تم العثور على الإلكترونات في نطاق الطاقة من 2 إلى 9 MeV مفيدة في علاج الآفات السطحية التي تغطي مناطق كبيرة من الجسم، مثل الفطريات والأورام الجلدية الأخرى. في هذه الطاقات، تتميز حزم الإلكترون بانخفاض سريع في جرعة تتجاوز عمق ضحل وخلفية أشعة إكس (1٪ أو أقل).
أبرز استخدامات الحزم الإشعاعية
يمكن علاج الآفات الجلدية السطحية التي تمتد إلى عمق حوالي 1 سم بشكل فعال دون تجاوز تحمل نخاع العظم، وقد تم اقتراح علاج الفطار الفطري بإشعاع الجلد الكلي منذ 50 عامًا على الأقل.
ومنذ ذلك الوقت، تم تطوير وتطبيق تقنيات مختلفة بنجاح لعلاج هذا المرض، وبشكل أساسي، تنقسم الطرق إلى فئتين عامتين: تقنية الترجمة التي يتم فيها ترجمة المريض الأفقي بالنسبة إلى حزمة من الإلكترونات ذات العرض الكافي لتغطية الأبعاد المستعرضة للمريض، وتقنية المجال الكبير التي يكون فيها المريض واقفًا تمت معالجتها بمجموعة من الحزم العريضة الناتجة عن نثر الإلكترون ومحركات أقراص الحالة الصلبة الكبيرة (من 2 إلى 6 أمتار).
استخدام تقنية ترجمة المريض الأفقي
- يستلقي المريض على أريكة مدفوعة بمحرك ويتم تحريكه بالنسبة لشعاع موجه لأسفل بسرعة مناسبة. بدلاً من ذلك، قد يكون المريض ساكنًا ويتم ترجمة مصدر الإشعاع أفقيًا، وفي التقنية الأخيرة التي وصفها يتم استخدام مصدر النشاط النوعي للنويدات المشعة على شكل مصفوفة خطية 60 سم.
- المصدر موجود في مبيت مصدر محمي وموضع فوق الأريكة، أقصى طاقة لجسيمات المنبعثة من النشاط النوعي للنويدات المشعة هي 2.25 MeV. ومع ذلك، نظرًا للتوزيع الطيفي لطاقات أشعة بيتا، فإن العمق الفعال للعلاج في هذه الحالة هو جزء من المليمتر فقط، كما تم وصف تقنية الترجمة باستخدام مولد (3-MeV Van de Graaff).
- حيث يتناثر شعاع الإلكترون أحادي الطاقة جيد الموازاة بعد ترك نافذة الفراغ لتحسين التوحيد، كما يتم بعد ذلك موازاة الحزمة بواسطة مخروط من الألومنيوم بفتحة تحديد مقاس 5 مم × 45 سم، تتم ترجمة المريض تحت هذه الشعاع بسرعة مناسبة، كما تم وصف أسلوبًا مشابهًا باستخدام معجل خطي، لا يتم استخدام أي أداة تطبيق في هذه التقنية ويتم سحب موازاة الأشعة السينية بالكامل.
- يتم علاج المريض من الأمام والخلف، كما يتم تحقيق انتظام الجرعة على طول المريض عن طريق تحريك المريض عبر مسافة كافية، بحيث تبدأ المناطق المعالجة خارج شعاع الإلكترون وتمر عبرها وتنتهي خارج حزمة الإلكترون، كما يتم تحسين انتظام الجرعة في الاتجاه العرضي من خلال الجمع المناسب بين الحقول المتداخلة المستعرضة.
تقنية المجال الكبير
يمكن إنتاج حقول إلكترون كبيرة مطلوبة لإشعاع جلد الجسم بالكامل عن طريق نثر الإلكترونات من خلال زوايا واسعة واستخدام مسافات معالجة كبيرة، كما يتم جعل المجال موحدًا على ارتفاع المريض من خلال الجمع الرأسي بين عدة حقول أو الانحناء الرأسي، حيث يعالج المريض في وضع الوقوف بأربعة أو ستة مجالات موجهة من زوايا متباعدة بشكل متساوٍ لتغطية محيطية لسطح الجسم.
تسطيح المجال
يتم توسيع حزم الإلكترون منخفضة الطاقة بشكل كبير عن طريق التشتت في الهواء. على سبيل المثال، حزمة إلكترونية ضيقة 6 ميغا إلكترون فولت، بعد مرور 4 أمتار من الهواء، تحقق توزيع شدة غاوسي بعرض 50٪ إلى 50٪ بحوالي 1 متر هذا عادة ما يعطي التوحيد على عرض المريض، إذا تم ضم حقلين من هذه الحقول معًا عموديًا عند خطوط 50٪، فسيكون الحقل الناتج منتظمًا على ارتفاع 1 متر تقريبًا.
