Альтернативная коммерческая техника, «ШМЕЛЬ»: три колеса, два сиденья и одна тонна груза | Журнал СпецТехника и Коммерческий Транспорт
Система Papillon используется для лечения ректального и поверхностного кожного рака, а также для интраоперационной брахитерапии. Аудио- и видеоконференцсвязь Виртуальные и голосовые ассистенты Дата-центры и IT-инфраструктура Мультимедийное информационное оборудование Построение сетей связи Сервисы для операторов связи Социальные сети и нетворкинг. Помните, был такой советский грузовой трехколесный мотороллер "Муравей"?
Stellarray, малое предприятие-лауреат премий Исследования инноваций в малом бизнесе Small Business Innovation Research; SBIR и Передача технологий малому бизнесу, разрабатывает серию облучателей для замены изотопов, основанную на новой архитектуре рентгеновского источника, называемой рентгеновским источником с плоской панелью FPXS , включая автономный облучатель крови SCBI.
В отличие от традиционных рентгеновских систем, в которых рентгеновские лучи генерируются из небольшого пятна на угловом или изогнутом аноде, FPXS производит рентгеновское излучение на гораздо большей площади на плоской поверхности анода. Воздействие на одну сторону анода внешней среды для охлаждения, отсутствие пяточного эффекта рентгеновской трубки и возможность сделать площадь потока источника такой же, как площадь мишени излучения, обеспечивают преимущества с точки зрения эффективности питания и терморегулирования.
На рисунке 4. Конфигурация технологии подробнее описана в других источниках Eaton et al. Разработка FPXS началась более 10 лет назад, когда вопросы надежности источников рентгеновского излучения для облучения крови препятствовали их использованию в этой области. SCBI предназначен для доставки однородной дозы 25 Гр в пакеты с кровью и другими продуктами крови и для достижения не более процентного отклонения дозы по любой оси, что обычно достигается с помощью рентгеновских аппаратов, имеющихся в настоящее время на рынке.
Одно возможное преимущество этой системы заключается в том, что он может облучить кровь меньше чем. Также размер шкафов для этих облучателей равен примерно одной четвертой размера доступных в настоящее время облучателей как с рентгеновскими, так и с гамма-лучами.
За исключением этих возможных преимуществ, технология Stellarray, по-видимому, не дает очевидных преимуществ по сравнению с рентгеновскими системами для облучения крови, уже имеющимися на рынке, если только она не будет иметь привлекательной цены. Два типа исследовательских облучателей и облучатель для стерилизации насекомых также находятся в стадии разработки с использованием той же базовой системной архитектуры.
Жизнеспособность использования медицинских линейных ускорителей для облучения компонентов крови была продемонстрирована рядом исследований Butson et al. Задачей этих исследований было, прежде всего, установление плана дозиметрии для достижения равномерного распределения дозы.
Несколько компаний пытались разработать следующее поколение низкоэнергетических компактных ускорителей, предназначенных для замены радиоизотопов в цезиевых облучателях крови. Например, в году RadiaBeam Systems разработала новый процесс производства линейных ускорителей с целью уменьшения стоимости и размера, что сделало бы их пригодными для такого применения. Его питание обеспечивалось от коммерчески доступного х-полосного магнетронного радиочастотного РЧ источника.
Был построен и испытан прототип линейного ускорителя на 2 МэВ для автономных облучателей, но его сочли слишком дорогим для применения. Разработки RadiaBeam в этой области варьируются от ускорителей на 0,2—1,0 МэВ для портативной радиографии до более мощных систем на 6 МэВ для облучения. Снижение патогенов или обезвреживание патогенов — это процесс, при котором компоненты крови обрабатываются вскоре после сбора для обезвреживания любых оставшихся инфекций, включая вирусы, бактерии, которые заражают тромбоциты, 3 и паразитов.
Помимо тех, которые содержатся в лейкоцитах включая Т-клетки , в крови человека для переливания не должно быть никаких геномных нуклеиновых кислот ДНК или РНК. Снижение патогенов достигается с использованием методов, модифицирующих нуклеиновые кислоты патогенов в различных компонентах крови.
Например, потребность в производстве тромбоцитов со сниженным содержанием патогенов выше, чем потребность в производстве плазмы со сниженным содержанием патогенов. Это связано с тем, что тромбоциты хранятся при комнатной температуре, и поэтому существует повышенный риск роста бактерий, если компонентный блок подвергается загрязнению.
Плазма хранится в замороженном виде, а вероятность заражения бактериями в компоненте, хранящемся на холоде, меньше. В контексте этого отчета было установлено, что обработка некоторых компонентов крови с использованием методов уменьшения патогенов эффективна против размножения лимфоцитов, то есть, для профилактики TA-GvHD.
Это приводит к тому, что методы уменьшения патогенов являются альтернативами или возможными альтернативами облучателей с кобальтом для обработки некоторых но не всех компонентов крови. В году две ультрафиолетовые УФ системы одного производителя были одобрены FDA для обработки тромбоцитов и плазмы с целью уменьшения патогенов крови.
Системы для уменьшения патогенов красных кровяных телец или обработки цельной крови еще не получили разрешение FDA. В новом руководстве требуются дополнительные меры безопасности, которые, вероятно, приведут к увеличению использования методов снижения количества патогенов в Соединенных Штатах FDA, Первый метод уменьшения патогенов для тромбоцитов и плазмы, включающий псорален, амотосален и ультрафиолетовый свет A UVA , на который получила лицензию компания Cerus Corporation FDA, , использовался в некоторых европейских странах с начала х годов.
Процедура обезвреживает вирусы, бактерии, паразитов и лимфоциты путем производства аддуктов амотосалена в нуклеиновой кислоте, что блокирует воспроизводство патогенов и лимфоцитов с сохранением терапевтической функции компонента крови Castro et al. Плотность аддуктов в ДНК лимфоцитов, продуцируемых амотосаленом и УФ-А примерно 1 из 37 пар оснований , значительно выше, чем плотность разрывов ДНК, вызванных гамма- или рентгеновским облучением 25 Гр 1 из пар оснований , что предполагает большее подавление репликации и, следовательно, большую инактивацию лимфоцитов Castro et al.
