Theo nghiên cứu của Giáo sư Phạm Thùy Liên:
Roentgen là nhà bác học đã phát minh ra tia X năm 1896 đặt tên là Roentgen và được giải Nobel 1901. Năm 1896, Henri Becquerel phát minh ra phóng xạ sau đó nêu ra tính chất của phóng xạ, nhất là loại Ion hóa của nó. Tiếp theo, Bierre và Marie Curie cùng với Biémont G. Tìm ra chất phóng xạ của uran rồi đến Poloni (6. 1898) và radi (12.1898). Đó là những chất phóng xạ thiên nhiên và được giải Nobel 1903 và 1911. những năm tiếp theo Joliot Curie cùng Irène và Frédéric, con gái và con rễ nghiên cứu về cấu trúc nguyên tử, sự hiện diện của Nơtron tìm ra chất phóng xạ nhân tạo và giải nobel 1935. tiếp theo hàng loạt nhà vật lý học, hóa học của nhiều nước tham gia vào công trình nghiên cứu này, như Rutherford, Fami (giải thưởng Nobel 1938), Frisch, Meitner, bà Joliot Curie, Savitch, Hahn và Strasemann, w.
Bouchacourt (L)dùng tia X trong nội soi (1898) Schiff (F) (1899) ở viêm dùng tia X điều trị bệnh mycosis để làm rụng tóc, Belot (J) cùng Brocac, Lenglet và Bisservié, dùng tia X điều trị ung thư biểu mô da (1903).
Delherm, Laguerrière (1904) dùng tia x để điều trị ung thư sau đó là sự ứng dụng phổ biến của ngành y học.
Điều trị bằng Curie liệu pháp (Curie thérapie) bắt đầu từ 1907 do Wickham và Degrais sau đó là Laborde, Coliez dùng rađi để điều trị ung thư da. Năm 1935, Chiewitz và Hevesy (Copenhagơ Đan Mạch) nghiên cứu sự chuyển hoá của chất photpho phóng xạ trên chuột cống; năm 1939, Hamilton (Anh) nghiên cứu sự cố định của ion phóng xạ trên tuyến giáp trạng. Năm 1949 Lawrance (Hoa Kì) dùng photpho 32 phóng xạ điều trị ung thư bạch tuyết kinh thể tủy và bệnh máu ác tính đa hồng cầu. Năm 1947 Marton và Myers dùng chất coban phóng xạ điều trị ung thư.
Ngày nay, do sự phát triển về khoa học kĩ thuật, người ta đã cải tiến nhiều máy móc năng lượng cao về phóng xạ để sử dụng trong hầu hết các bệnh ung thư.
Để áp dụng tia phóng xạ vào điều trị ung thư, chúng ta cần tìm hiểu cội nguồn của nó trong 3 lĩnh vực sau: Vật lí phóng xạ thực dụng, sinh học của tế bào, tổ chức lành và khối u đối với tia phóng xạ; những kinh nghiệm lâm sàng về sử dụng tia phóng xạ trong điều trị ung thư.
Những khái niệm vật lí của bức xạ: những bức xạ khác nhau (tức là những chấn động) bao gồm hai nhóm với những tính chất khác nhau. Chấp động cơ học, nhiệt năng, âm thanh, siêu âm. Bức xạ điện từ, bức xạ hạt; đặt điểm của chúng là phát ra ion.
Bức xạ ion là năng lượng mà trong quá trình hấp thụ đã làm cho một điện tử tách ra khỏi quỹ đạo và do ion hóa, đã tạo ra một lượng lớn năng lượng và người ta dùng năng lượng này vào điều trị.
Bức xạ điện từ: Bao gồm nhiều loại tia nhưng chính ở đây là tia X và tia gama.
Bức xạ hạt: anpha, tia bêta, tia nơtron, tia proton, tia positron, tia pimeson. Đặt điểm quan trọng của các bức xạ hạt là chúng bao gồm chất hạt mang điện tử âm và dương. Sự tương tác giữa bức xạ và vật chất: bức xạ khi đi vào vật chất thường gây ra 3 loại hiệu quả, hiệu quả quang điện tức là hấp thụ; hiệu quả compton (khuếch tán); hiệu quả thành đôi.
