يعد حماية الأعضاء الحيوية في مجال الإشعاع أحد الاهتمامات الرئيسية للعلاج الإشعاعي، كما يتم إنفاق الكثير من الوقت والجهد في تشكيل المجالات ليس فقط لحماية الأعضاء الحيوية ولكن أيضًا لتجنب التشعيع غير الضروري للأنسجة الطبيعية المحيطة، حيث يصاحب هذه المشكلة التأثير على جرعة الجلد وتراكم الجرعة في الأنسجة تحت الجلد عند إدخال كتل الحماية المركبة على صينية بلاستيكية في الحزمة، كما يعتبر تجنيب الجلد خاصية مهمة لأشعة الفوتون ذات الجهد العالي ويجب توجيه كل جهد للحفاظ على هذا التأثير عند تشعيع الجلد الطبيعي.
الاهتمامات الرئيسية للعلاج الاشعاعي
هناك مشكلة تتكرر في العلاج الإشعاعي وهي مطابقة الحقول المجاورة، حيث ينشأ هذا الموقف عندما لا تكون مجالات الإشعاع المتاحة مع الجهاز كبيرة بما يكفي لاحتواء الحجم المستهدف بأكمله. في بعض الحالات، يتم تقسيم الحجم المستهدف إلى جزأين، لذلك لا تبدأ المعالجة حتى الجزء الثاني حتى يتم الانتهاء من مسار العلاج للجزء الأول، وقد تم تصميم هذا المخطط لتجنب السمية بسبب تشعيع حجم مفرط من الأنسجة.
تُستخدم الحقول المتجاورة المتعددة أيضًا عندما لا يسمح توزيع الورم أو تشريح المريض بحقول مستوية (الحقول ذات المحاور المركزية في نفس المستوى)، كما تكمن المشكلة الرئيسية في هذه التقنيات في إمكانية التجانس الشديد للجرعة في منطقة الوصل. نظرًا لأن حزم الإشعاع متباينة، يمكن أن تتداخل الحقول المجاورة في العمق وتؤدي إلى ظهور مناطق ذات جرعة زائدة أو نقاط ساخنة، كما يمكن تجنب التداخلات عن طريق فصل الحقول، ولكن هذا بدوره يمكن أن يؤدي إلى ظهور مناطق ذات جرعة مخفضة أو بقع باردة.
تشكيل المجالات العلاجية
يتم تحديد تشكيل مجالات العلاج بشكل أساسي من خلال توزيع الورم والامتدادات المحلية وكذلك النقائل الإقليمية. لا يجب ألا تتجاوز الجرعة للأعضاء الحيوية قدرتها على التحمل فحسب، بل يجب أيضًا تقليل الجرعة للأنسجة الطبيعية بشكل عام. طالما أن الحجم المستهدف يتضمن مع هوامش كافية، الورم الظاهر بالإضافة إلى انتشاره الخفي المفترض يجب تجنب التشعيع الكبير للأنسجة الطبيعية خارج هذا الحجم قدر الإمكان.
يمكن أن تؤدي هذه القيود إلى ظهور أشكال حقول معقدة والتي تتطلب حظرًا معقدًا، كما يختلف تواتر وتعقيد تشكيل المجال من مؤسسة إلى أخرى. ومع ذلك، إذا تم استخدام التقنيات المعقدة التي تتضمن الحجب المفصل في كثير من الأحيان، فمن الضروري إنشاء نظام عقلاني لتشكيل المجال.
- سمك الكتلة: غالبًا ما تكون كتل التدريع مصنوعة من الرصاص، كما تعتمد سماكة الرصاص المطلوبة لتوفير الحماية الكافية للمناطق المحمية على جودة الحزمة والإرسال المسموح به عبر الكتلة، يعتبر إرسال الحزمة الأولية بنسبة 5 ٪ عبر الكتلة مقبولًا في معظم الحالات السريرية، إذا كان n هو عدد طبقات نصف القيمة لتحقيق هذا الإرسال.
وبالتالي، فإن سماكة الرصاص التي تزيد عن 4.3 طبقات نصف قيمة من شأنها أن تعطي أقل من 5٪ من إرسال الحزمة الأولية وبالتالي يوصى بها لمعظم التدريع السريري، كما يتم وضعها أو تشكيلها على سطح الجلد. ومع ذلك، مع زيادة طاقة الحزمة إلى نطاق الجهد الضخم، يزداد سمك الرصاص المطلوب للحماية بشكل كبير.
- اختلاف الكتلة: من الناحية المثالية، يجب أن تكون الكتل مستدقة الشكل أو مستدقة بحيث تتبع جوانبها الاختلاف الهندسي للحزمة. هذا يقلل من كتلة انتقال القضيب (النقل الجزئي للحزمة عند حواف الكتلة). ومع ذلك، فإن الكتل المتباينة تقدم القليل من المزايا للحزم ذات الظلال الهندسية الكبيرة. على سبيل المثال، في حالة 60 درجة مئوية، لا يتم تحسين حدّة قطع الحزمة عند حافة الكتلة بشكل كبير باستخدام كتل متباينة.