В тромбоцитах обработка амотосаленом и УФ-А была признана профилактической для снижения риска TA-GvHD, стала частью стандартов AABB бывшей Американской ассоциации банков крови в году Regan and Markowitz, и в настоящее время используется во многих центрах крови. По состоянию на апрель года примерно 50 процентов коллекций аферезных тромбоцитов Американского Красного Креста обрабатывались этой технологией с целью процентного сокращения патогенов в коллекциях аферезных тромбоцитов с помощью этой технологии к году.
Cerus имеет сходную систему инактивации патогенов плазмы FDA, a и для производства криопреципитированного комплекса фибриногена с пониженным содержанием патогенов на основе плазмы FDA, , который был разрешен для лечения и контроля массивного кровотечения, связанного с дефицитом фиброгена. Заражение лейкоцитов Т-клеток замороженной плазмы встречается не часто, если рассматривать его как фатор риска для TA-GvHD, и гамма-излучение используется редко; однако некоторые Т-клетки могут выжить после замораживания.
Жидкая плазма, которая не подвергалась заморозке, переливается некоторым пациентам и редко обрабатывается гамма-излучением. Технология амотосален-UVA для плазмы была одобрена Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов для снижения риска инфекции, передаваемой при переливании крови, и в качестве альтернативы гамма-облучению для предотвращения TA-GvHD для замороженной и жидкой плазмы.
Однако, несмотря на то, что эта технология имеет сертификат FDA, сокращение патогенов плазмы с помощью этой технологии недоступно в Соединенных Штатах, отчасти из-за производственных трудностей, а отчасти из-за нехватки ресурсов в центрах крови.
Вторая система снижения количества патогенов для тромбоцитов использует рибофлавин и УФB-свет. Этот метод находился в фазе 3 клинических испытаний в Соединенных Штатах NLM, до прекращения испытания, поскольку он не соответствовал первичным конечным точкам исследования. Однако этот метод был одобрен для использования в Европе с начала х годов.
Обработка изменяет основание нуклеиновой кислоты, расщепляет цепь Mundt et al. Рибофлавин и UVB также исследовались на предмет инактивации патогенов в цельной крови в ходе доклинических исследований и клинических испытаний Yonemura et al. Снижение количества патогенов в цельной крови может потенциально привести к производству компонентов крови с инактивированными тромбоцитами и красными кровяными тельцами при использовании стандартных методов центрифугирования банков крови.
Только ультрафиолетовый свет без фотосенсибилизатора успешно исследовался на предмет снижения количества патогенов и инактивации белых кровяных телец в тромбоцитарных компонентах, включая профилактику TA-GvHD у животных Pohler et al. Как упоминалось ранее, системы для уменьшения количества патогенов красных кровяных телец еще не получили разрешения FDA. Методы УФ-излучения труднее применять для инактивации эритроцитов, потому что гемоглобин А, присутствующий в эритроцитах, поглощает УФА и ослабляет перекрестное сшивание, которое происходит в эритроцитах, обработанных псораленом.
Cerus исследовал использование нацеленного на нуклеиновую кислоту алкилирующего акридинового лабильного алкилирующего агента, амусталина S , для инактивации вирусов, бактерий, паразитов и лимфоцитов в красных кровяных тельцах в течение последнего десятилетия Henschler et al.
В клинических испытаниях фазы 2 в США Cancelas et al. Регистрация европейского знака CE находится на рассмотрении. Эритроциты амусталина в настоящее время проходят два клинических испытания фазы 3 в Соединенных Штатах. Через года можно ожидать результаты этих исследований.
Широкое распространение рентгеновских облучателей для облучения крови произошло после реализации проекта по замене цезиевого облучателя CIRP см. CIRP предоставляет финансовые стимулы для покупки нового нерадиоизотопного устройства, а также для удаления и утилизации цезиевого облучателя. На сегодняшний день CIRP помог вывести из эксплуатации цезиевых облучателей, и еще облучателей планируется вывести из эксплуатации.
За пределами CIRP на национальном уровне внедрение технологий, альтернативных цезиевым облучателям, отслеживается ограниченно.
Опрос показал, что около 75 процентов компонентов крови, облученных в году, облучались с использованием цезиевых облучателей, а остальные — с помощью рентгеновских технологий Sapiano et al. Рентгеновские облучатели крови признаны подходящей и недорогой альтернативой гамма-излучению.
Баккен и его коллеги г. Сравнение затрат проводилось на трех уровнях использования облучателя в зависимости от годового количества облученных единиц крови. В этих сравнениях учитывались затраты, понесенные вследствие обеспечения безопасности и утилизации цезиевых источников, расходы на эксплуатацию и обслуживание, а также социальные издержки. В исследовании сделан вывод о том, что в большинстве случаев переход на рентгеновские технологии для этого применения рентабелен Bakken et al.
Представитель больницы Mount Sinai в Нью-Йорке, ведущего учреждения по внедрению рентгеновской технологии для замены цезиевых облучателей крови и исследовательских облучателей, представил комитету анализ затрат и выгод учреждения, который также продемонстрировал экономию финансовых средств за счет перехода на x-лучевые облучатели.
В январе года Mount Sinai полностью перешел на рентгеновские излучатели и утилизировал свои цезиевые облучатели через CIRP Kamen et al. Для завершения этого процесса потребовалось 9 лет. Аналогичный анализ затрат и выгод, проведенный меньшим медицинским центром, больницей Christus Spohn в Техасе, также продемонстрировал экономию финансовых средств за счет перехода на рентгеновский облучатель. Американский Красный Крест, крупнейшая организация по обработке и поставке крови в Соединенных Штатах, в году начал замену своих цезиевых облучателей на рентгеновские.
