Измерить дозу

Магистрант второго года обучения Физического факультета Новосибирского государственного университета Виктория Коновалова в рамках своего исследовательского проекта впервые в мире сумела напрямую измерить важный компонент дозы при лечении опухоли методом БНЗТ во время сеанса облучения.

Бор-нейтронозахватная терапия (БНЗТ) — перспективный метод лучевой терапии онкозаболеваний, который сейчас интенсивно развивается в ИЯФ СО РАН, г. Новосибирск. Метод основан на избирательном уничтожении клеток злокачественных опухолей путём накопления в них стабильного изотопа бор-10 и последующего облучения потоком нейтронов. Энергия ядерной реакции нейтрона и бора выделяется преимущественно в клетке, содержащей бор, что приводит к избирательному уничтожению клеток, пораженных заболеванием.

Для его внедрения в клиническую практику необходимо решить три задачи: создать ускорительный источник потока нейтронов, разработать эффективный способ накопления препарата бора в клетках опухоли и обеспечить дозиметрический контроль во время проведения терапии. Первая задача решена ИЯФ СО РАН созданием ускорительного источника VITA, существуют два препарата доставки бора, применяемых в клинической практике. Дозиметрия БНЗТ содержит ряд нерешенных задач в силу своей сложности.

— В отличие от стандартной лучевой терапии, в БНЗТ доза состоит из нескольких компонент, избирательно и не избирательно действующих на опухоль. Глобальная задача состоит в том, что надо определить дозу, полученную пациентом по каждой из компонент излучения, — рассказала Виктория Коновалова.

В своем проекте Виктория сосредоточилась на измерении так называемой «борной дозы», которая является единственным избирательным компонентом облучения, и именно она носит терапевтический эффект, уничтожая опухолевые клетки. На сегодня никто не измерял борную дозу напрямую с необходимой точностью.

Для решения этой задачи Виктория выбрала метод мгновенной гамма-спектрометрии, в рамках которого происходит регистрация характерных гамма-квантов, возникающих в результате ядерной реакции нейтрона с атомом бора внутри раковых клеток.

— По их количеству мы можем поштучно посчитать, сколько таких реакций произошло в измеряемой области. Это чуть ли не единственный способ рассчитать борную дозу, получаемую пациентом прямо во время терапии и соответственно, при необходимости корректировать процесс лечения, — отметила автор проекта.

Начав с модельных экспериментов, Виктория с коллегами перешли к исследованиям при терапии животных, в том числе — домашних питомцев, которые проходили лечение методом БНЗТ (в настоящее время институт сотрудничает с несколькими ветеринарными клиниками). На этом этапе им удалось не только подтвердить работоспособность выбранного метода дозиметрии, но и выявить новые возможности, которые дает его применение, например, наблюдать за динамикой выведения бора из организма во время терапии.

Исследование Виктории Коноваловой реализовывается в рамках конкурса молодежных научно-исследовательских проектов «Рентгеновские, синхротронные, нейтронные методы в междисциплинарных исследованиях». Этот конкурс уже третий год проводится среди студентов и аспирантов Новосибирского государственного университета, а также аспирантов институтов Сибирского отделения РАН в рамках программы «Приоритет-2030».