Hiệu quả quang điện một khi bức xạ dập vào một trong những điện tử của một nguyên tử thì nó làm cho điện tử ấy tách khỏi quỹ đạo nhưng đồng thời cũng chuyển năng lượng của nó cho điện tử bị tách rời ấy , những điện tử tách rời này gọi là quang điện từ và quá trình này được gọi là hiệu quả quang điện hay còn gọi là hấp thụ. Sự kiện này thường sảy ra ở những năng lượng thấp. Sự hấp thụ phục thuộc vài 3 yếu tố: tỉ trọng của vật chất hấp thụ: bề dày của nó; nguyên tử tố của nó. Vì thế, chì là kim loại che chắc tốt nhất. Xương hấp thụ bức xạ nhiều hơn phần mềm ở những năng lượng thấp và đây là cơ sở cho X quang chẩn đoán quy ước.
Hiệu quả Compton chính là sự biến dạng của năng lượng kết hợp với sự thay đổi về hướng đi và chiều dài của tia. Sự kiện này không phụ thuốc vào nguyên tử số mà vào mật độ của điện tử. Vấn đề này giải thích tại sao trong phim X quang với năng lượng cao, hình ảnh giữa phim và phần mềm không trông rõ lắm: nhưng hình hốc có không khí lại dễ nhận ra.
Hiệu quả thành đôi là quá trình làm ra một cặp điện tử âm và dương, nhưng năng lượng phát ra photpho phải cao hơn 1MEV.02. Điện tử âm và dương sản sinh ra cùng một lúc.
Đo liều lượng.
Đo liều lượng là để biểu hiện năng lượng tạo thành trong quá trình tương tác giữa bức xạ và vật chất bằng những đơn vị được quy định rõ rệt và có thể ghi nhận được. Có 2 loại liều lượng: liều vật lí quy định lượng bức xạ có thể gây ra những thay đổi trong vật chất và ghi nhận được bằng một máy đo nào đấy. Liều sinh học là lượng bức xạ được hấp thụ trong một tổ chức sống được chiếu.
Có thể dùng các phương tiện đo liều lượng như máy đo ion G.M. (Geiger Muller); máy đếm nhấp nháy; phương pháp đo kiểu chụp ảnh.
Liều lượng lâm sàng bao gồm kiều trong không khí, liều bề mặt (hay trên da), liều bề sâu là liều ở độ sâu nào d0ó của cơ thể. Đây là điểm quan trọng nhất.
Đơn vị liều bao gp62m có kí hiệu r là đơn vị tia X hay gama có khả năng ion hoá không khí. Thường để chỉ năng lượng do nguồn phát ra trong một thời gian (tính theo phút). Kí hiệu rad hay cGy (1%của Gray), đơn vị dùng cho liều hấp thụ. Đây là đơn vị liều hay dùng nhất.
Từ đầu thế kỉ 20, người ta dùng tia x liệu pháp để điều trị một số bệnh, nhất là bệnh ung thư với nhiều máy tia x năng lượng khác nhau. Nhưng hiện nay những máy tia x quy ước thịnh hành cho những năm 1930 – 50 thường với năng lượng thấp 10 – 400 KV đã bị thay thế bằng những máy hiện đại hơn.
Liệu pháp Curie hay biện pháp tại chỗ là dùng chất đồng vị phóng xạ thiên nhiên như rađi (hiện nay chỉ có một số nước còn sử dụng mà thôi), đồng vị phóng xạ nhân tạo như coban (60 Co), xesi cosium = (137Ir), iot (131I), vàng (198Au), nhưng thông dụng nhất là sợi iriđi (192Ir), và dung dịch iot (131 I), ytri (90 Y).
Những chất này được đặt sát hoặc trong ngay khối u để diệt tế bào ung thư trực tiếp, không phải qua những tổ chức lành như. Các máy chiếu ngoài vào.
Điều trị bằng các máy bức xạ siêu năng lượng .
Hiện nay toàn thế giới sử dụng loại máy này để điều trị ung thư. Có thể chia làm 2 loại:
Máy gia tốc đường thẳng phát ra photon, loại này có thể sản sinh ra điện tử để điểu trị.ung Năng lượng có thề đến hàng triệu điện tử (Millon Electron Volt = MEV) mà thường dùng là 4 – 20 MEV.