В то время у Американского Красного Креста было 33 облучателя крови. По состоянию на апрель года демонтировано 27 цезиевых облучателей. Организация установила в общей сложности 37 рентгеновских облучателей на 34 объектах взамен цезиевых облучателей и стареющих рентгеновских облучателей. Несмотря на интенсивное ежедневное использование, потребовалось очень мало капитального ремонта рентгеновских аппаратов.
Широкое распространение рентгеновских технологий для облучения крови произошло и в других странах. Япония начала замену цезиевых облучателей крови 20 лет назад, и 80 процентов из них были заменены рентгеновскими облучателями. Согласно отчету, нормативное бремя и боязнь радиоактивности японским населением после аварии на атомной электростанции «Фукусима-дайити» были факторами, которые ускорили использование рентгеновских лучей для облучения крови Bieniawski et al. В году Норвегия завершила поэтапный отказ, заменив все свои 13 гамма-облучателей и вернув источники цезия производителю.
В году Европейская сеть органов радиационной защиты провела опрос европейских стран об использовании ими цезиевых облучателей крови и опыте использования рентгеновских технологий в отношении надежности, стоимости, обслуживания и других факторов. В девяти странах 6 , ответивших на опрос, насчитывалось не менее гамма-облучателей и около 20 рентгеновских облучателей.
Респонденты отметили, что в целом рентгеновская технология работает хорошо, но к ее недостаткам можно отнести большее количество поломок, когда этот тип облучателя установлен в теплом помещении; относительно дорогое обслуживание оборудования и потребность в постоянном питании устройства с постоянным напряжением и частотой. После исследования года некоторые европейские страны добились заметного прогресса в отказе от гамма-облучателей и их замене рентгеновскими технологиями.
К концу года Франция заменила все свои 30 гамма-облучателей с цезием Bieniawski et al. В июне года Дания запретила использование гамма-облучателей, а Финляндия и Швеция поощряют использование рентгеновских технологий Dalnoki-Veress and Pomper, Как указано в главе 1 , Индия была первой страной, заявившей об использовании остекленного цезиям в форме карандаша BARC, г.
Исследователи Центра атомных исследований им. Бхабхи BARC разработали матрицу из боросиликатного стекла для встраивания очищенного цезия в недиспергируемую форму, а затем разлили стеклянную смесь в карандаши из нержавеющей стали. По данным BARC, по состоянию на весну года было произведено карандашей из цезиевого стекла для облучения крови и зерен.
Использование методов уменьшения количества патогенов является еще одной многообещающей альтернативой гамма-облучению для некоторых компонентов крови. Хотя банки крови могут избежать использования гамма-и рентгеновских облучателей для профилактики TA-GvHD за счет использования методов уменьшения количества патогенов для единиц тромбоцитов, ни один из методов уменьшения патогенов эритроцитов еще не был одобрен регулирующими органами. До тех пор, пока не появится разрешенный метод уменьшения количества патогенов для эритроцитов, больницы и банки крови должны будут продолжать использоваться гамма- или рентгеновское облучение.
Даже с нормативным одобрением метода инактивации эритроцитов не все тромбоциты афереза могут быть сокращены, поскольку единицы должны соответствовать требованиям к объему и содержанию тромбоцитов, чтобы соответствовать требованиям для лечения. В связи с этим зависимость от гамма- или рентгеновских устройств, вероятно, в ближайшем будущем сохранится. Исследовательские облучатели используются в различных исследованиях с использованием клеток или мелких лабораторных животных, а также небиологического материала.
Вот некоторые примеры:. Недавний прогресс в рекуперации радиоизотопов посредством разделения HLLW. Индийское ядерное общество. Рассылка новостей INS. Май г. Исследования с использованием исследовательских облучателей проводятся в исследовательских институтах, университетах, государственных и коммерческих лабораториях. В отличие от облучателей крови, для которых FDA предоставляет характеристики облученной крови, характеристики в исследовательской области могут существенно варьироваться в зависимости от экспериментальных нужд и изучаемых итогов.
Облучатели для исследования, в которых используются источники гамма-излучения, сходны по конструкции с облучателями крови. Типичная активность источников излучения с кобальтов или цезием категории 1 и категории 2 составляет примерно 1 —3 Ки 44,4—,0 ТБк.
Более короткий период полураспада кобальта по сравнению с цезием требует более частной замены источников. Однако гамма-лучи более высокой энергии кобальта и относительно высокая активность, которая может быть достигнута с помощью эквивалентного количества радионуклида, делают его привлекательным радиоизотопом для доставки более высоких мощностей дозы, требуемых в некоторых исследовательских протоколах.
Во всем мире установлено более 2 цезиевых исследовательских облучателей и около облучателей с кобальтом IAEA, c. Наиболее жизнеспособной альтернативой исследовательским излучателям цезия и кобальта являются рентгеновские облучатели. Коммерчески доступные рентгеновские излучатели в исследовательской области генерируют лучи с разумной формой поля и общей равномерностью дозы Poirier et al. Эти облучатели работают в широком диапазоне различных энергий, от до кВ, для удовлетворения различных экспериментальных нужд.
Кроме того, рентгеновские излучатели производят фотоны в непрерывном энергетическом спектре. Поэтому выход рентгеновского излучения больше зависит от пиковой энергии, распределения дозы, глубинной дозы, фильтрации пучка и других параметров конкретного используемого рентгеновского оборудования. Цена облучателей увеличивается с увеличением напряжения, как и общий размер облучателя. В обзорах сообщается о процессах и результатах экспериментов, проведенных по оценке замены гамма-облучателей на рентгеновские технологии.
В целом, рентгеновские облучатели более высокой энергии — кВ с большей долей вероятностью могут стать подходящей заменой для проведения исследований на животных, в то время как рентгеновские облучатели более низкой энергии кВ больше подходят в качестве замены для клеточных исследований в пробирке Murphy and Kamen, В этих обзорах также отмечалось, что достижение сопоставимого значения относительной биологической эффективности ОБЭ возможно в некоторых, но не во всех случаях MacKenzie et al.
