v stabilni 131Xe (beta razpad) • Fizikalni razpolovni čas 8 dni • Beta sevanje maksimalne energije 0.606 MeV (89%), povprečna energija 0.192 MeV • Največji doseg beta sevanja v tkivu 3 mm, povprečni doseg v tkivu 0,4 mm • Gama sevanje 364 keV (82%) Zdravljenje hipertiroze pri golši z lokaliziranim avtonomnim tkivom Določitev aktivnosti 131I, ki jo je potrebno aplicirati bolniku Želimo, da prejme vroč ščitnični gomolj 200 - 300 Gy. Pred zdravljenjem moramo zato določiti: - Delež joda, ki se nakopiči v ščitnici - Velikost gomolja Scintigram ščitnice z 99mTc ali 123I pred zdravljenjem z 131I Običajno znaša aplicirana aktivnost 131I (v obliki jodida) 740 – 925 MBq Zdravljenje hipertiroze pri golši z lokaliziranim avtonomnim tkivom Scintigram ščitnice pred zdravljenjem z 131I Scintigram ščitnice po zdravljenjem z 131I Zdravljenje hipertiroze pri golši z lokaliziranim avtonomnim tkivom Bolnik s terapevtsko “dozo” 131I 1000 MBq 131I 500 100 0 0.5 1 30 Sv/h 60 2m Bolniki, ki prejmejo nad 800 MBq 131I, morajo biti hospitalizirani na “zaprtem” oddelku. Radioizotopska sinoviorteza 6 ur po aplikaciji 186Re koloida aktivnosti 74 MBq v skočni sklep Zdravljenje nevroendokrinih tumorjev 30 min. po aplikaciji in 24 ur 177 Lu-DOTATATE aktivnosti 7863 MBq Gama sonda Telo sonde & Zaščita Kristal Gama sonda je med operacijo kirurgu v pomoč, da lažje najde in odstrani lezijo z povišanim kopičenjem radioindikatorja. Operativno zdravljenje s pomočjo gama sonde Varovalna bezgavka Mesto, kjer se nahaja tumor Radioizotopska limfografija pri bolniku z malignim melanomom Operativno zdravljenje s pomočjo gama sonde Uporaba gama sonde