Máy bom chứa đựng đồng vị phóng xạ 60 Co hay 137 Cs; nhưng hay dùng nhất là chất 60 Co. năng lượng có thể là 5.000 – 10.000 Curie. Đây là phương tiện thông dụng nhất của tất cả các nước vì tương đối rẻ và ổn định. Nhưng có xu hướng bị thay thế bằng máy gia tốc.
Các máy dùng tia hạt khác như proton, nơtron, positron pimeson: đang được khai thác nhưng chưa rõ tính hơn hẳn so với các phương tiện trên và rất đắt.
Việc sử dụng các phương tiện nói trên có lợi là tránh được các thương tổn ở da, trong lúc đó có thể cho liều mong muốn để diệt trừ khối u; đồng thời các điện tử của máy gia tốc thẳng có thể tương tác ở trong tổ chức với khoảng cách ngắn so với tia X và như vậy, chúng mật năng lượng nhanh hơn nên ít tác hại đến những tổ chức nằm dưới u.
Các kĩ thuật điều trị bằng bức xạ: muốn điều trị có kết quả phải chú ý những điều kiện sau.
Quy định cụ thể thể tích tổ chức cần phải chiếu thường phải biết rõ vị trí giải phẩu, chẩn đoán x quang, nhất là qua máy mô phỏng (máy simulateu). Quy định chính xác liều hấp thụ bằng cách kết hợp với kĩ sư vật lí đo liều bằng máy tính điện tử, phác đồ tia phù hợp, bác sĩ bức xạ liệu pháp có kinh nghiệm.
Sinh học bức xạ.
Tế bào động vật có thể được xem như là những dung dịch nên có thể sảy ra hai cơ chế tương tác giữa những phân tử quan trọng về mặt sinh học; có tác dụng trực tiếp của bức xạ trên phân tử hoặc tác dụng giáp tiếp trên những sản phẩm do sự tương tác đó sinh ra. Trong tất cả các biến cố xảy ra thì phân tử là mục tiên quan trọng mà người ta nghĩ tới là AND và chính sự ion hóa của bức xạ đã gây ra sự thay đổi trong cấu trúc phân tử được xem là quan trọng bậc nhất về mặt sinh học. nhưng phản ứng này phụ thuộc vào nhiều yếu tố mà phân tử oxy chứa đựng trong tổ chức ảnh hưởng lớn đến tác dụng của bức xạ đối với vật chất sống.
Tác dụng sinh học trên vật thể sống – sự cảm ứng:
Bức xạ gây thương tổn trên tế bào và tổ chức chủ yếu là gây thương tổn cho AND, cho grn, cho nhiễm s8ác thể, cho các thành phần của tế bào và cho những chức năng của chúng với nhiều mức độ nhất định. Đo đó, tế bào có thể bị chết, bị thương tổn một phần hoặc sống sót và p[hục hồi.
Những yếu tố liên quan đến sự phản ứng: có rất nhiều yếu tố như dinh dưỡng do tuần hoàn máu mang lại, do oxy nhiều ít, do thay đổi một môi trường, do lần chiếu bức xạ (ít nhiều), do thời gian và liều lượng. Nhưng quan trọng nhất là tính chất của tế bào, của oxy, của sự phục hồi.
Tính chất của tế bào: tế bào càng ít biệt hoá càng dễ bị thương tổn, lượng oxy: tế bào càng thiếu oxy càng kháng tia. Sự phục hồi: khi tế bào bị chiếu có thể bị chết hay bị thương tổn có mức độ nên không nhất thiết bị chết. Sự cải thiện của thương tổn sau chiếu do bức xạ như vậy gọi là sự phục hồi. sự phục hồi phụ thuộc vào tế bào và mô, sự kéo dài hay rút ngắn của chu kì tế bào và các pha trong chu kì; liều lượng cao; thời gian chiếu và sự phân liều.
Sự cảm ứng của tổ chức lành: Định luật Bergonie và Tribondeau (1906): tia x có tác động trên tế bào càng mạnh nếu hoạt động sinh sản của tế bào ấy càng cào, sự gián phân của chúng càng kéo dài, hình thái học và chức năng của chúng ít hay chưa cố định hẳn.