Знание желаемой глубинной дозы может помочь определить подходящий рентгеновский облучатель и требуемую настройку Murphy and Kamen, Кривая глубинной дозой для рентгеновского облучателя на кВ была почти идентичная кривой облучателя с цезием на глубину ткани 4 см, но рентгеновский облучатель на кВ смог генерировать глубинные дозы, сходные с дозами цезия, только на глубине ткани меньше 2 см MacKenzie et al.
Рентгеновские облучатели с низкой энергией не подходят для исследований на животных из-за пологой кривой «глубина-доза» и риска ожогов кожи. Поскольку использование рентгеновских облучателей более высокой энергии необходимо для достижения надлежащего проникновения в ткани, необходимо использовать соответствующую фильтрацию энергии для блокировки фотонов более низкой энергии, чтобы обеспечить хорошее проникновение в ткани без вреда для поверхностной ткани.
Как упоминалось в разделе 4. Эта новая система могла бы обеспечить преимущество улучшенной равномерности дозы в исследовательской области, но это должно быть подтверждено экспериментами эквивалентности. В целом все сходятся во мнении, что рентгеновские технологии могут заменить цезиевые облучатели за несколькими исключениями, например, когда требуются очень высокие дозы облучения.
Некоторые области применения облучателей для исследования требуют более высокой проникающей способности рентгеновского излучения с хорошей равномерностью дозы, следовательно, большей энергии. Меньшая глубина проникновения рентгеновских лучей по сравнению с цезием окажет влияние на некоторые исследования, особенно те, в которых используются подопытные животные размером больше мыши. Эта проблема может быть практически решена путем внедрения рентгеновских лучей с максимально возможной энергией пучка и проникновением Poirier et al.
Хотя линейные ускорители являются привлекательной альтернативой гамма-излучению, поскольку они могут использоваться для генерации поля с такой же средней энергией, дополнительные затраты на строительство и эксплуатацию объекта делают их маловероятной альтернативой, с сохранением рентгеновских облучателей как более практичной опции IAEA, c.
Многие исследовательские институты, университеты и государственные лаборатории начали переход от использования исследовательских облучателей с цезием и кобальтом к использованию рентгеновских облучателей. Как и при замене для облучателей крови, CIRP облегчает внедрение рентгеновской технологии для целей исследования в Соединенных Штатах. Однако этот процесс столкнулся с рядом проблем, в первую очередь потому, что исследователи должны индивидуально проводить сравнительные исследования, чтобы продемонстрировать эквивалентность между гамма-излучением и рентгеновским излучателем или откалибровать экспериментальные параметры.
Они также должны установить новые протоколы и процедуры, чтобы быть в состоянии с разумной уверенностью решить, достаточно ли конкретный тип рентгеновского облучателя эквивалентен облучателю, который они ранее использовали, или определить коэффициент преобразования, такой как ОБЭ, для учета различия в результатах и обеспечить преемственность между прежними экспериментами и будущими результатами. Необходимость достижения одного и того же биологического эффекта от рентгеновского излучения и цезия зависит от экспериментального вопроса.
Хотя в некоторых случаях необходимо обеспечить замену на равнозначную дозу, в некоторых других случаях может быть достаточно простого коэффициента преобразования Andersen et al. Английское министерство здравоохранения недавно опубликовало всеобъемлющий отчет, включающий дерево принятия решений, чтобы помочь в выборе замещающей технологии для цезиевых облучателей для целей исследования и обработки крови Barnard et al.
Между тем, исследователи должны были решать проблемы, связанные с используемой биологической моделью и энергетическим спектром. Помимо вышеупомянутых технических проблем, университеты и исследовательские центры, рассматривающие возможность замены своих исследовательских излучателей цезия и кобальта,. Эти сравнительные эксперименты требуют ресурсов, которых обычно не хватает в исследовательских институтах.
При оценке альтернативных технологий исследователи в некоторой степени полагаются на соответствующие опубликованные сравнительные исследования других исследователей и информацию от производителей. Однако большинство этих сравнительных исследований относятся к конкретному типу клеток или животной модели Afrough et al. Также может быть трудно воспроизвести исследования других авторов, если экспериментальные детали не раскрываются в описании условий облучения.
Например, работа Гибсона с его коллегами г. Однако исследователи не указали несколько параметров эксперимента, включая использовавшуюся фильтрацию. Представители системы Калифорнийского университета, которые проинформировали комитет, отметили, что урок, извлеченный из внедрения рентгеновских облучателей для исследований, заключался в важности вовлечения высшего руководства и исследователей в процесс принятия решений и допущения исключений, когда эквивалентность цезия- к рентгену установить не удается.
Они также указали на необходимость определения дополнительных источников финансирования через университет или больницу для поддержки исследований эквивалентности. Как отмечалось в разделе 4. В году законом об авторизации ядерной защиты Конгресс поставил амбициозную цель постепенного отказа от всех цезиевых облучателей для крови и исследований в Соединенных Штатах к году U. Congress, House, Препятствие к достижению этой цели является замена гамма-облучателей, используемых в исследованиях.
Однако эта цель может быть достигнута посредством координации с федеральными агентствами, которые обычно финансируют исследования, в облегчении исследований эквивалентности. Внешняя лучевая терапия является самой распространенной формой радиотерапии в лечении твердых и гематологических злокачественных образований. Она фракционирована, то есть обычно проводится в виде курса лечения один раз в день 5 дней в неделю в течение нескольких недель.
Устройства для проведения процедуры, в которые встроены источники гамма-излучения кобальта для использования при внешней лучевой терапии, называются аппаратами для телетерапии. В странах с высоким уровнем дохода радиотерапия обычно достаточно доступна, хотя существует неравенство доступа и результатов между регионами и граппами населения.
Также ведутся постоянные инновации и разработка новых технологий лечения и изменения в практике лучевой терапии с целью предоставления более целенаправленных методов лечения, которые увеличивают контроль над опухолью и сохраняют нормальные ткани.
