V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
3.
Zdrojem protonového svazku tedy nejdůležitější částí hadronového terapeutického systému -
je urychlovač. Získáme tím obraz rozložení míst, nichž
se jádra 12C+11C zastavila odevzdala maximum radiační dávky.5,
část "Urychlovače nabitých částic "), budoucnu lze očekávat nasazení výkonných
lineárních urychlovačů protonů., jejichž využití lze budoucnu očekávat označuje se
jako hadronová radioterapie těžkými ionty.
Podobně jako běžné radioterapii zde často používá frakcionované ozařování více
směrů.4 "Radionuklidová scintigrafie"). PET kamerou instalovanou na
ozařovači tak můžeme monitorovat rozložení dávky cílové tkáni okolí tím kontrolovat
http://astronuklfyzika.
Poměrně snadno získávají iontovém zdroji urychlení vykazují vysoký radiační kontrast v
oblasti Braggova maxima.
Jednou příznivých fyzikálních vlastností svazků těžkých částic též jejich minimální bočný
rozptyl. tato vlastnost přispívá k
lepšímu zacílení radiační dávky požadovaného místa. když podle klasifikace §1.
Z těžších jader jsou pro radioterapii zvláště vhodná urychlená jádra uhlíku 12C (uhlíkové ionty).*)
Změnou energie svazku částic lze velmi přesně nastavovat hloubku, níž dochází maximální
radiační dávce. Nebo použitím vhodných filtrů (klínového nebo
schodovitého průběhu tloušťky) rozptýlíme energeticky svazek tak, abychom dosáhli rozšíření Braggova vrcholu
do požadovaných rozměrů (metoda označuje jako "pasivní rozptyl").1). Podobný ještě větší účinek však měly mít těžší urychlené částice částice alfa či
ionty lithia, berylia, bóru, uhlíku pod. jedná "malý urychlovač",
zaujímá laboratoř urychlovače poměrně velké prostory jednu velkou místnost (halu) vlastní
vakuovou urychlovací trubicí obklopenou silnými elektromagnety, dále několik menších místností
se vzduchotechnikou, napájecí řídící elektronikou. Díky této zvýšené selektivitě lze
zvýšit ložiskovou dávku tím zvýšit pravděpodobnost účinné likvidace nádorových buněk), aniž
by došlo vážnějšímu poškození okolních tkání. ozáření větších objemů tkání též
používá kombinace hadronového ozáření konvenčním fotonovým ozářením.
*) Ozařovací hlavice bývá často upevněna speciálním stojanu, tzv.cz/JadRadMetody.
*) tomto směru primárního svazku nasměrována větší část sekundárních elektronů uvolněná při interakci
těžkých rychlých částic látkou.5. Vojtěch Ullmann: Detekce aplikace ionizujícího záření
je dána energií protonů; pro protony energie 200MeV činí tato hloubka tkáni asi cm. Kromě toho při jaderných reakcích tkáni části jader 12C vznikají jádra
11C, která vykazují β+-radioaktivitu, doprovázenou emisí dvojic protilehlých kvant anihilačního záření γ
o energii 511keV.
Urychlené protony pomocí elektromagnetů vyvádějí urychlovače vakuovou transportní trubicí
se přivádějí ozařovny. Výhodou hadronové radioterapie možnost pro každý svazek hloubkově nastavit
oblast maximální předávané energie nádorového ložiska. koncové
ozařovací hlavici*) pomocí dalších precizně řízených elektromagnetů protonový svazek tvaruje
a vstupuje ozařované tkáně. Pro dostatečné ozáření celého nádoru můžeme postupovat
dvěma způsoby.2008 12:14:48]
. Tyto fotony pak mohou být detekovány metodou pozitronové emisní tomografie
PET (viz "Kamery PET" kap. Proton, jehož hmotnost 1836-krát větší než elektronu, při interakcích elektronovými
obaly atomů jen minimálně odchylován, letí jednom směru "vpřed" *).RNDr.: Braggovo maximum poměrně velmi ostré, šířka Braggova píku pro monoenergetické protony jen cca
2cm, což často mnohem méně než velikost nádoru. gantry, umožňujícím řízenou rotaci kolem
těla pacienta pro izocentrickou radioterapii (viz výše obr. jím nejčastěji buď synchrotron, nebo cyklotron urychlovačích viz §1.10.htm (41 49) [15. jeden urychlovač může být napojeno několik ozařoven, kam jsou
jednotlivé dílčí svazky vedeny transportními trubicemi opatřenými elektromagnety.6.
Radioterapie těžšími ionty
Pro hadronovou terapii současné době nejčastěji používají urychlené protony (energie do
250MeV).
*)Pozn. Buď tak, cílenou oblast ozařujeme každého směru vhodným meandrovým "skenováním",
přičemž měníme energii svazku částic posouváme tak maximum dávky různých hloubek ("aktivní
skenování"); postupně tak ozářen celý cílový objem
