Оглавление (стр. 1 )

Оглавление

Введение. 6

1. Актуальные типы лучевой терапии. 8

1.1. Адронная лучевая терапия. 9

1.2. Радионуклидная терапия. 11

1.3. Нейтронная терапия. 12

1.3.1. Терапия быстрыми нейтронами. 13

1.3.2. Борная нейтрон-захватная терапия. 14

2. Центры ядерных медицинских технологий. 18

2.1. Установка для нейтрон-захватной терапии на высокопоточном реакторе HFR в Петтене, Нидерланды. 18

2.2. Опыт использования установки для лечения методом БНЗТ на исследовательском реакторе FiR 1 TRIGA, Финляндия. 22

2.3. Быстрые нейтроны для лечения опухолей и техническое применение реактора FRM-II, Германия. 30

3. Создание центра БНЗТ на основе мирового опыта. 32

3.1. Физические аспекты. 32

3.2. Химические аспекты. 35

3.3. Медицинские аспекты. 35

3.4. Планирование лечения с использованием метода БНЗТ. 35

3.5. Система размещения пациента. 36

3.6. Обучение персонала. 36

3.7. Административная стратегия. 37

3.8. Регулирующая нормативная база. 37

3.9. Финансирование. 39

3.10. Разрешительные процедуры метода БНЗТ. 40

3.10.1. Клинические протоколы. 44

4. Создание центра НЗТ в России. 47

4.1. Социальный аспект развития ядерной медицины в России. 47

4.2. Состояние ядерной медицины в России. 48

4.3. Нейтрон-захватная терапия на ИРТ МИФИ.. 53

4.4. Достижения, проблемы и перспективы. 55

4.4.1. Физико-технические аспекты. 55

4.4.2. Медицинские и химические аспекты. 59

4.4.3. Сочетанные технологии. 62

4.4.4. Обучение персонала. 64

4.4.5. Административная стратегия. 65

4.4.6. Регулирующие факторы. 66

4.4.7. Финансирование. 68

4.4.8. Международное сотрудничество. 71

Заключение. 73

Список использованной литературы. 75

Приложение 1. Список сокращений. 80

Приложение 2. Презентация. 81

Введение

Во всем мире онкологическая заболеваемость растет, рак назывался "болезнью ХХ века", он стал и "болезнью XXI века". [1] Десять миллионов пациентов проходят лечение (диагностику и терапию) каждый год в Европе с помощью ядерной медицины и 80% из них – с применением продуктов, полученных на исследовательских реакторах. Это количество возрастает с каждым годом и не конкурирует с другими методами. [2]

Однако основным недостатком существующей лучевой терапии является то, что при облучении опухоли существенному воздействию излучения подвергаются здоровые ткани, особенно в тех случаях, когда опухоль имеет сложную или множественную форму. [19] Как правило, в существующих методах лучевой терапии нет достаточной избирательности воздействия излучения на злокачественные новообразования. В настоящее время в мире широко развивается новая технология лучевой терапии – нейтрон-захватная терапия (НЗТ), которая является перспективным методом.

Нейтрон-захватная терапия – это истинно многопрофильная дисциплина, в которой участвуют специалисты разных направлений. Необходимо подчеркнуть, что все текущие разработки по нейтрон-захватной терапии пока находятся на стадии исследований, целью которых является доказательство эффективности клинических испытаний. [18]

Очевидно, что многие институты, заинтересованные в разработке установок НЗТ, не полностью знакомы с большим объемом, сложными регулирующими инструкциями, управлением качеством и с организационными нуждами для создания «инфраструктуры» реализации метода НЗТ. Что касается технической части, в каждой группе есть физики по разработке пучка и проведения дозиметрических работ. Тем не менее, полные технические требования, включая строительство помещения для облучения, планирование лечения, расположение пациента, необходимый инструментарий, мониторинг, область подготовки пациентов разработаны недостаточно. [2]

Основная тенденция развития НЗТ в мире заключается в использовании пучков эпитепловых нейтронов для обработки глубоколежащих опухолей и, прежде всего, тяжелых опухолей головного мозга. [40] На реакторе ИРТ МИФИ силами специалистов МИФИ, ГНЦ Института биофизики и Российского Онкологического Научного Центра имени создается клиническая база НЗТ с использованием эпитепловых и тепловых нейтронов, ведется наработка и изучение новых препаратов и развитие сочетанной технологии лечения злокачественных опухолей на основе НЗТ. [23]

Реализация этих целей позволит создать в России первую клиническую базу НЗТ и откроет возможность перехода к устойчивому развитию.