Некоторые из этих технологических инноваций продемонстрировали улучшение результатов для здоровья пациентов, но в некоторых случаях их преимущества относятся только к дозиметрии, что может не приводить к долгосрочным результатам для здоровья пациента.
В Соединенных Штатах, стране с высоким уровнем дохода со смешанной системой государственных и частных, коммерческих и некоммерческих страхователей и учреждений здравоохранения, решения о назначении радиотерапии являются сложными и включают финансовые соображения, такие как страховые выплаты и рентабельность.
Решения о проведении лучевой терапии также отражают предпочтения пациентов в отношении компромисса между контролем рака и побочными эффектами и затратами. Страны с низким и средним уровнем дохода СНСД , как правило, недостаточно оснащены для борьбы с растущим бременем онкологических заболеваний. Более 50 процентов пациентов, нуждающихся в лучевой терапии, не имеют доступа к этой процедуре, и эта статистика еще хуже в странах с самым низким уровнем дохода, где доля населения, не получающего обслуживание, больше 90 процентов Zubizarreta et al.
В некоторых СНСД просто полностью отсутствуют оборудование для лучевой терапии и специалисты для ее проведения. Кобальт в настоящее время является единственным коммерчески доступным радионуклидом для клинического использования при лучевой терапии. Телетерапия на основе кобальта была изобретена в начале х годов, благодаря чему кобальтовый аппарат на долгие годы занял лидирующее место в лучевой терапии.
Источник кобальта для. Запечатывание с двойной сваркой используется для предотвращения утечки радиоактивного материала из контейнера источника NRC, Обычно диаметр цилиндрического источника для телетерапии находится в пределах от 1 до 2 см, а всота цилиндра составляет около 2,5 см. Эти цилиндры обычно содержат от 5 до 15 Ки — ТБк кобальта в момент покупки, что, как правило, выше порога категории 1.
Часто производительность машины для телетерапии выражается в РММ рентген в минуту на расстоянии 1 м в качестве приблизительной индикации мощности источника NRC, Для данного уровня активности меньший диаметр источника дает меньшую физическую полутень, делая край луча более острым. Чаще всего источник монтируется изоцентрично, что позволяет лучу вращаться вокруг пациента на постоянном расстоянии от оси источника SAD.
Современное оборудование для телетерапии имеет SAD 80 или см см. Для безопасности в отделении для телетерапии используется один из двух методов перемещения источника устройства из положения включения в положение включения луча и наоборот: источник в выдвижном ящике и источник во вращающемся цилиндре.
Оба метода включают функцию безопасности, которая прерывает луч то есть перемещает источник в выключенное положение автоматически в случае сбоя питания или чрезвычайной ситуации. Некоторое количество радиации покинет блок, даже когда источник находится в положении выключенного луча. Телетерапевтические устройства на основе кобальта относительно недорогие порядка долларов и просты в использовании. Телетерапевтические источники обычно заменяются в течение одного периода полураспада кобальта 5,3 года с момента установки.
Замена источников довольно проста и выполняется обученными специалистами, что устраняет необходимость перемещения аппарата к производителю для заправки. Использование телетерапии на основе кобальта в большинстве стран с высоким уровнем дохода постепенно прекращается, и имеет место почти полный переход на внешнюю лучевую терапию с использованием медицинских линейных ускорителей. В Соединенных Штатах есть примерно 3 центров радиотерапии, обслуживающих население около миллионов.
Количество аппаратов телетерапии невелико около Для сравнения, в этих центрах установлено более 3 линейных ускорителей. В Африке есть примерно центров радиотерапии, обслуживающих население более 1,2 миллиарда. Медицинские линейные ускорители являются широко используемой альтернативой телетерапии на основе кобальта Потенциал использования линейных ускорителей в лучевой терапии стал очевиден в е годы, в то же время, когда были изобретены аппараты для телетерапии на основе кобальта Со временем линейные ускорители стали наиболее распространенной формой лучевой терапии.
Как отмечалось ранее в этой главе, использование линейных ускорителей является стандартной практикой в Соединенных Штатах и других странах с высоким уровнем дохода, а также во многих странах со средним уровнем дохода.
Менее из них находятся в СНСД согласно той же директории. Согласно прогнозам Международной корпорации специалистов по раку ICEC в следующие два-три десятилетия в СНСД понадобиться от 5 до 10 линейных ускорителей для удовлетворения существующих и ожидаемых потребностей в лечении рака. В отличие от устройства на основе кобальта, которое генерирует только гамма-лучи с энергиями 1, и 1, МэВ, медицинский линейный ускоритель ускоряет электроны до кинетических энергий от 4 до 25 МэВ и может производить два типа излучения, используемого в наружной лучевой терапии: электронные пучки и рентгеновские лучи.
Радиотерапия рентгеновским лучом направляет пучок ускоренных электронов на металлическую мишень, после чего часть кинетической энергии электронов преобразуется в фотоны.
Эти фотоны, так называемые рентгеновские лучи тормозного излучения, затем объединяются в клинический рентгеновский луч с помощью распрямляющего фильтра и специальных коллиматоров NRC, Линейные ускорители, производящие рентгеновские лучи высокого напряжения, обычно используются для лечения глубоко расположенных поражений и могут достигать сложных зон, таких как ствол головного мозга.
Электронные пучки высокого напряжения часто используются для обработки поверхностных кожных поражений. По сравнению с телетерапевтическими аппаратами на основе кобальта, линейные ускорители являются сложным оборудованием из-за возможности работы в нескольких режимах, которые предусмотрены в большинстве современных аппаратов.
Сложное программное и аппаратное обеспечение позволяет получать режимы с высокой мощностью дозы, многолистовую коллимацию, терапию электронной дуги, динамическое движение коллиматора и стереотаксическую радиохирургию NRC, см.