يمكن أن يؤدي الجمع الصحيح بين المزيد من هذه الحقول أو القوس المستمر إلى مجال موحد أكبر، يكفي لتغطية المريض من الرأس إلى القدم، كما يتم تقديرها من خلال نظرية التشتت المتعدد، استخدم الباحثون هذا الأسلوب للحصول على مجال موحد من خلال الجمع بين سمات المجال المتعددة بنسب مناسبة والفصل الزاوي. بالإضافة إلى الهواء، يتم تشتيت شعاع الإلكترون عن طريق الرقاقة المعدنية داخل أو خارج الميزاء. ومع ذلك، فإن التلوث بالأشعة السينية سيزداد، لأن الحزم العريضة غير الضرورية تهدر تدفق الإلكترون على الجانبين.
التلوث بالأشعة السينية
يوجد تلوث بالأشعة السينية في كل حزمة إلكترونية للعلاج ويصبح عاملاً مقيدًا في تشعيع الجلد الكلي. عادة، يتم المساهمة في هذه الأشعة السينية من خلال تفاعلات (bremsstrahlung) التي يتم إنتاجها في نافذة الخروج من المسرّع ورقائق التشتت وغرف الأيونات وموازنات تحديد الحزمة والهواء والمريض.
كما يمكن تقليل مستوى الإشعاع الضوئي إلى الحد الأدنى إذا تناثرت شعاع الإلكترون عن طريق الهواء وحده قبل حدوثه على المريض، كما قد يتطلب ذلك بعض التعديلات في المسرع، مثل إزالة رقائق التشتت والمشتتات الأخرى في نظام الموازاة.
ستكون هناك حاجة إلى أقفال أمان مختلفة لجعل هذا الفصل ممكنًا للاستخدام السريري الروتيني، على سبيل المثال فقد تم تطوير مثل هذا النظام في مستشفى ميموريال، نيويورك، باستخدام شعاع الإلكترون بعد الخروج من نافذة المسرع مبعثر بواسطة مرآة (0.028 ″ Al)، مبعثر ألومنيوم موجود خارجيًا في مقدمة الموازاة (0.037 ″ Al) وحوالي 3 أمتار من الهواء قبل السقوط على المريض.
كما يتم تقليل حادث التلوث بالأشعة السينية على المريض بزاوية الشعاع 10 درجات إلى 15 درجة فوق وتحت الأفقي. نظرًا لأن الأشعة السينية التي يتم إنتاجها في المشتتات في الموازاة يتم توجيهها بشكل تفضيلي على طول المحاور المركزية، فإنها تفوت المريض إلى حد كبير. بالإضافة إلى ذلك، يوفر هذا الإعداد مجالًا إلكترونيًا كبيرًا مع تجانس كافٍ للجرعة في الأبعاد الرأسية للمريض.
الترتيب الميداني
في تقنية ستانفورد، يتم علاج المريض بستة حقول (أمامية وخلفية وأربعة مائلة) موضوعة على مسافة 60 درجة حول محيط المريض، كما يتكون كل حقل من حزمتين مكونتين تشيران إلى زاوية مناسبة مع احترام الأفقي، كما تستخدم تقنية (Memorial) أيضًا حقولًا مزدوجة للحصول على تسطيح المجال في الاتجاه الرأسي، حيث يتم علاج المريض من أربعة اتجاهات، الأمامي والخلفي وكل جانب.
أعاد الباحثون فحص هذه التقنية ووجدوا أن ستة حقول على الأقل مطلوبة لتحقيق التوحيد الكافي، كما يوصون بثمانية حقول، يتم معالجتها بأربعة حقول في يوم واحد والأربعة في اليوم التالي.
في هذه التقنية، تصف الحزمة قوسًا صعودًا وهبوطًا، حيث تدور عملاقة المسرع الخطي بطريقة تذبذبية مماثلة للبندول، كما يتم استخدام ستة حقول لكل دورة علاج، كما هو الحال في تقنية ستانفورد، تتمثل ميزة هذه التقنية في أنه يمكن جعل توزيع الجرعة في المستوى الرأسي موحدًا بشكل متكرر فوق ارتفاع أي مريض يقف على مسافة حوالي 4 أمتار.
ومع ذلك، إذا كانت شعاع الإلكترون مبعثرًا برقائق نثر في موضع الموازاة، فإن هذه التقنية تساهم في تلوث المريض بالأشعة السينية أعلى، مما تفعله تقنية المجال المزدوج الثابت، كما يمكن التقليل من هذه المشكلة عن طريق إزالة رقائق التشتت والسماح لشعاع الإلكترون بالانتشار بالهواء وحده، كما هو الحال في تقنية (Memorial).
