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.
Urychlené protony pomocí elektromagnetů vyvádějí urychlovače vakuovou transportní trubicí
se přivádějí ozařovny. Získáme tím obraz rozložení míst, nichž
se jádra 12C+11C zastavila odevzdala maximum radiační dávky. 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. PET kamerou instalovanou na
ozařovači tak můžeme monitorovat rozložení dávky cílové tkáni okolí tím kontrolovat
http://astronuklfyzika. jím nejčastěji buď synchrotron, nebo cyklotron urychlovačích viz §1.2008 12:14:48]
.
*) Ozařovací hlavice bývá často upevněna speciálním stojanu, tzv.
Poměrně snadno získávají iontovém zdroji urychlení vykazují vysoký radiační kontrast v
oblasti Braggova maxima.*)
Změnou energie svazku částic lze velmi přesně nastavovat hloubku, níž dochází maximální
radiační dávce.: Braggovo maximum poměrně velmi ostré, šířka Braggova píku pro monoenergetické protony jen cca
2cm, což často mnohem méně než velikost nádoru. Díky této zvýšené selektivitě lze
zvýšit ložiskovou dávku tím zvýšit pravděpodobnost účinné likvidace nádorových buněk), aniž
by došlo vážnějšímu poškození okolních tkání.
Podobně jako běžné radioterapii zde často používá frakcionované ozařování více
směrů.
Z těžších jader jsou pro radioterapii zvláště vhodná urychlená jádra uhlíku 12C (uhlíkové ionty). když podle klasifikace §1. tato vlastnost přispívá k
lepšímu zacílení radiační dávky požadovaného místa.5. 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. jeden urychlovač může být napojeno několik ozařoven, kam jsou
jednotlivé dílčí svazky vedeny transportními trubicemi opatřenými elektromagnety.
Radioterapie těžšími ionty
Pro hadronovou terapii současné době nejčastěji používají urychlené protony (energie do
250MeV).6. 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.4 "Radionuklidová scintigrafie"). Pro dostatečné ozáření celého nádoru můžeme postupovat
dvěma způsoby.
*) tomto směru primárního svazku nasměrována větší část sekundárních elektronů uvolněná při interakci
těžkých rychlých částic látkou. Vojtěch Ullmann: Detekce aplikace ionizujícího záření
je dána energií protonů; pro protony energie 200MeV činí tato hloubka tkáni asi cm.
Jednou příznivých fyzikálních vlastností svazků těžkých částic též jejich minimální bočný
rozptyl.RNDr.10. Výhodou hadronové radioterapie možnost pro každý svazek hloubkově nastavit
oblast maximální předávané energie nádorového ložiska.
*)Pozn. gantry, umožňujícím řízenou rotaci kolem
těla pacienta pro izocentrickou radioterapii (viz výše obr., jejichž využití lze budoucnu očekávat označuje se
jako hadronová radioterapie těžkými ionty.cz/JadRadMetody. 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"). 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" *).3.htm (41 49) [15. koncové
ozařovací hlavici*) pomocí dalších precizně řízených elektromagnetů protonový svazek tvaruje
a vstupuje ozařované tkáně.5,
část "Urychlovače nabitých částic "), budoucnu lze očekávat nasazení výkonných
lineárních urychlovačů protonů. Podobný ještě větší účinek však měly mít těžší urychlené částice částice alfa či
ionty lithia, berylia, bóru, uhlíku pod.1). ozáření větších objemů tkání též
používá kombinace hadronového ozáření konvenčním fotonovým ozářením.
Zdrojem protonového svazku tedy nejdůležitější částí hadronového terapeutického systému -
je urychlovač
