Miten sädehoitolaite toimii?

Lineaarikiihdyttimillä tuotetaan elektroni- ja fotonisäteilyä, jotka kohdennetaan potilaaseen tarkasti etukäteen tehdyn 3D-annossuunnitelman mukaisesti. Fotonisäteily on paremman läpäisykykynsä vuoksi huomattavasti elektronisäteilyä monikäyttöisempää. Fotonisäteilyksi kutsutaan suurienergistä röntgensäteilyä ja sen syntymekanismi muistuttaakin perinteistä röntgenputkea.

Elektronitykissä lämmittämällä irrotetut elektronit vedetään korkeajännitteen avulla kiihdytysputkeen. Klystronin tuottama mikroaaltokenttä kiihdyttää elektronit 2 metrin mittaisessa vaakasuorassa putkessa lähes valon nopeuteen. Noin millimetrin levyinen korkeaenerginen elektronikeila taivutetaan kääntömagneettien avulla 270^o alaspäin ja suunnataan raskasmetallikohtioon.

Video: Docrates Syöpäsairaalan fyysikko Timo Kiljunen kertoo syövän sädehoidosta

Elektronien vuorovaikuttaessa kohtion kanssa, niiden energia laskee ja syntyy jarrutus- eli röntgensäteilyä (fotonisäteilyä), jonka keskimääräiset energiat ovat valinnan mukaan 6 MeV, 10 MeV tai 15 MeV. Fotonisäteilyn annosnopeus säteilykeilan keskellä on 2-8 Gy/min (tyypillisesti käytetään 4-6 Gy/min, VMAT RapidArc-hoitotekniikassa annosnopeus vaihtelee). Stereotaktisessa sädehoidoissa käytetään ns. Flattening-Filter-Free (FFF) –tekniikkaa (ei tasaussuodatinta), jonka avulla annosnopeus voi olla jopa 24 Gy/min mahdollistaen nopean korkea-annoksisen sädehoidon. Elektronisäteilyä saadaan, kun jätetään raskasmetallikohtio välistä pois. Elektronikeilojen hoitoenergiat ovat 4-16 MeV.

Video: Katso kuinka Docrates Syöpäsairaalan VMAT-Rapid Arc sädehoitolaite toimii

Kapeaa elektronikeilaa tai hajaantunutta fotonikeilaa ei vielä voida kohdistaa potilaaseen, vaan ne on tasoitettava. Elektronikeila levitetään sirontafolioiden avulla ja rajataan kiihdyttimen päähän kiinnitettävillä elektroniapplikaattoreilla ja hoitokohteen muodon mukaisesti valetuilla elektronisuojilla (lyijy, Woodin metalli). Fotonikeila tasoitetaan tasoitussuodattimella, jonka jälkeen se rajataan karkeasti x- ja y –suunnan keilanrajaimilla. Lopulta fotonikeila rajataan millimetrin tarkasti moniliuskarajoittimella. Säteilykeilassa kiinteästi olevan ns. monitorikammion (ionisaatiokammio) avulla tarkkaillaan laitteen tuottamaa annosnopeutta, annosta ja keilan symmetriaa. Hoitoannokset annostellaan monitorikammion mukaisina ns. monitoriyksikköinä (MU, 100 MU = 1 Gy). Monitorikammion toimintaa valvotaan säännöllisesti mittauksin erilaisten ionisaatio- ja puolijohdeilmaisimien avulla.