Данная работа посвящена оценке перспективы создания центра нейтрон-захватной терапии на базе реактора ИРТ МИФИ при сотрудничестве с ведущими российскими научными центрами.

В соответствии с целью работы можно выделить следующие основные задачи:

1. Проведение анализа мировой практики организации исследовательских центров ядерных медицинских технологий.

2. Выявление основных аспектов создания центра нейтрон-захватной терапии с учетом отечественных условий.

3. Выработка рекомендаций по эффективной и устойчивой жизнедеятельности центра нейтрон-захватной терапии на базе ИРТ МИФИ.

1. Актуальные типы лучевой терапии

Лучевая терапия — метод лечения опухолевых и ряда неопухолевых заболеваний с помощью ионизирующих излучений. Такое излучение создается с помощью специальных аппаратов, в которых используется радиоактивный источник. Эффект лучевой терапии основан на повышенной чувствительности раковых клеток к ионизирующему излучению. [5] Под действием этого излучения в клетках развивается огромное количество мутаций, и они погибают. Нормальные клетки организма не подвергаются таким изменениям, так как более устойчивы к облучению. Гибель опухоли происходит также за счет специальной методики облучения, когда лучи подводятся к опухоли с разных сторон. В результате в опухоли накапливается максимальная доза.

Наиболее распространенной причиной назначения лучевой терапии является наличие новообразований различной этиологии. В зависимости от локализации опухоли различаются типы воздействия и доза излучения.

Выделяют два способа воздействия:

1.  Контактный (контактное воздействие производится при непосредственно приложении источника излучения к ткани опухоли, производиться интраоперативно или при поверхностно расположенных новообразованиях; в связи с этим данный метод, пусть и менее вредный для окружающих тканей, используется значительно реже).

2.  Дистанционный (при дистанционном воздействии между очагом воздействия и источником излучения лежат здоровые ткани; чем их больше, тем сложнее доставить необходимую дозу излучения к очагу, и тем больше побочных эффектов терапии. Несмотря на наличие серьезных побочных эффектов, этот метод наиболее распространен; это обусловлено тем, что он наиболее универсален и доступен в использовании).

1.1. Адронная лучевая терапия

Под термином “адронная терапия” в широком смысле подразумевается применение для лечения пучков ускоренных тяжелых частиц - адронов, к которым относятся протоны, нейтроны, мезоны, однако на сегодняшний день принято включать в данное понятие только протоны и ионы атомов некоторых химических элементов (гелий, углерод, неон, аргон). [20]

Наибольшее распространение в клинической практике получили протоны. В мире насчитывается более 20 центров, использующих для лучевой терапии пучки протонов. При этом отмечается тенденция к увеличению их числа. Мировой опыт протонной терапии насчитывает более 30 тысяч пациентов, из них на долю российских центров приходится более 5 тысяч.

В России история применения протонных пучков для лучевой терапии насчитывает более 35 лет.

В настоящее время действуют центры в Новосибирске, в Дубне – на базе ускорителя Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ), в Москве – в Институте теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ) и в С.-Петербурге – в Институте ядерной физики (ИЯФ).

Идеальная терапия должна воздействовать на больные ткани и совсем не затрагивать здоровые, в особенности так называемые “органы риска”. Во всех случаях при традиционной радиотерапии облучение тканей ограничивается допустимым пределом дозы на критические органы, которые могут быть затронуты при лечении.

