Różnica między fotonem „X” a protonem „P”
- ► Promieniowanie fotonowe "X"
- Promieniowanie protonowe "P"
- Przykłady różnicy rozkładu dawki przy zastosowaniu fotonów „X“ lub protonów„P“
Fizykalne właściwości promieniowania fotononowego „X”
Promienie fotonowe „X” to światło o bardzo krótkiej fali. Z tego powodu jest ono niewidoczne dla ludzkiego oka. Jest jak wiatr: im niższa długość fali, tym wyższa jest jego energia i tym trudniej jest powstrzymać promieniowanie. Promienie „X”, w przeciwieństwie do widzialnego światła i wiatru, przenikają jednak przez każde ciało stałe i nie dają się łatwo zatrzymać. Promieniowanie „X” jest też oczywiście pochłaniane podczas interakcji z molekułami ciała stałego i stopniowo staje się coraz mniej intensywne. Proces ten przypomina rozproszenie strumienia światła we mgle. Maksymalna dawka promieniowania „X” podczas naświetlania za pomocą jednego pola znajduje się jednak tuż pod powierzchnią ciała pacjenta, dochodzi do niej rozproszone tzw. promieniowanie zwrotne. Z kolei dawka promieniowania przemieszczając się w kierunku nowotworu zmniejsza się wykładniczo (Rys. 1). Ponieważ guzy nowotworowe zwykle znajdują się w głębi ciała, otrzymują one w tym przypadku promieniowanie o mniejszej mocy niż zdrowe tkanki usytuowane „po drodze“. Promieniowanie „X” dociera również niepotrzebnie w dużej części do zdrowych organów, znajdujących się za zmianą nowotworową i uszkadza je (np. zdrowy rdzeń kręgowy, zdrowy nerw oczny czy zdrowe ośrodki mózgu).
Rys.1
Rys. 1 przedstawia wykres pochłaniania dawki promieniowania „X” od lewej strony t.j. od powierzchni ciała podczas naświetlania za pomocą jednego pola. Tkanka znajdująca się przed nowotworem otrzymuje o wiele więcej promieniowania niż sam nowotwór, ale i tkanka za nowotworem również jest narażona na niepotrzebne promieniowanie. Jeśli energia fotonów „X” wzrośnie, to wykres ulegnie jedynie spłaszczeniu, nastąpi swoista „zamiana miejsc“. Tkanka za guzem będzie bardziej narażona na promieniowanie, a tkanka przed guzem – mniej, co nie poprawi sytuacji, czyli niepotrzebnego obciążenia promieniowaniem zdrowych tkanek.
Udoskonalenie techniki promieniowania fotonowego „X”
Rozwój techniki promieniowania fotonami „X” pozwolił ostatnio na zminimalizowanie problemu uszkodzenia tkanek zdrowych. W wielu klinikach na świecie zmiany nowotworowe naświetla się znacznie precyzyjniej za pomocą wiązek wysyłanych z różnych kierunków. Tzw. „nakładanie“ wiązek promieniowania i modulacja intensywności wiązki (IMRT) zwiększają efekt terapeutyczny. Równocześnie zdrowa tkanka w okolicach guza jest mniej narażona na promieniowanie.
Rys.2
Rys. 2 przedstawia schemat rozkładu dawki na przekroju ciała. Z wykresu tego wynika wprawdzie, że podczas aplikowania promieni z wielu kierunków następuje polepszenie wysycenia dawką obszaru zajętego nowotworem jednak obciążenie dawką otaczających tkanek zdrowych nadal jest za wysokie. Fizykalne właściwości promieni „X” powodują, że część promieniowania zawsze przenikać musi do zdrowych tkanek i organów umiejscowionych poza guzem. Nowsza technika radioterapii, IMRT (Intensity Modulated Radio Therapy), czyli modulacja intensywności wiązki, na bieżąco dostosowuje obszar promieniowania jonizującego oraz intensywność wiązki. Guz napromieniany jest techniką rotacyjną. Mimo precyzyjnego rozkładu wiązki promieni w tkance nowotworowej podstawowy problem pozostaje nadal nierozwiązany. Również przy zastosowaniu tej metody (IMRT) promienie przedostają się poza obszar nowotworu do tkanek zdrowych. IMRT nie jest w stanie zmienić fizykalnych właściwości promieniowania „X”. Technika ta nie zmniejsza istotnie obciążenia promieniami zdrowej tkanki. Zmienia jedynie rozłożenie pochłoniętej dawki. Niekorzystny stosunek ilościowy leczniczego działania promieniowania do szkodliwego nie ulega zmianie.
Uszkodzenie zdrowej tkanki przez fotony „X” dzięki zastosowaniu techniki IMRT można zminimalizować, ale nie można mu zapobiec.