Линейные ускорители обычно монтируются изоцентрично, и эксплуатационные системы аппарата распределяются в пяти секциях: кран, стенд или опора крана, шкаф модулятора, устройство для поддержки пациента процедурная кушетка и консоль управления см. Стоимость линейного ускорителя находится в диапазоне от 2 до 4 миллионов долларов, что намного выше, чем стоимость телетерапевтических аппаратов на основе кобальта Требования к инфраструктуре и техническому обслуживанию также более высокие для линейных ускорителей из-за сложных электронных компонентов и более высоких требований к персоналу и обучению Healy et al.
Дополнительные преимущества применения рентгеновских и электронных лучей линейных ускорителей постоянно расширяются. Те, которые демонстрируют положительные клинические результаты, быстро становятся «общеупотребительными». Кажется, что каждое технологическое достижение повышает точность планирования лечения и доставки дозы, но влияние на результаты лечения пациентов было небольшим и медленным, в то время как затраты на лечение значительно возросли.
В некоторых случаях имела место заметная разница между теоретическими улучшениями соотношения затрат и выгод, рекламируемыми производителями, и практически установленными пользователями Bruner et al.
Норман Коулман, Международный экспертный корпус по раку, выступление перед комитетом 18 августа г. Прогресс в медицинских технологиях для внешней лучевой терапии продолжается и включает новые техники и даже новые частицы. Подробное описание разрабатываемых технологий выходит за рамки работы этого комитета, поскольку эти технологии не ведут напрямую к переходу от использования телетерапии с использованием кобальта к нерадиоизотопным технологиям.
Поэтому эти развивающиеся технологии описываются только вкратце в следующих параграфах. В терапии с использованием протонного и ионного луча применяются положительно заряженные ионы высокой энергии протон или ионы углерода для лечения рака.
Они могут более точно доставлять дозу облучения к опухоли с резким уменьшением энергии по краям опухоли, что означает меньшее воздействие радиации на нормальные ткани. ОБЭ лучей частиц отличается от лучей фотонов и требует адаптации в планировании лечения Baumann et al.
Протонная и ионно-лучевая терапия имеет преимущества перед фотонной терапией, особенно в отношении риска вторичных злокачественных новообразований, что имеет важное значение для лечения нескольких видов рака, включая рак у детей. Однако у взрослых борьба с опухолью аналогична стандартной лучевой терапии при той же данной общей дозе, а затраты на лечение могут быть до 10 раз больше Peeters et al.
В терапии с ионами углерода для уничтожения раковых клеток используются тяжелые ионы высокой энергии. Высокая линейная передача энергии ЛПЭ и другие характеристики этого метода лучевой терапии могут иметь показания для опухолей, которые традиционно не поддаются стандартной фотонной лучевой терапии. Углеродно-ионная терапия, в принципе, улучшает ОБЭ и снижает коэффициент увеличения кислорода по сравнению с протонно-лучевой терапией.
Это может означать, что она может улучшить исходы радиорезистентных опухолей, таких как саркома и злокачественная меланома, и опухолей с высокой летальностью, таких как рак печени и поджелудочной железы. Обратная сторона медали заключается в том, что стоимость лечения с помощью углеродно-ионной терапии намного выше стандартной лучевой терапии и примерно в два раза выше протонной терапии Pompos et al.
Доля пациентов, которые потенциально могут извлечь выгоду из постепенного улучшения контроля над опухолью, предлагаемого терапией ионами углерода, оценивается примерно в 2 процента пациентов, подходящих для лучевой терапии Blakely et al.
В настоящее время во всем мире действует 13 учреждений терапии ионами углерода Malouff et al. Техника лучевой терапии, которая в настоящее время находится на раннем этапе разработки, — лучевая терапия со сверхвысокой мощностью дозы FLASH.
Ранние лабораторные исследования показывают, что лучевая терапия FLASH может еще больше снизить неблаго-. Целью испытаний является оценка возможности рабочего процесса лучевой терапии FLASH в клинических условиях, а также токсичности и обезболивания при лечении метастазов в кости.
Если будет доказана жизнеспособность технологии, ее реализация потребует современного вспомогательного оборудования, такого как ионизационные камеры, радиохромные пленки и полупроводниковые детекторы Esplen et al. По крайней мере две крупные компании, производители медицинских устройств для лучевой терапии, инвестировали в исследования и разработку устройств, которые могут решить проблемы инфраструктуры в СНСД, которые часто мешают нормальной работе линейного ускорителя.
Например, Varian недавно выпустил на рынок Halcyon , линейный ускоритель, который, по заявлению компании, повысит глобальный доступ к лучевой терапии, одновременно снизив требования к экранированию, персоналу и надежному электроснабжению, а также затраты. Опыт пользователей этой машины в Нигерии и Гватемале описан в разделе 4. Заявлено, что требования к питанию этих систем более гибкие, поскольку они являются более устойчивыми к перепадам электропитания.
У комитета нет сведений о том, когда эта технология может стать доступной. Менее крупные компании также инвестируют в исследования и разработку аппаратов, которые могут решить проблемы инфраструктуры в СНСД. Цель компании — снизить затраты на линейный ускоритель за счет исключения стадии пайки сложное соединение металлов и использования компонентов из нержавеющей стали вместо меди.
Кроме того, компания стремится уменьшить вес и занимаемую площадь линейного ускорителя см. Компания оценивает стоимость системы на 1 МэВ под ключ примерно в долларов.
Рентгеновский луч от 4 до 6 МэВ имеет профиль проникновения, сходный с источником кобальта Если бы такая система была доступна по цене, сходной с аппаратом для телетерапии на основе кобальта, и имела гибкое, устойчивое питание, она стала бы жизнеспособной заменой телетерапии в СНСД.
Конструкции, разработанные этой компанией, включают несколько новых элементов конструкции полости и источников питания и нацелены на уменьшение затрат на производство, а также повышение устойчивости системы в сложных рабочих условиях. TibaRay ставит задачу сделать эти линейные ускорители дешевыми для широкого внедрения и использования.