Терапия протонными и углеродными пучками признана на сегодня одной из наиболее эффективной и самой прецизионной (точной) формой лучевой терапии глубоко расположенных опухолей, в том числе и так называемых радиорезистентных (плохо поддающихся фотонной терапии). [4]

Углерод в лучевой терапии

Применение ионов углерода в лучевой терапии несет следующие уникальные преимущества:

1.  быстро движущиеся ионы можно легко сформировать в хорошо направленные узкие пучки, проникающие в живую ткань на необходимую глубину, которая зависит от выбора энергии пучка;

2.  максимальное повреждение клеток происходит в тканях опухоли, при этом живые ткани, расположенные рядом с опухолью практически не затрагиваются;

3.  проникновение ионов углерода проходит почти без рассеяния и можно точно нацеливать их на нужное место. Обеспечивается контролируемое сканирование пучка ионов по всей опухоли даже в случае ее глубокого расположения. При этом точность контроля места остановки иона составляет 1 мм;

4.  “кислородный эффект” в случае ионов углерода не важен. Происходят многократные двойные разрывы спирали ДНК, после которых шансов на выживание у клеток опухоли не остается.

Использование адронной терапии стало возможным вследствие достижений ядерной физики и физики высоких энергий, стимулировавших на протяжении второй половины XX века развитие ускорительной техники, разработку новейших уникальных детекторов, вычислительных систем и информационных технологий для нужд фундаментальной науки.

Развитие центров протонной и углеродной терапии в мире

В настоящее время в Европе совместными усилиями нескольких стран и при общей координации крупнейшей в мире научной лаборатории - Европейского Центра Ядерных Исследований (ЦЕРН) - создается международная исследовательская сеть новейших центров адронной терапии (ENLIGHT), призванная обеспечить высокоэффективное и быстрое лечение онкологических пациентов.

При адронной терапии планирование облучения, контроль сканирования опухоли в процессе сеанса, включая отслеживание возможных смещений опухоли, - все это достигается на основе современных диагностических систем и соответствующего программного обеспечения.

К числу опухолей, для лечения которых наиболее пригодна адронная терапия, относятся опухоли головы (саркома, аденома гипофиза, менингиома), опухоли печени, поджелудочной железы, желчных проток, а также органов малого таза, области грудной клетки (легкие и пищевод), опухолей крестцовой области, позвоночника и некоторые опухоли груди. Первый опыт использования протонных пучков в клинических условиях стартовал в 1990 году в медицинском центре протонной терапии в университете Loma Linda, в Южной Калифорнии (США).

В развитых странах новым методам лучевой терапии оказывается планомерная государственная поддержка. С 1992 года исследовательские медицинские пучки ионов углерода применяются для лечения пациентов в Германии. Два современных центра адронной терапии на основе пучков ядер углерода работают уже несколько лет в Японии, и планируется создание новых. Ведется строительство двух новых высокотехнологичных центров адронной терапии в Германии и Италии. Еще два центра находятся в стадии проектирования при выделенном национальном финансировании (в Австрии и Франции). Проектируется создание таких центров в Китае, Бельгии и в Швеции. Каждый из таких центров предназначен для региона примерно с 10-миллионным населением (что приблизительно соответствует населению Северо-Западного региона России). [3]

1.2. Радионуклидная терапия

Отдельным разделом современной лучевой терапии является радионуклидная терапия, основанная на введении в организм пациента с терапевтической целью радиофармпрепаратов (РФП), представляющих собой химические и биохимические соединения, меченные радионуклидами. Применение радионуклидов в клинической медицине имеет более чем полувековую историю.

При радионуклидной терапии отмечаются высокая толерантность нормальных тканей при несущественных побочных эффектах (в основном это нарушения деятельности системы кроветворения), полная реализация энергии бета-частиц на расстояниях не более нескольких миллиметров, а альфа-частиц на расстояниях нескольких десятков микрон, а также возможность формирования в патологических очагах больших поглощенных доз (100–1000 Гр).

Для полноценного использования радионуклидной терапии необходимы специализированные центры или отделения. Средний показатель обеспечения радионуклидной терапии в Европейских странах составляет 1 койко-место на 340 тысяч населения, в наиболее развитых (Германия, Австрия) – 1 койко-место на 100-200 тысяч населения, в то время как в России имеется всего 24 койко-места и этот показатель составляет 1 койко-место на 6 млн человек. Даже в Японии, где применение открытых радиоизотопов ограничено жесткими нормативами, разрешено применение йода-131 для лечения тиреотоксикоза и рака щитовидной железы в 77 больницах. [4]