Trên tế bào, tổ chức có những hiện tượng chết, ngừng hoạt động, dị dạng ngừng sinh sản, chậm lớn, dị dạng di truyền.
Trên cơ thể có thể thấy teo hệ bạch huyết, thương tổn tủy, thương tổn3n hệ tiêu hóa, ruột gan, thương tổn bộ máy sinh dục, tập trung nhất ở buồn trứng , tinh hoàn, bị nhiễm khuẩn ở đường hô hấp và tiêu hóa. Các cơ quan có sự phản ứng khác nhau phụ thuộc vào các mô, vào liều lượng bức xạ hấp thụ và vào thể tích cơ quan bị chiếu.
Sinh học bức xạ của ung thư: tương quan giữa liều lượng bức xạ và sự tiêu diệt tế bào rất phúc tạp. dùng liều nhỏ đơn độc thì phá hủy tế bào ung thư không thành công vì sự có mặt của những quá trình phục hồi. với những liều lớn, cơ chế phục hồi hình như bão hoà và việc làm thương tổn được tích lũy đến độ những lần thêm liều nhỏ cũng có thể làm cho tế bào bị hủy diệt với số lượng tương đối lớn. Như vậy thì hình như một liều lớn đơn độc tốt hơn là nhiều lần với liều nhỏ. Tuy nhiên, kinh nghiệm lâm sàng nhiều năm lại chứng minh rằng một liều cao đơn độc không những có thể gây ra thương tổn nguy hiểm cho mô lành mà còn kém tác dụng hơn là nhiều liều nhỏ phân chia kéo dài để diệt ung thư. Nguyên nhân về vấn đề này chưa hoàn toàn sáng tỏ. Nhưng những công trình nghiên cứu về sinh học bức xạ cho thấy kết cục là có 4 quá trình tương đối độc lập với nhau xảy ra trên các tổ chức trong thời gian điều trị bằng phân chia liều. những quá trình này được gọi là phục hồi, tái sinh dân số tế bào, phân phối lại và đặt biệt đối với các khối u là sự tái tạo oxy hoá.
Phục hồi là một quá trình nội tế bào và thông thường được hoàn thành trong vài ba giờ sau khi chiếu, hình như đối với tế bào lành hay khối u, quá trình này cũng giống nhau, tuy rằng có những nhận xét làm ta nghĩ đến là trong một số khối u như ung thư xương tạo cốt chẳng hạn, lại có những cơ chế phục hồi tăng thêm nhanh một cách bất thường, và sự kiện này giải thích tại sao có sự kháng tia của nó.
Tái sinh tế bào là sự thay thế những tế bào chết bằng thế hệ sau những tế bào sống sót trong quá trình nhân tế bào. Các mô lành và ung thư đều có thể phục hồi sau khi thương tổn do bức xạ. Tuy nhiên có rất nhiều khác biệt trong quá trình này đối với nhiều tổ chức giúp ta có thể giải thích sự cảm ứng tia của một số cơ quan và sự kháng tia của một số ung thư tăng trưởng nhanh như ngừng sinh sản, chậm lớn, dị dạng di truyền.
Trên cơ thể có thể thấy teo hệ bạch huyết, thương tổn tủy, thương tổn3n hệ tiêu hóa, ruột gan, thương tổn bộ máy sinh dục, tập trung nhất ở buồn trứng , tinh hoàn, bị nhiễm khuẩn ở đường hô hấp và tiêu hóa. Các cơ quan có sự phản ứng khác nhau phụ thuộc vào các mô, vào liều lượng bức xạ hấp thụ và vào thể tích cơ quan bị chiếu.