Основная цель TibaRay — создать систему с 16 ускорителями, расположенную вокруг пациента см. Успешная разработка и внедрение этого устройства зависит от значительного снижения затрат на компоненты линейного ускорителя. Помимо исследований и разработок, правительство США также поддерживает фундаментальные научные исследования. В году Научный отдел DOE при поддержке NNSA, Министерства обороны, Министерства внутренней безопасности и Национальных институтов здравоохранения организовал семинар с целью продвижения и развертывания в ближайшем современных технологий компактных акселераторов.
Основное внимание было уделено перспективным технологиям ускорителей, которые могут достичь уровня технологической готовности TRL 5, что означает валидацию в соответствующих средах в течение следующих 5 лет DOE, Участники семинара определили пять ключевых приоритетов исследований:.
Эти усилия Управления науки Министерства энергетики могут привести к усовершенствованию конструкции линейных ускорителей и дальнейшей поддержке их внедрения в СНСД. Как отмечалось в начале этого раздела, вопрос внедрения технологий, альтернативных лучевой терапии на основе кобальта, остро стоит в СНСД, поскольку использование телетерапии с кобальтом почти полностью прекращено в Соединенных Штатах и других странах с высоким уровнем дохода, а также во многих странах со средним уровнем дохода, с ее заменой наружной лучевой терапии с использованием линейных ускорителей.
Как источники кобальта, так и линейные ускорители клинически приемлемы и имеют длительную историю успешного лечения пациентов с раком; однако наружная терапия с использованием линейного ускорителя считается лучше телетерапии с кобальтом - Устройства на основе кобальта проще в использовании, меньше зависят от требований к инфраструктурным ресурсам и по имеющимся данным имеют меньшее время простоя аппарата.
Тем не менее, процедуры с использованием кобальта, как правило, длятся дольше из-за меньших мощностей дозы по сравнению с линейными ускорителями. Линейные ускорители обеспечивают лучшую локализацию дозы излучения на опухоли и меньшее повреждение прилегающих тканей.
В целом это более дорогие и намного более сложные аппараты, имеют более высокие требования к квалификации персонала и требуют большего обслуживания, что может приводить к длительным простоям и высокой стоимости обслуживания. Они также требуют надежной подачи электричества, что является проблемой во многих СНСД.
По имеющимся сведениям в некоторые африканских странах бывает в среднем до нескольких часов перебоев электроснабжения в месяц. Нигерия сообщила о самом большом количестве около 33 часов в году. Страны Азии также сообщили о большом количестве часов перебоев в подаче электроэнергии.
Например, Пакистан сообщил о 72 часах в году, а Индия — о 14 часах в году. За исключением одной страны Гвинея, 8,5 часа в году , страны Центральной и Южной Америки сообщили о менее 3 часах перебоев в подаче электроэнергии см. Несмотря на признанную сложность систем с линейными ускорителями, утверждалось, что телетерапия на основе кобальта может быть подходящим решением для лучевой терапии в СНСД Healy et al.
Другие утверждали, что по соображениям радиологической безопасности линейные ускорители являются наиболее эффективным решением радиотерапевтических потребностей в СНСД Coleman et al.
Практически полное внедрение линейных ускорителей в странах с высоким и во многих странах со средним уровнем доходов создало пробелы в развитии технологий телетерапии на основе кобальта Некоторые функции линейных ускорителей, такие как многолистовые коллиматоры, динамические клинья и динамическая работа, также могут использоваться на аппаратах телетерапии на основе кобальта для улучшения процедуры.
Однако, в отсут-. Помимо технологического отставания, почти полное внедрение линейных ускорителей в странах с высоким и во многих странах со средним уровнем дохода привело к тому, что телетарапия на основе кобальта перестала рассматриваться как вариант лечения профессиональными организациями лучевой онкологии, которые разрабатывают и обновляют руководства по использованию и безопасности устройств лучевой терапии.
Этот упор на более современные, но, в то же время, гораздо более ресурсоемкие способы лечения, привел к негативному восприятию телетерапии на основе кобальта даже в странах с низким уровнем дохода, в которых телетерапия может быть единственным возможным способом лучевой терапии для лечения больных раком.
Кроме того, сегодня лишь небольшое количество медицинских специалистов проходят обучение работе с аппаратами для телетерапии, что может привести к дефициту навыков в ближайшем будущем. МАГАТЭ имеет несколько программ, направленных на помощь странам-членам LMIC в получении доступа к лучевой терапии путем оказания поддержки при принятии решений о выборе и покупке аппаратов для лучевой терапии, настройке аппаратов и обучении.
AFRA — это межправительственное соглашение, заключенное африканскими странами-членами для усиления и расширения вклада ядерной науки и технологии в социально-экономическое развитие на африканском контененте. В году МАГАТЭ также учредило Программу действий для лечения рака с целью работы в направлении интеграции лучевой терапии в общие планы контроля рака и взаимодействия с другими международными организациями, такими как Всемирная организация здравоохранения ВОЗ для комплексного решения проблемы борьбы с раком.
Комитет получил информацию от представителей африканских и латиноамериканских стран, чтобы лучше понять текущее положение дел с внедрением линейных ускорителей для лучевой терапии в Эфиопии, Гане, Гватемале, Нигерии, Сенегале и Замбии. Краткое изложение полученной информации представлено в следующих разделах. Это изучение опыта позволяет понять сложности балансирования между желанием внедрить более сложные технологии для лечения рака и перейти на более безопасные технологии с точки зрения внешних угроз и необходимостью сохранить радиоизотопную технологию для обеспечения надлежащего лечения людей с раком в СНСД.
В частности, излучение опыта выявило следующие проблемы с внедрением технологий линейных ускорителей в СНСД:. Основываясь на этом изучении опыта, можно сказать, что, вероятно, по крайней мере в обозримом будущем, телетерапия на основе кобальта будет играть важную роль в лечении рака в СНСД благодаря низкой стоимости, простоте конструкции, надежности и простоте эксплуатации.