1.3. Нейтронная терапия

Нейтронная терапия привлекает все возрастающее внимание благодаря высокой биологической эффективности нейтронов в лечении злокачественных новообразований. В настоящее время нейтронная терапия реализуется в 2-х вариантах: проводятся клинические испытания терапии быстрыми нейтронами и развиваются методы нейтрон-захватной терапии. [5]

1.3.1. Терапия быстрыми нейтронами

При терапии быстрыми нейтронами основной терапевтический эффект достигается за счет протонов отдачи и более тяжелых ядер отдачи. Применимость нейтронов для лечения злокачественных образований и их преимущества были осознаны сразу же после открытия нейтрона. С 1938 по 1943 год были впервые применены нейтроны для лечения и получены блестящие результаты - опухоль в большинстве случаев исчезала. Однако вскоре от такой методики пришлось отказаться, т. к. итог оказался печальный - большинство облученных больных погибло от различных язв и общих лучевых осложнений. Поэтому интерес к нейтронной терапии на долгое время был утрачен. Только после того, как были получены хорошие результаты при использовании нейтронной терапии не как самостоятельного средства, а в сочетании с гамма-терапией, вновь возрос интерес к нейтронной терапии. С 1985 года уже более двадцати центров в разных странах ведут исследования по нейтронной терапии и уже около 20 тысяч больных в мире прошли такое лечение. [6]

В России клинические испытания терапии быстрыми нейтронами ведутся в 3-х научных центрах: Обнинск, Томск и Снежинск. В каждом из этих центров для генерации нейтронов реализуются различные подходы.

В 1999 году был открыт Центр нейтронной терапии в российском ядерном центре Снежинск. Генерация 14 МэВ-ных нейтронов осуществляется сбросом 200 кэВ 8 мА дейтериевого пучка на тритиевую охлаждаемую мишень. Система коллиматоров-отражателей формирует на расстоянии 70 см от мишени, в месте расположения пациента, широкий спектр нейтронов со средней энергией 10 МэВ. Облучению подвергаются пациенты после прохождения гамма- или химиотерапии. Доза 2,4 Гр достигается равными порциями за 8 сеансов, каждый из которых продолжается в течение 20-40 минут в зависимости от качества мишени. К настоящему времени проведено лечение 80 больных злокачественными новообразованиями головы, щитовидной железы и лимфатических узлов области шеи, которое показало ее большую эффективность по сравнению с использованием только гамма- или химиотерапии.

Можно выделить следующие преимущества нейтронной терапии:

1.  Нейтронное излучение чувствительно как для делящейся клетки, так и для клетки, находящейся в состоянии покоя, в то время при некоторых циклах развития клетки нечувствительны к радиационно-фотонному излучению, которое применяется в современной медицине.

2.  Малая зависимость от насыщения клеток опухоли кислородом. Как известно, когда клетка делится и растет, у нее ухудшается питание кислородом и она находится в состоянии гипоксии.

1.3.2. Борная нейтрон-захватная терапия

Борная нейтрон-захватная терапия (БНЗТ) – это методика, разработанная для избирательного облучения опухоли на клеточном уровне. Концепция БНЗТ впервые была предложена вскоре после открытия нейтрона Чедвиком в 1932 г. и разработок Голдхабера о необычно большом сечении захвата тепловых нейтронов у естественно встречающегося изотопа 10B в 1934 г. Он обнаружил, что 10B проявлял необычно высокую активность в поглощении тепловых нейтронов (энергия <0,1 эВ). Сразу после захвата теплового нейтрона 10B становится 11B, а затем немедленно распадается на энергетическую альфа-частицу и ион отдачи 7Li. Эти частицы имеют совместный пробег в ткани 12-13 мкм (сопоставимый с размером клетки) и совместную среднюю кинетическую энергию 2,33 МэВ. На рис. 1 показана ядерная реакция, лежащая в основе БНЗТ. [7]

Рис.1 Ядерная реакция, используемая в БНЗТ. Ядро 10B поглощает тепловой нейтрон и мгновенно испускает в противоположных направлениях ион 7Li и частицу 4He (альфа-частицу).

