Презентация по физике на тему: "Применение радиации в лечении онкологических заболеваний" (9 и 11класс)

• 1 слайд

  Помощь радиации в лечении
  онкологических заболеваний
  

• 2 слайд

  Введение
  Цель исследования
  Онкология
  Возможности ядерной физики в решении онкологических проблем
  Технологическая оснащенность радиологической службы
  Заключение
  Литература
  Об авторе
  

• 3 слайд

  Введение
  Поиск путей борьбы со злокачественными опухолями по прежнему остается актуальным. Ежегодно в мире регистрируется более 8 млн. новых случаев злокачественных новообразований (ЗНО). Более 450 тыс. новых случаев в год - такова онкозаболеваемость в России начала третьего тысячелетия (4 случая каждые 5 минут). В 2006 году около 1,6% всех жителей РФ находилось на онкоучете. Прогнозируется удвоение заболеваемости в мире в последующие 20 лет, в том числе в РФ прирост составит 2,8% ежегодно.
  

• 4 слайд

  Цель исследования
  Цель настоящего исследования – анализ возможностей лучевой терапии и поиск путей повышения её эффективности через использование достижений научно-технического прогресса в ядерной медицине. При изучении поставленной задачи в качестве конкретного материала мною анализировались отдельные показатели состояния онкослужбы Воронежской области – одного из регионов, отражающих типичные онкологические проблемы страны.
  
  

• 5 слайд

  Онкология
  Состояние вопроса на сегодняшний день
  История развития заболевания
  Причины заболеваемости
  Ряд моментов, негативно влияющих на показатель заболеваемости
  Показатель смертности от онкозаболеваний
  Пути решения данной проблемы
  
  

• 6 слайд

  Состояние вопроса на сегодняшний день
  Опасность встречи человека со злокачественными опухолями неуклонно возрастает ( Таблица 1). Общие тенденции с РФ демонстрирует динамика заболеваемости в Воронежской области ( Рис. 1),таким образом:
  Средний уровень заболеваемости за 10 лет – 294,73 ( на 100 тыс.);
  Темпы прироста заболеваемости – 1,79 ( на 100 тыс.).
  

• 7 слайд

  Динамика заболеваемости злокачественными опухолями
  

• 8 слайд

  Динамика заболеваемости в Воронежской области
  Рис.1 Динамика заболеваемости злокачественными новообразованиями в Воронежской области
  

• 9 слайд

  Согласно археологическим находкам, злокачественные опухоли поражали кости древнего человека (австралопитека, живущего 1 млн. лет назад, и более поздних сообществ - неандертальцев, питекантропов). Известному врачу древности Гиппократу принадлежит другое название злокачественной опухоли – рак. Это заболевание упоминается в древних письменных документах Индии, Китая, Египта, в лечебниках России, начиная с ХVIв. Но ЗНО существенно не влияли на жизнь древнего человека, т.к. её продолжительность была крайне мала.
  История развития заболевания
  

• 10 слайд

  Причины заболеваемости
  Взрыв онкозаболеваемости в ХХв. не был неожиданным. Это связно с рядом причин, не подвластных влиянию человека, важнейшими из которых можно считать:
  
  
  постарение населения планеты, т.к. рак-болезнь старости;
  радиоактивное и ультрафиолетовое излучения;
  минералогические особенности почвы и среда обитания в различных географических регионах.
  
  
  

• 11 слайд

  Изучение зависимости онкозаболеваемости от экологической ситуации в районах Воронежской области выявило ряд моментов, негативно влияющих на этот показатель
  объем атмосферных выбросов окиси углерода и углеводорода (прямая зависимость от густоты автодорог);
  контакт сельского населения с химическими средствами обработки почв и защиты растений;
  Ряд моментов, негативно влияющих на показатель заболеваемости
  

• 12 слайд

  (Продолжение)
  увеличение объемов площадей, подвергающихся ежегодному авиахимопылению;
  увеличение количества неудовлетворительных проб мясомолочной продукции по санитарно-химическим показателям;
  радиационная загрязненность;
  избыток бария в почве;
  увеличение густоты электроподстанций сети ЛЭП.
  
  

• 13 слайд

  Показатель смертности от онкозаболеваний
  Объективным показателем исхода онкозаболевания является смертность. Динамика этого показателя в мире и РФ представлена в таблице №2. Аналогичную тенденцию динамики смертности в Воронежской области иллюстрирует рисунок №2.
  

• 14 слайд

  Динамика смертности от онкозаболеваний
  

• 15 слайд

  Динамика смертности от онкозаболеваний
  Рис. «Динамика смертности от злокачественных новообразований в Воронежской области»
  

• 16 слайд

  Пути решения данной проблемы
  Единство проблем страны и нашего региона позволяет говорить об идентичности путей их решения. Повышение эффективности лучевой терапии – один из них.
  Оптимальным считается включение лучевой терапии в лечебный комплекс у 70 – 75% больных, в 2006 г. этот показатель составил около 25%.
  