أيضًا، بالنسبة لبعض المواقف السريرية مثل إجراء تعديلات في اللحظة الأخيرة في الحجب الميداني، فإن هذه الحدة ليست حرجة أو تستحق الوقت المطلوب لصنع كتل متباينة والتي يجب أن تكون مخصصة بشكل متغير لإعداد علاج معين. لذلك، تحتفظ معظم المؤسسات بمخزون من الكتل المستقيمة ذات الأشكال والأبعاد المختلفة، كما تعتبر الكتل المتباينة أكثر ملاءمة للحزم التي تحتوي على نقاط بؤرية صغيرة مثل الحزم الخطية. نظرًا لأن جوانب هذه الكتل تتبع اختلاف الحزمة، يمكن تقليل الأبعاد الجانبية من خلال تصميم الدروع لمصدر أصغر لحجب المسافات دون زيادة شبه انتقال الكتلة.
تشكيل الحقل
على الرغم من استخدام عدد من الأنظمة لتشكيل المجال، إلا أن النظام الذي تم تقديمة من قبل الباحثون هو الأكثر استخدامًا في العلاج الإشعاعي، يستخدم هذا النظام سبيكة ذات نقطة انصهار منخفضة، معدن Lipowitz (الاسم التجاري، Cerrobend) والتي تبلغ كثافة 9.4 جم / سم 3 عند 20 درجة مئوية (~ 83٪ من كثافة الرصاص)، تتكون هذه المادة من 50.0٪ بزموت و 26.7٪ رصاص و 13.3٪ قصدير و 10.0٪ كادميوم.
الميزة الرئيسية لـ (Cerrobend) على الرصاص هي أنه يذوب عند حوالي 70 درجة مئوية (خالٍ من الكادميوم عند 95 درجة مئوية) (مقارنة بـ 327 درجة مئوية. وبالتالي، يمكن طرحها بسهولة في أي شكل في درجة حرارة الغرفة، يكون أصعب من الرصاص، كما يمكن حساب الحد الأدنى لسماكة كتل (Cerrobend) المطلوبة باستخدام نسبة كثافته بالنسبة إلى الرصاص (على سبيل المثال، مضاعفة سمك الرصاص بمقدار 1.21).
في نطاق الجهد الضخم لحزم الفوتون، السماكة الأكثر استخدامًا هي 7.5 سم وهو ما يعادل حوالي 6 سم من الرصاص النقي، يبدأ الإجراء اليدوي لإنشاء كتل (Cerrobend) بجهاز تصوير شعاعي محاكاة أو فيلم منفذ أو جهاز تصوير شعاعي مُعاد بناؤه رقميًا، حيث يتم رسم مخطط مجال المعالجة الذي يشير إلى المناطق المراد حمايتها، ثم يتم استخدام الفيلم لبناء تجاويف متباينة في كتلة الستيروفوم التي تستخدم لصب كتل Cerrobend.
يتتبع الطرف السفلي من السلك الخطوط العريضة للفيلم، توجد أيضًا أنظمة آلية يمكنها قطع كتلة الستايروفوم القائمة على مخطط كتلة يتم إرسالها إلكترونيًا من نظام تخطيط المعالجة. في حالة عمل كتلة موجبة مثل كتل الرئة، يتم قطع التجاويف في الستايروفوم بالجزء المسخن من السلك ثم يتم ملؤها بعد ذلك بـ (Cerrobend) المنصهر، إذا كانت هناك حاجة إلى كتلة سالبة مع منطقة مركزية مفتوحة والمناطق الطرفية مسدودة، يتم إجراء قطع داخلي أولاً لتخطيط فتحة المجال، ثم يتم إجراء قطع مستطيل خارجي لتحديد مجال الميزاء بهامش يتراوح من 1 إلى 2 سم.
يتم وضع القطع الثلاث المصنوعة من الستايروفوم على لوح لوسي ويتم محاذاتها بعناية بالنسبة للمحور المركزي، كما يتم بعد ذلك إزالة القطعة الوسيطة المقابلة للمناطق المراد حمايتها ويتم سكب (Cerrobend) في التجويف. من المهم أن يتم سكب Cerrobend ببطء لمنع تكوين فقاعات الهواء. أيضًا، يجب ضغط كتلة الستايروفوم بإحكام على وسادة مطاطية في الجزء السفلي لتجنب تسرب المعدن السائل.
يمكن رش الجدران الداخلية للتجويف بالسيليكون لسهولة تحرير قطع الستايروفوم من الكتلة، كما يمكن تركيب الكتل على لوح لوسيت أو صينية مانعة للتسرب والتي تم وضع علامات عليها مسبقًا باستخدام الشعيرات المتقاطعة للمحور المركزي، كما يمكن أيضًا وضع الكتل على قالب مصنوع على فيلم شفاف عن طريق تتبع الخطوط العريضة للحقل في موضع علبة الظل، بينما يتم وضع مخطط بورتفيلم على المسافة التي تم التقاط الصورة الشعاعية عندها.