Сегодня исследования в этом направлении интенсивно ведутся во многих странах мира (США, Евросоюз, Япония, Аргентина, Тайвань и др.). Основное применение НЗТ находит для лечения неоперабельных и радиорезистентных злокачественных новообразований. Следует отметить, что НЗТ используется в случаях, когда другие методы лечения оказываются бессильными. 47 стран мира проводят исследования по этой проблеме на базе специализированных или переоборудованных ядерных реакторов. К настоящему времени в мире функционирует 14 центров по НЗТ, где несколько тысяч пациентов успешно прошли процедуру НЗТ (см. рис. 2).

Рис. 2. Исследовательские Центры НЗТ в мире (фото c презентации доклада K. J. Riley, P. J. Binns, O. K. Harling, W. S. Kiger III et al. The International Dosimetry Exchange for BNCT: A Basis for Pooling and Collectively Analyzing Clinical Results на 12 конгрессе НЗТ, Япония, 2006).

Через клинические испытания метода НЗТ прошли около 2000 человек. Самые впечатляющие результаты получили итальянец Пинелли и японец Хатанака. В Италии разработали технологию лечения печени: ее вырезают у больного человека, облучают в реакторе и реимплантируют обратно пациенту. Полтора года назад таким образом пролечили больного с 14 метастазами в печень. Подобный диагноз — это смертный приговор без права отсрочки, но итальянский пациент жив до сих пор. Японский профессор Хатанака проводил экспериментальное лечение безнадежных больных с опухолями мозга III-IV стадий. Он вскрывал им череп, удалял 70% опухоли, насыщал оставшуюся часть борсодержащим препаратом, облучал хирургическое поле — и добивался практически полного излечения. Именно опыт Хатанаки дал толчок для развития НЗТ во всем мире. [7]

В настоящее время общепризнано, что для реализации технологии НЗТ необходимо иметь:

1.  Пучок тепловых нейтронов для обработки поверхностных опухолей или/и эпитепловых нейтронов (с энергией 0.5 < E < 10 кэВ) высокой интенсивности (плотность потока нейтронов не менее 109 нейтрон/см2с). Такую плотность потока в настоящее время можно получить лишь с использованием ядерного реактора. Спектр нейтронов пучка должен быть таким, чтобы в месте расположения опухоли получить максимум плотности потока тепловых нейтронов.

2.  Борсодержащий препарат с обогащенным нуклидом 10В или гадолинийсодержащий препарат, которые должны накапливаться в опухоли в концентрациях более 20 мкг/г опухоли для 10В или 5.5 мг/г для Gd при отношении их концентраций в опухоли и нормальной ткани ~ 3 и выше во время процедуры облучения.

Пучок нейтронов должен быть максимально очищен от сопутствующего фотонного излучения и быстрых нейтронов с энергией E >10 кэВ, так, чтобы максимальная суммарная доза, создаваемая этим излучением в опухоли за все время облучения не превосходила 9-12 Гр. [3]

2. Центры ядерных медицинских технологий

2.1. Установка для нейтрон-захватной терапии на высокопоточном реакторе HFR в Петтене, Нидерланды

Первые клинические испытания в Европе по лечению глиобластомы методом БНЗТ были начаты в июле 1997 г. на высокопоточном реакторе HFR (High Flux Reactor) (корпусной, тепловая мощность 45 МВт, пуск в 1961 г.). Первый пациент проходил лечение в октябре 1997 г.; к 2004 г. лечение прошли 10 пациентов.

Это первый случай реализации клинического применения метода БНЗТ на многонациональном уровне, когда установка БНЗТ расположена в одной стране (Нидерланды) и при этом используется международной командой экспертов под руководством радиотерапевта из Германии, осуществляющего лечение пациентов из различных европейских стран. При этом необходимо создать четко специализированную организацию и структуры на контрактной основе при поддержке административных органов различных стран, которые должны находить и принимать решения в рамках существующих законов.

Уже на начальных стадиях разработки данного проекта было очевидно (особенно в ходе многочисленных обсуждений с органами здравоохранения), что качество и обеспечение качества (Quality Assurance) станут критическими моментами всех испытаний с применением терапии БНЗТ. [2]

Радиотерапевтические аспекты обеспечения качества и безопасности

Согласно директиве совета по защите здоровья 97/43/EURATOM (на основе рекомендации Международной комиссии по радиологической защите ICRP-60) требуется наличие соответствующих программ по контролю качества (Quality Control) при эксплуатации и для обеспечения безопасности радиотерапевтических блоков, включая регулярное тестирование эксплуатационных характеристик.