• 17 слайд

  Возможности ядерной физики в решении онкологических проблем
  История развития ядерной физики
  Виды излучения
  

• 18 слайд

  История развития ядерной физики
  С открытия немецким физиком В.К. Рентгеном в 1895г. «нового рода лучей» более 100 лет продолжается изучение механизмов и законов действия этих таинственных излучений, т.е. всего того, что сегодня называют ядерной физикой. К основным вехам её развития можно отнести:
  открытие А. Беккерелем в 1896г. радиоактивности, т.е. способности атомов урана к самопроизвольному излучению;
  выделение М. и П. Кюри нового химического элемента – радия с радиоактивностью в 1 млн. раз выше, чем у урана (1898г.);
  

• 19 слайд

  История развития ядерной физики (продолжение)
  сообщение Э.Резерфорда в 1919г. о возможности добиться превращения одного химического элемента в другой путем бомбардировки ядер атомов азота альфа-частицами, что позволило И. и Ф. Кюри получить искусственные радиоактивные изотопы (1934г.);
  создание ядерных реакторов на основе исследований О.Гана и Ф.Штрассмана (1939г.), доказавших возможность проведения цепной реакции с выделением при делении ядер энергии. Эти реакторы стали прообразом современных установок, нашедших применение в медицине.
  

• 20 слайд

  Вильгельм Рентген
  Первый в истории физики лауреат Нобелевской премии Вильгельм Конрад Рентген родился 17 марта 1845 г. в пограничной с Голландией области Германии.
  Самым известным открытием Рентгена стали лучи, названные его именем. Рентген рассказал о том, как можно получить новые лучи при помощи трубки Гитторфа или другого подобного же прибора, а также характеризовал проницаемость тех предметов, которые он использовал. Так как физика газового разряда тогда была еще не разработана и природа новых лучей по-прежнему оставалась загадочной, он назвал их «Х-лучами».
  

• 21 слайд

  Антуан Анри Беккерель
  Биография
  Становление в науке, открытия и главные работы
  Последние дни и след в истории
  

• 22 слайд

  Биография
  Антуан Анри Беккерель (15 декабря 1852 - 25 августа 1908) — французский физик, лауреат Нобелевской премии по физике и один из первооткрывателей радиоактивности.
  Беккерель родился в Париже в семье учёных, которая, считая его самого и его сына, дала четыре поколения учёных. Он получил научное образование в École Polytechnique и инженерное образование в École des Ponts et Chaussées. В 1892 г. он стал третьим человеком из их семьи, который возглавил кафедру физики в Muséum National d'Histoire Naturelle. В 1894 г. он стал главным инженером в управлении мостов и дорог.
  

• 23 слайд

  Становление в науке, открытия и главные работы
  В 1896 г. Беккерель случайно открыл радиоактивность во время работ по исследованию фосфоресценции в солях урана. Исследуя работу Рентгена, он завернул флюоресцирующий материал - уранилсульфат калия в непрозрачный материал вместе с фотопластинками, с тем, чтобы приготовиться к эксперименту, требующему яркого солнечного света. Однако ещё до осуществления эксперимента Беккерель обнаружил, что фотопластинки были полностью засвечены. Это открытие побудило Беккереля к исследованию спонтанного испускания ядерного излучения.
  Изображение фотопластинки Беккереля, которая была засвечена излучением солей урана. Ясно видна тень металлического мальтийского креста, помещённого между пластинкой и солью урана.
  

• 24 слайд

  Последние дни и след в истории
  В 1908 году - году его смерти - он был избран постоянным членом французской академии наук. Он умер в возрасте 55 лет в Ле-Круазик (Бретань).
  В его честь названа единица радиоактивности в системе единиц СИ - беккерель (Bq). Также один кратер на Луне и один на Марсе названы в его честь.
  Радиоактивность открыта в 1896 г. А. Беккерелем, который обнаружил проникающее излучение солей урана, действующее на фотоэмульсию. Беккерель установил, что интенсивность излучения определяется только количеством урана в препарате и совершенно не зависит от того, в какие соединения он входит. То есть это свойство присуще не соединениям, а химическому элементу — урану.
  

• 25 слайд

  Пьер и Мария Кюри
  В 1898 г. Мария Кюри и Пьер Кюри обнаружили радиоактивность тория, позднее ими были открыты полоний и радий.
  Установлено, что радиоактивны все химические элементы с порядковым номером, большим 82 (то есть начиная с висмута), и многие более лёгкие элементы (прометий и технеций не имеют стабильных изотопов, а у некоторых элементов, таких как индий, калий или кальций, часть природных изотопов стабильны, другие же радиоактивны).
  В 1903 г. Беккерель получил совместно с Пьером и Марией Кюри Нобелевскую премию по физике.
  