Sinh học bức xạ của ung thư: tương quan giữa liều lượng bức xạ và sự tiêu diệt tế bào rất phúc tạp. dùng liều nhỏ đơn độc thì phá hủy tế bào ung thư không thành công vì sự có mặt của những quá trình phục hồi. với những liều lớn, cơ chế phục hồi hình như bão hoà và việc làm thương tổn được tích lũy đến độ những lần thêm liều nhỏ cũng có thể làm cho tế bào bị hủy diệt với số lượng tương đối lớn. Như vậy thì hình như một liều lớn đơn độc tốt hơn là nhiều lần với liều nhỏ. Tuy nhiên, kinh nghiệm lâm sàng nhiều năm lại chứng minh rằng một liều cao đơn độc không những có thể gây ra thương tổn nguy hiểm cho mô lành mà còn kém tác dụng hơn là nhiều liều nhỏ phân chia kéo dài để diệt ung thư. Nguyên nhân về vấn đề này chưa hoàn toàn sáng tỏ. Nhưng những công trình nghiên cứu về sinh học bức xạ cho thấy kết cục là có 4 quá trình tương đối độc lập với nhau xảy ra trên các tổ chức trong thời gian điều trị bằng phân chia liều. những quá trình này được gọi là phục hồi, tái sinh dân số tế bào, phân phối lại và đặt biệt đối với các khối u là sự tái tạo oxy hoá.
Phục hồi là một quá trình nội tế bào và thông thường được hoàn thành trong vài ba giờ sau khi chiếu, hình như đối với tế bào lành hay khối u, quá trình này cũng giống nhau, tuy rằng có những nhận xét làm ta nghĩ đến là trong một số khối u như ung thư xương tạo cốt chẳng hạn, lại có những cơ chế phục hồi tăng thêm nhanh một cách bất thường, và sự kiện này giải thích tại sao có sự kháng tia của nó.
Tái sinh tế bào là sự thay thế những tế bào chết bằng thế hệ sau những tế bào sống sót trong quá trình nhân tế bào. Các mô lành và ung thư đều có thể phục hồi sau khi thương tổn do bức xạ. Tuy nhiên có rất nhiều khác biệt trong quá trình này đối với nhiều tổ chức giúp ta có thể giải thích sự cảm ứng tia của một số cơ quan và sự kháng tia của một số ung thư tăng trưởng nhanh như lymphom Burkitt, w.
Tái phân bố lại tế bào sảy ra suốt qua các pha của chu kì tế bào sau một liều bức xạ nào đó vì có nhiều sự khác biệt rất lớn về cảm thụ bức xạ diễn ra suốt trong chu lì tế bào. Nói chung, tế bào dễ cảm thụ nhất pha G1, M, G2 và ở pha s là kháng tia nhất.
Tái oxy hoá là quá trình mà những tế bào kháng tia do thiếu oxy có mặt ở hầu hết các u chắc, trở nên cảm thụ do có sự phân bố oxy lại. Quá trình này có tác dụng lớn trong nhiều ung thư chắc của người và đó là nguyên nhân vì sao dùng bức xạ chữa khỏi được ung thư. Mặt khác, nếu tái oxy hoá không có kết quả thì ta thấy ung thư rất kháng tia vì có sự hiện diện của nhiều tế bào thiếu oxy còn sống sót. Do vậy, phải đưa những chất hoá học, gọi là chất gây cảm thụ như nitroimidazon (nitroimidazole), chẳng hạn, có khả năng như oxy, nhưng không phải giống như oxy, nó lại có thề khuếch tán nhanh suốt vào những vùng thiếu oxy của khối u.
Khi làm phác đồ điều trị, mục tiêu căn bản là loại trừ khối u mà vẫn tránh cho mô lành khỏi bị những tác dụng xấu ảnh hưởng đến sức khỏe và sự sống thêm của những bệnh nhân.
Cảm thụ bức xạ của ung thư phụ thuộc chính vào loại ung thư và liều lượng tia. Ví dụ như lympho các tính rất cảm ứng và có thể thanh toán với liều 3000 – 4000rad (cGy) không kể đến thể tích. Nhung với ung thư biểu mô thì liều lượng phụ thuộc vào kích thước khối u. Ví dụ với 5000rad có thể thanh toán được bệnh ở trạng thái vi thể, nếu u có 2cm đường kính thì phải cho ít nhất 6000rad và nếu là 4cm thì phải là 7000rad. Những khối u lớn hơn cũng có thể giải quyết bằng những bức xạ đơn độc nhưng khả năng rất thấp. cho nên trong trường hợp này phải dùng tia xạ tại chổ hay phối hợp với phẩu thuật hoa95c hoá chất.