Как известно, для клинических исследований понятие «обеспечение качества» означает все планируемые и систематические действия, которые устанавливаются для обеспечения того, что исследование проводится и данные обобщаются, документируются (записываются) и представляются в форме отчета в соответствии с надлежащей клинической практикой (Good Clinical Practice), а также соответствующими регулирующими требованиями.

Что касается надлежащей клинической практики, то она представляет собой стандарт по проектированию, выполнению, мониторингу, аудиторской проверке, записи, анализу, а также отчетности в отношении результатов клинических исследований, что дает уверенность в том, полученные данные и представленные результаты заслуживают доверия и точны, а также в том, что все права, целостность и конфиденциальность в отношении целей исследований защищены. Часть руководства по надлежащей клинической практике содержит «Стандартные рабочие инструкции» (Standard Operating Procedures) для достижения единообразия описания каждой конкретной функции.

Ядерные аспекты обеспечения качества и безопасности

Проведение клинических испытаний в центре ядерных исследований Петтен само по себе не налагает обязательства в отношении того, что должны выполняться руководящие указания по надлежащей клинической практике согласно системе качества и обеспечения качества. Ядерные установки включают собственные системы обеспечения качества. На высокопоточном реакторе HFR существует политика по качеству и безопасности для подержания ключевого положения этого реактора среди исследовательских реакторов во всем мире, которое может быть достигнуто и поддерживаться, оставаясь на высоком уровне безопасности и качества во всех аспектах работы этого реактора. Система качества базируется на принципе стандартов ISO 14000 (Международная организация по стандартизации). Будучи частью «Системы обеспечения качества» «Руководство по обеспечению качества высокопоточного реактора» дает описание системы обеспечения качества и ссылается на руководящие указания по качеству, рабочие инструкции, детально сопоставленные с системой качества Международной метрологической ассоциации (International Association of Metrology), Немецкими правилами по ядерной безопасности, Руководящими указаниями по обеспечению качества МАГАТЭ и Техническим руководством по эксплуатации HFR.

В результате сравнения было показано, что имеет место большое количество перекрывающихся аналогий, существующих как в медицинских, так и ядерных системах обеспечения качества. Отсюда следует, что требования по выполнению руководства по надлежащей клинической практике для клинических экспериментов на ядерных установках не являются какими-то особенными, при этом лечение методом БНЗТ в Петтене выполняется с учетом европейских, голландских и, при возможности, немецких правил безопасности и инструкций по обеспечению качества для исследовательских реакторов, защиты от излучений, радиотерапевтических установок и проведения клинических испытаний. В частности, система обеспечения качества для заданных условий по безопасности и характеристик функционального применения соответствует большинству последних концепций и правил Международной электротехнической комиссии (International Electrotechnical Commission) и/или стандарта Немецкого института норм и стандартов DIN (Deutsches Institut fur Normung) для медицинских ускорителей электронов и для систем планирования лечебных процедур.

Все соответствующие процедуры, касающиеся выполнения клинических испытаний, описаны в файле «Стандартные рабочие инструкции», включающем около 55 инструкций, охватывающим деятельность в случае аварии, например эвакуация из реакторного зала в случае ядерной аварии. [10]

Облучающая установка для БНЗТ на реакторе HFR (Петтен)

Лечение пациентов проводится на реакторе HFR (тепловая мощность 45 МВт, пуск в 1961 г.), расположенном в Объединенном исследовательском центре в Нидерландах. Реактор HFR предназначен для материаловедческих испытаний, проведения экспериментов по облучению ядерного топлива и материалов, предназначенных для европейских ядерно-энергетических программ. В последние годы область использования данного реактора значительно расширилась в области медицины, в частности, осуществляется производство радиоизотопов и осуществляется лечение по методу БНЗТ. Для установки БНЗТ был использован один из 11 горизонтальных пучковых каналов реактора.