• 26 слайд

  Эрнест Резерфорд
  Одно из первых открытий Резерфорда заключалось в том, что радиоактивное излучение урана состоит из двух различных компонентов, которые ученый назвал альфа- и бета-лучи. Позже он продемонстрировал природу каждого компонента (они состоят из быстродвижущихся частиц) и показал, что существует еще и третий компонент, который назвал гамма-лучами.
  Важная черта радиоактивности - это связанная с ней энергия. Беккерель, супруги Кюри и множество других ученых считали энергию внешним источником. Но Резерфорд доказал, что данная энергия - которая намного мощнее, чем освобождаемая при химических реакциях, - исходит изнутри отдельных атомов урана! Этим он положил начало важной концепции атомной энергии.
  

• 27 слайд

  Виды излучения
  Для медицинских целей используется два вида излучения, разные по механизму воздействия, но имеющие конечный результат – ионизацию вещества.
  Квантовое, имеющее глубокую проникающую способность и низкую плотность ионизации (это тормозное, включая и рентгеновское) и гамма-излучение.
  Корпускулярное, проникающая способность которого зависит от массы и плотности ионизации частицы и её заряда. Это потоки частиц-электронов, протонов, нейтронов.
  

• 28 слайд

  Повышение эффективности лучевой терапии сегодня возможно только через внедрение в практику новейших высокотехнологичных методик, включая обновление парка исполнительного оборудования. В настоящее время ученые мира разработали и предложили к практическому применению суперсовременные аппараты, расширяющие возможности лучевых пособий онкологическим больным, полностью соответствующие ряду требований к устройствам проведения лучевой терапии.
  Технологическая оснащенность радиологической службы
  

• 29 слайд

  Современные аппараты для лечения и диагностики онкозаболеваний
  Рентгеновская компьютерная томография (РКТ)
  Магнитно-резонансный томограф (МРТ)
  Ультразвуковая диагностика (УЗД)
  Радионуклидная диагностика
  ряд виртуальных симуляторов VSim
  
  
  беспроводной гамма-детектор gamma Finder®II.
  Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ)
  информационно-управляющая радиологическая система LANTIS
  

• 30 слайд

  Рентгеновская компьютерная томография (РКТ).
  Заслуживает внимания современный спиральный компьютерный томограф, серии SOMATOM.
  Работа РКТ основана на компьютерной обработке данных о степени поглощения рентгеновского излучения различными тканями. Получаемые изображения близки по своей анатомической сути топографическим срезам человеческого тела.
  

• 31 слайд

  Магнитно-резонансный томограф (МРТ)
  Принцип получения информации основан на регистрации радиоволн, излучаемых намагниченными атомами водорода после воздействия на них внешнего радиоволнового сигнала (ядерно-магнитный резонанс). Последующая компьютерная обработка данных позволяет визуализировать на дисплее особенности ядерной структуры вещества и получить трехмерное изображение внутренних органов.
  

• 32 слайд

  Ультразвуковая диагностика (УЗД)
  Физическая основа метода – получение компьютерной картины от отраженного органами и тканями ультразвукового сигнала. В основе конструкции датчика – пьезоэлектрический эффект. Этот метод позволяет получить прямое изображение опухоли и изменения в прилежащих тканях в режиме реального времени. Одним из современных представителей является Voluson-730.
  

• 33 слайд

  Радионуклидная диагностика
  Основана на регистрации изображения от объектов, излучающих гамма-лучи. Изучаемый орган становится источником излучения после введения в организм радиофармацевтического препарата, содержащего радионуклиды. Регистрируется изображение гамма-камерой. Основой работы камеры является сцинтилляционный кристалл и коллиматор. При поглощении гамма-излучения кристалл испускает свет, который преобразуется в электромагнитный сигнал с последующей компьютерной обработкой.
  

• 34 слайд

  Важнейшим этапом планирования лучевого лечения является топометрия. На базе современного спирального компьютерного томографа серии Somatom разработан ряд виртуальных симуляторов VSim для построения трёхмерной модели опухоли, определения её пространственного расположения и моделирования лучевой терапии.
  

• 35 слайд

  На базе гамма-камеры работает беспроводной гамма-детектор gamma Finder®II. Этот аппарат во время операции регистрирует скопление введенного «маркера» в «сторожевых узлах» по ходу лимфооттока от опухоли. Данное обследование позволит уточнить объем дальнейшего лечения.
  