Áp dụng bức xạ trong lâm sàng.
Do tích luỹ được nhiều kinh nghiệm trong khi áp dụng điều trị ung thư bằng tia bức xạ nên ta có thể biết rõ những khả năng và hạn chế của phương pháp này.
Xếp loại ung thư theo độ cảm ứng có thể sắp xếp theo sự cảm ứng tương đối (Desjardins).
Ung thư rất cảm ứng: lympho ác thể Hodgkin và không Hodgkin (phần lớn); ung thư biểu mô không biệt hóa như ung thư vòm họng; ung thư tinh hoàn (u tinh); ung thư buồng trứng (ung thư tế bào mầm);ung thư da tế bào đáy (basaliome);ung thư hắc tố; ung thư cơ, thần kinh, xơ, các loại u lành: xơ, cơ, sụn, xương, w.
Các phương pháp nâng cao hiệu quả của bức xạ.
Liều để điều trị khỏi bệnh rất khác nhau ở mỗi bệnh nhân. Như tăng thêm 550 – 650 rad thì khả năng thanh toán ung thư có thể tăng thêm 50%. Nhưng nguy cơ biến chứng muộn cũng có khả năng tăng cao với một liều cho thêm rất nhỏ. Cho nên, phải có sự phối hợp giữa bác sĩ bức xạ và kĩ sư đo liều, đồng thời phải có sự nhất trí giữa thầy thuốc và bệnh nhân và nhất là sự cân nhất của bác si nguyên khoa để liều không quá cao hay sự phân chia liều và số lần chiếu rất quan trọng. Nói chung cho liều hàng ngày 180 – 220 rad cho phép ta tránh được những biến chứng cấp và muộn.
Gần đây người ta áp dụng siêu phân liều để giải quyết các khối u kháng tia như cho nhiều lần liều nhỏ trong một ngày.
Các yếu tố khác: các trường chiếu càng nhỏ càng có thể cho liều cao và ngược lại. muốn cho liều cao trong một thể tích quá lớn thì phải áp dụng phương pháp tại chỗ và kết hợp với tia từ ngoài. Muốn tăng liều ở nơi nào nghi còn ung thư, phải dùng trường thu hẹp. Cần tính liều tối đa cho phép (theo bức xạ tin học của tế bào lành) đối với cơ quan lành nằm cạnh nơi bị chiếu để tránh hậu quả của tia. Ngoài ra còn phải để ý đến tuổi, sức khỏe điều kiện kinh dưỡng của bệnh nhân.
Tóm lại, mỗi bệnh nhân điều có phác đồ điều trị riêng mà thầy thuốc phải theo dõi đẻ thay đổi phác đồ cho phù hợp. có như vậy mới đạt được kết quả như mong muốn.
Bức xạ và phẩu thuật: bức xạ có thể giúp cho phẫu thuật trước và sau: nếu khối u quá to, khó mỗ hoặc không thể mỗ được, có thể dùng bức xạ để làm nhỏ lại. Sau đó sẽ phẩu thuật, có thể sau khi mỗ mà phẩu thuật viên nghi còn sót lại tại chỗ hoặc có di căn tại vùng, cũng có thể dùng tia xạ để giải quyết chỗ ung thư còn lại
Bức xạ và hoá chất: bức xạ có thể làm tăng tác dụng của hoá chất như ở một số ung thư như ung thư thận của trẻ em (u Wilm)… trong đó hoá chất có nhiệm vụ tiêu điệt tế bào ung thư ở dạng vi thể trên toàn cơ thể, còn bức xạ diệt ung thư tại vùng, ngoài ra, có thể dùng hoá chất như là chất gây cảm ứng hay có dùng siêu nhiệt.
Những biến chứng của bức xạ liệu pháp: Dùng bức xạ để thanh toán ung thư là mục đích cần thiết. Như nếu ta chiếu một khối u nằm một nơi nào đó của cơ thể, hoặc toàn bộ cơ thể như ở bệnh ung thư máu chẳng hạn thì các tổ chức, các cơ quan lành cũng bị ảnh hưởng. Do đó cần phải biết hiệu quả sớm hay muộn có thể sảy ra ở bệnh nhân và người làm việc với bức xạ (nghề nghiệp) |