В ходе проектирования, функционирования и проверки этой установки работа проводилась в соответствии с принятыми стандартами обеспечения и контроля качества. Разработка всей установки контролировалась Комитетами по безопасности реакторов и оценки окружающей среды, обладающими мандатами по принятию решений как по аспектам ядерной безопасности установки, так и ее безопасности для окружающей среды, включая безопасность реактора и радиационную безопасность персонала. Состояние рабочей среды проверялось соответствующим органом Министерства социальных дел, которым затем проводилась оценка этой установки на основе посещений площадки и изучения документации. Этот орган представил детальное описание данной установки, включая обоснование для проведения БНЗТ, ее соответствие принципам ALARA по защите от радиации и организационной структуре, которыми четко определяется ответственность в отношении медицинской и радиационной защиты. Установка также прошла локальную аудиторскую проверку качества Объединенного исследовательского центра (Joint Research Centre) в соответствии с документами ISO 9001. Кроме того, площадку посетил независимый врач для проведения экспертизы по клиническим применениям терапии БНЗТ.

Реактор HFR планируется закрыть к концу 2015 года. В Петтене будет построен новый реактор PALLAS и заменит ныне действующий реактор. Стоимость проекта оценивается в несколько сотен миллионов евро. Новый реактор PALLAS бассейнового типа, мощностью от 30 до 80 МВт. [8]

2.2. Опыт использования установки для лечения методом БНЗТ на исследовательском реакторе FiR 1 TRIGA, Финляндия

При решении вопроса о будущем реактора в 1990 году в качестве жизнеспособного варианта была рассмотрена возможность использования финского исследовательского реактора FiR 1 Triga мощностью 250 кВт, расположенного в Техническом исследовательском центре Финляндии VTT, в качестве источника нейтронов для БНЗТ. Инициатива применения метода БНЗТ в Финляндии исходила от группы по медицинским радиоизотопам организации VTT, которой были установлены тесные контакты со специалистами из США, работавшими над разработкой носителя бора. Также на основе контактов с группой по медицинским радиоизотопам в финский проект БНЗТ были включены расчетные ограничения медицинского и медико-физического характера. В качестве первого требования была выполнена оценка пригодности ядерного реактора FiR 1 для БНЗТ. Основной проект, выполненный VTT, показал возможность создания пучка эпитепловых нейтронов, пригодного для лечения методом БНЗТ злокачественных опухолей головного мозга, например, глиомы. После получения необходимой поддержки со стороны медицинского сообщества, а также со стороны частных и государственных финансовых структур, в 1994г. было принято решение о строительстве установки для БНЗТ на реакторе FiR 1. [2]

В настоящее время установка БНЗТ является главным обоснованием продолжения эксплуатации реактора FiR 1. Деятельность в области БНЗТ является основной: три или четыре дня в неделю реактор FiR 1 используется для лечения методом БНЗТ, а в остальные дни для других целей, например, для производства радиоизотопов и нейтронно-активационного анализа.

Для переоборудования старого учебного и исследовательского реактора FiR 1 в клиническую установку БНЗТ в него были внесены значительные изменения. Во-первых, установка для вывода пучка эпитепловых нейтронов была встроена в радиационную защиту реактора, а вокруг выхода пучка был создан облучательный бокс с системой позиционирования пациента. Созданы помещения для пульта управления установкой БНЗТ, подготовки пациента, проведения анализа содержания бора и дозиметрии. Для облегчения доступа на установку БНЗТ был открыт новый вход для персонала установки БНЗТ и пациентов. Верх корпуса реактора был изолирован от реакторного зала для ограничения загрязнения в случае утечки из облученных образцов или разгерметизации твэлов. Вентиляция здания, система аварийного энергоснабжения, теплообменники и контур охлаждения реактора были полностью перепроектированы и перестроены.

Процесс проектирования

Проектирование медицинской установки на реакторе FiR 1 проводилось тремя этапами. На первом этапе, осуществлявшемся в 1996 году, был выполнен эскизный проект. На его основе на втором этапе проводилось архитектурное и техническое планирование реконструкции здания реактора. На третьем этапе была разработана более детальная проектная концепция облучательного бокса, в том числе по позиционированию и фиксации пациентов.

На первом этапе был проведен анализ процесса облучения, а также требований по дозиметрическим исследованиям и радиобиологическим экспериментам. Эта работа была выполнена с участием промышленного дизайнера (консультант по проекту). В порядке личных бесед, встреч и письменных запросов консультантом был подготовлен отчет, включающий результаты анализа и концептуальный эскизный проект клинической установки. При таком подходе в план работ были включены все работы, которые будут выполняться на клинической установке. В работу по анализу и планированию были также включены все действия, связанные с БНЗТ, в частности получение изображений для планирования лечения.