• 36 слайд

  Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ)
  Работа ПЭТ основана на использовании испускаемых радионуклидами заряженных частиц. Испускаемый протон сразу реагирует с ближайшим электроном, преобразуясь в два гамма-фатона с последующей регистрацией этого процесса. Данный метод позволяет получить цветное изображение скрытых метаболических процессов в тканях на самых ранних стадиях. Точность ПЭТ-диагностики 80-95% (КТ – 50-68%). ПЭТ сегодня считается одним из самых высокотехнологичных методов диагностики.
  

• 37 слайд

  Планирующие системы, использование которых позволяет на базе компьютерной техники преобразовать всю полученную информацию о больном и опухоли и выработать оптимальный план лечения. Современная информационно-управляющая радиологическая система LANTIS – представитель подобного класса.
  

• 38 слайд

  Основные требования к устройствам проведения лучевой терапии
  Максимальная концентрация дозы излучения в опухолевом очаге;
  Возможность компьютерного моделирования;
  Высокий уровень радиационной безопасности пациента и персонала.
  Этим требованиям обязаны соответствовать современные аппараты для лечения онкозаболеваний.
  

• 39 слайд

  Современные аппараты для лечения онкозаболеваний (продолжение)
  Радиотерапевтический дистанционный ускорительный комплекс
  Гамматерапевтический дистанционный комплекс
  Гамматерапевтические внутриполостные комплексы
  Выводы о достижениях науки на сегодняшний день
  
  
  

• 40 слайд

  Радиотерапевтический дистанционный ускорительный комплекс
  Его важнейшие компоненты:
  Линейный ускоритель электронов типа Clinac 2100 или Primus с мультилепестковым коллиматором;
  Цифровой симулятор типа VSim, Acuity с томографической приставкой;
  Анализатор дозного поля.
  
  

• 41 слайд

  Гамматерапевтический дистанционный комплекс
  Включает:
  Планирующую систему XloCE-3D.
  Этот аппарат близок по параметрам пучка к линейному ускорителю, но дешевле в производстве и эксплуатации.
  Аппарат для дистанционной гамматерапии Theratron Eginox с мультилепестковым коллиматором (на базе изотопа Со-60, изготовленного с использованием уникальных технологий);
  

• 42 слайд

  Для контактной лучевой терапии предлагаются гамматерапевтические внутриполостные комплексы
  включающие:
  Аппарат для внутриполостной лучевой терапии на базе Со-60 (АГАТ – ВУ) или Ir – 192 (Gammamed), или Cs 137 (фирмы Nucletron);
  Рентгеновский аппарат типа С-дуга;
  Брахитерапевтическую планирующую систему и комплект эндостатов.
  

• 43 слайд

  Пройдя столетний исторический период своего развития, представленный современный парк радиотерапевтической аппаратуры дает в руки врача-радиолога такое эффективное оружие, которое позволяет реально излечить больного от опухоли при минимальном повреждении окружающих тканей.
  Выводы о достижениях науки на сегодняшний день
  
  

• 44 слайд

  Заключение
  За истекшие 100 лет радиология претерпела небывалый технический скачок. Сегодня наука предлагает медицине сложнейшие устройства, внедрение которых в практическую деятельность позволит качественно улучшить диагностику и лечение злокачественных новообразований.
  Болезни цивилизации, включая злокачественные опухоли, - это огромная плата человечества за достижения научно-технического прогресса. Онкозаболеваемость прогрессивно увеличивается. Не имея возможности на современном этапе предотвратить этот процесс, человек стремится уменьшить гибель людей, улучшая средства борьбы с этим недугом. Ядерная физика подарила миру лучевую терапию, давшую человечеству ещё один шанс выжить.
  

• 45 слайд

  Использованная литература
  Ганцев Ш.Х. Онкология: Учебник / Ганцев Ш.Х. – М: Медицинское информационное агентство, 2006.-448с.
  Клинические рекомендации. Онкология (под редакцией акад. РАМН В.И. Чиссова). М.: ГЭОТАР, 2006 – 720с.
  Кравец Б.Б., Яковлева Л.В., Барвитенко Н.Т. – Заболеавемость злокачественными образованиями и смертность от них в Воронежской области // Сборник научных трудов: Актуальные проблемы онкологии. – Воронеж – 1997г. – с13-19
  Состояние онкологической службы Воронежской области (1997 – 2006гг.) / Чевардов Н.И., Кравец Б.Б., Родцевич О.А., Новицкая Т.А., Бельских В.М. – Воронеж, 2007. – 44с.
  История становления онкологической службы в Воронежской области // Сборник научных трудов: Актуальные проблемы онкологии. – Воронеж – 1997г. – с3-9
  Линденбратен Л.Д. Медицинская радиология: Учебник / Линденбратен Л.Д. – М: Медицина, 1996.-400с.
  Интернет-страницы:
  www.med.siemens.ru
  www.msm.medical.ru
  www.ami-tass.ru
  www.bet-7.ru
  www.alphamed.ru
  www.klinikum-kiev.com
  www.emcmos.ru