В Эфиопии есть один действующий аппарат телетерапии на основе кобальта, который обслуживает население миллионов. В году правительство Эфиопии в сотрудничестве с МАГАТЭ запустило национальный проект, направленный на расширение в стране услуг лучевой терапии и ядерной медицины. В рамках национального проекта правительство закупило шесть линейных ускорителей для шести медицинских центрах, участвующих в проекте. Решения о выборе и покупке линейных ускорителей принимались исключительно Министерством здравоохранения, без консультации с онкологами, медицинскими бригадами и другими экспертами, включая МАГАТЭ.
Хотя руководство правительства инициировало добросовестные усилия по предоставлению гражданам самых современных технологий, это было сделано без учета реалий рабочей силы и других потребностей в инфраструктурных ресурсах, необходимых для работы линейных ускорителей, таких как надежное электроснабжение.
Комитет получил информацию из одного из этих центров, Black Lion Hospital в Аддис-Абебе, столице и крупнейшем городе Эфиопии. Black Lion получил свой первый линейный ускоритель в году, не попытки ввести его в эксплуатацию все еще продолжаются, прежде всего, из-за отсутствия надлежащего обучения персонала в преддверие его установки.
Кроме того, существуют различные трудности со строительством свода, в котором можно было бы безопасно установить машину, в результате чего аппарат и его части оставались в транспортных контейнерах в течение 2 лет до установки. Помимо этих проблем, на ввод в эксплуатацию линейного ускорителя в Эфиопии влияют частые отключения электроэнергии в стране. Эти сбои приводят не только к простоям машины, но и к значительному дополнительному времени, необходимому для ее перезапуска и проверки выходных данных.
Больница планирует приобрести генератор для решения проблемы со сбоями электроэнергии. Специалисты в Эфиопии, предоставившие эту информацию комитету, высказали мнение, что сохранение аппарата телетерапии на основе кобальта важно для того, чтобы пациенты могли получать радиотерапевтическое лечение рака.
В Гане есть пять работающих аппаратов для лучевой терапии три линейных ускорителя и два аппарата на основе кобальта , расположенных в трех центрах лучевой терапии, обслуживающих население численностью 29 миллионов. Расширение включало строительство дополнительного здания в каждой больнице для размещения полного спектра современного оборудования для диагностики и лечения рака, включая линейные ускорители. Линейные ускорители были приобретены и доставлены в году, но здание, в котором они должны были размещаться, было готово только в году в KBTH и в году в KATH.
Результатом этого было то, что компоненты линейных ускорителей годами оставались в коробках в коридорах онкологического отделения. В KBTH сбой электроснабжения привели к отказу компонентов линейного ускорителя и дополнительной задержке его ввода в эксплуатацию. Лечение наконец началось в третьем квартале года KBTH, Гватемала имеет шесть линейных ускорителей, расположенных в четырех центрах лучевой терапии, которые обслуживают около 17 миллионов человек.
Если, конечно, продолжить совершенствование конструкции. Понятно, что пока «Шмель» — еще опытный образец. А у опытного образца, как правило, есть «детские болезни». Например, желая сделать максимальной площадь бортовой платформы ее слишком близко придвинули к кабине, из-за чего не открываются передние замки боковых бортов. Сиденья пусть остаются нерегулируемыми, а вот рулевую колонку хорошо бы сделать с изменяемым углом наклона. Кроме того, кнопки подачи звукового сигнала находятся чуть ли не на ободе руля — перехватывая его при вращении я то и дело непроизвольно задевал их, оглашая округу сигналом.
Более существенный минус: к двигателю сейчас можно подобраться только снизу или отвинтив и сняв платформу. Значит, в кабине следует предусмотреть значительный по площади люк.
И такой люк будет — это уже решено. Как решено в ближайшей перспективе вывести на рынок модификацию с двухступенчатым понижающим редуктором и модификацию с самоблокирующимся межколесным дифференциалом — тогда «Шмель» найдет применение и в сельской местности. Также ожидаются модификация трицикла с кузовом-самосвалом и несколько модификаций с кузовами коммунального назначения для применения в ЖКХ.
Есть мысли сделать электрическую версию для применения на закрытых территориях. Впрочем, даже без всего запланированного уже можно сказать, что в России родился новый тип транспортного средства для коммерческих перевозок. Суждено ли ему оказаться успешным? Думаю, с учетом все более плотной застройки и все большей тесноты на улицах городов, а также из-за роста стоимости классических малотоннажников у «Шмеля» есть очень неплохая перспектива!
При должном уровне качества и сервисной поддержки, а это прежде всего касается запчастей к силовому агрегату, для весьма значительной части перевозчиков «Шмель» вполне способен стать реальной альтернативой легким грузовичкам. Если, конечно, разработчикам удастся удержать цену. Все публикуемые материалы защищены авторским правом. Публикация и копирование материалов сайта ST-KT. Ответственность за точность опубликованной информации несут авторы публикаций. За содержание рекламных материалов редакция ответственности не несет.
Материал на правах рекламы. С нами уже профессионалов. Вход Регистрация. Поиск по сайту:. Новости отрасли. Тверской экскаватор увеличивает точность и производительность.
Запущено производство мостов для погрузчиков. Подписаться на новостную рассылку. Свежий номер. Самое читаемое Mercedes-Benz Actros. Проверено: расход минимален! Форум Adam Smith. Как удержаться во время падения? DAF предложил систему полного привода. Тутаевский моторный завод нарастит производство. Гусеничные краны Российский аспект. Наш ответ иномаркам? Тяжеловоз по-бельгийски. Военно-транспортная сила. Уже семейство! Грузовик с медведем на капоте. В прицеле — Европа! Зайчик - побегайчик.
Рейс на Чертово Городище. Во-первых, не регулируются ни руль, ни сиденье — сидишь прямо, словно за столом. Переставить бы его куда-нибудь в сторону… Здорово помогает, что на приборной панели отображается номер включенной передачи — их, кстати, пять вперед и пять назад.