При разработке эскизного проекта для проведения работ в реакторном здании было выделено место и другие ресурсы. Были составлены списки всех прикомандированных сотрудников с описанием их должностных обязанностей, а также всего оборудования и технических систем, требуемых для облучения пациентов или научно-исследовательской деятельности. Исходной точкой послужил анализ материально-технического обеспечения пациента на протяжении всего времени его пребывания на реакторе FiR 1 и контроль всего процесса. Под техническими системами понимались средства связи (телефоны, информационные терминалы и телевизионные терминалы), оборудование для контроля пациентов, а также средства перемещения и фиксации пациента. Учитывалось удобство пациента и его отношение к условиям проведения лечения. Были установлены принципы проектирования средств визуализации. Кроме того, принимались во внимание санитарно-гигиенические аспекты, а также вопросы уборки и обращения с отходами. Были спланированы административные и другие помещения для клиники БНЗТ и исследовательской установки, а также созданы системы и процедуры доступа персонала и посетителей.

На заключительном этапе проектирования облучательного бокса выполнялось детальное планирование по выбору размеров бокса, радиационной защите и оборудованию, в частности по системе фиксации и позиционирования пациента. Для оценки того, обеспечит ли планируемая срезка бетона защиты достаточно места для позиционирования пациента и удобство работы персонала, была выполнена картонная модель пространства вокруг пучка. С помощью этой же модели была выполнена оценка по установке камер контроля, позиционирующих лазеров и источников света. Эта работа проводилась с участием одного и того же проектировщика (консультанта по проекту). [31]

Наблюдение за установкой БНЗТ

Наблюдение за установкой БНЗТ ведется из специального помещения пульта управления, где имеется достаточно места для размещения оборудования контроля пациента и персонала, а также оборудования контроля пучка и оператора установки БНЗТ, работающего с ним. Оператор установки БНЗТ поддерживает постоянную телефонную связь с оператором реактора для инициирования пуска реактора. Кроме того, с пульта управления установки для БНЗТ инициируется аварийный сигнал останова реактора. Это новый элемент схемы эксплуатации реактора. Ранее аварийный останов реактора мог производиться только оператором реактора или с помощью одного из аварийных выключателей реактора.

Группа управления облучением, включая онколога-специалиста по лучевой терапии и физика, отвечающего за планирование лечения и моделирование фармакокинетики бора, находится в помещении пульта управления.

За дверью облучательного бокса со световой индикацией можно наблюдать через широкие окна помещения пульта управления установки для БНЗТ. На двери имеется световая индикация, которая работает от микровыключателей, установленных на этой двери, датчиков перемещения и устройств контроля уровня радиации в облучательном боксе и мощности реактора. Звуковая и световая предупредительная сигнализация срабатывает, когда кто-нибудь входит в облучательный бокс или выходит из него, либо когда уровни радиации превышают установленный уровень. Здесь применяются те же элементы безопасности, что и в традиционных медицинских установках с применением высокоэнергетического ускорителя. В результате обсуждений с регулирующими органами было принято решение о том, что срабатывание ни одного из устройств сигнализации не будет приводить к аварийному останову реактора. Такое решение не было признано необходимым для обеспечения безопасности персонала, однако увеличивает риск необязательных аварийных остановов, что привело бы к вредному для здоровья прерыванию облучения. [31]

Помещение для подготовки пациентов и лаборатория анализа содержания бора

К помещению для контроля БНЗТ примыкает помещение для подготовки пациентов с отдельным туалетом и душем. В помещении для подготовки производится инфузия борного препарата. Пациент фиксируется в нужной ориентации на кушетке для облучения с приданием требуемого положения с помощью лазера и устройства моделирования апертуры пучка. Подготовка и анализ проб крови, взятых у пациентов, проводится в лаборатории анализа содержания бора с одним помещением для подготовки проб и еще с одним помещением для установки машины ИСП-АЕС. В настоящее время эти помещения соединяются напрямую дверным проемом.