放射治療技術(shù)簡(jiǎn)介

放射治療至今走過(guò)一百多年的歷程。放射治療從表體皮膚癌治療，發(fā)展到高能射線的體內(nèi)臟器治療，從常規(guī)射野的放射治療，發(fā)展到今天的精確放療。

上世紀(jì)中后期，放療工作者，遵照提高治療增益的大原則，對(duì)小體積腫瘤，提出了立體定向放射治療的概念，對(duì)體大凸形腫瘤，提出了適形放射治療的照射方法，對(duì)大而復(fù)雜的凹形腫瘤，提出調(diào)強(qiáng)適形的治療方法。

20年來(lái)，由于醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展，放療技術(shù)不斷創(chuàng)新，新方法、新技術(shù)大量涌現(xiàn)。在人類和腫瘤的斗爭(zhēng)中，放療作出了較大貢獻(xiàn)，經(jīng)治療對(duì)存活五年以上的腫瘤患者，至少作出了40%的貢獻(xiàn)。

1立體定向放射治療（stereotactic radiotherapy）

1951年瑞典精神外科專家leksell，對(duì)體積較小的腦腫瘤，提出了立體定向放射治療的概念。即用多個(gè)小野三維集束單次大劑量聚焦照射腫瘤，使腫瘤死亡，而周圍正常組織受到很小的劑量照射。射線對(duì)病變起到類似手術(shù)刀的作用。為此，放療工作者研發(fā)了如今的各種立體定向放療設(shè)備，即r刀，x刀等。

1．1r-刀（Gammaknife）r刀就是利用r射線制做的一種立體定向放射治療設(shè)備。1968年瑞典leksell等人用179個(gè)co60放射源排成半球形，聚焦中心，對(duì)病變照射，實(shí)現(xiàn)了世界首臺(tái)立體定向放療裝置。后經(jīng)改進(jìn)提高，生產(chǎn)出201個(gè)co60放射源的放療裝置，把201個(gè)源規(guī)則地放到半球面上，使其于半球中心形成聚焦區(qū)，實(shí)現(xiàn)了立體集束聚焦照射的設(shè)想。該裝置俗稱靜態(tài)r刀。

1996年我國(guó)奧沃公司在靜態(tài)r刀的基礎(chǔ)上，利用30個(gè)co60放射源螺旋放置在球面上，使之以球心為中心作錐面旋轉(zhuǎn)，使放射源進(jìn)行弧形旋轉(zhuǎn)聚焦。該裝置俗稱旋轉(zhuǎn)r刀。和靜態(tài)r刀相比，減少了放射源，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，且提高了焦皮比，治療操作方便，治療性能大大提高。

進(jìn)一步利用定向裝置、CT、磁共振等先進(jìn)影像設(shè)備及三維重建技術(shù)，確定病變和各重要器官的準(zhǔn)確位置和范圍，進(jìn)行三維空間立體定向，然后利用計(jì)劃系統(tǒng)確定射束方向，腫瘤及重要器官的計(jì)量分步，最后進(jìn)行手術(shù)式照射治療。實(shí)現(xiàn)了大劑量一次性的立體定向放射技術(shù)。大量的治療過(guò)程表明，對(duì)小于3cm的腫瘤，可實(shí)現(xiàn)很好的放射效果。但該系統(tǒng)只能對(duì)頭顱小腫瘤治療。

為使r刀能在全身進(jìn)行放療，我國(guó)廣大放療科技工作者進(jìn)一步努力，開(kāi)發(fā)研制了體部r刀。先后經(jīng)過(guò)幾代的改進(jìn)，2005年研制成功了陀螺旋轉(zhuǎn)r刀，該系統(tǒng)使用154個(gè)co60放射源，以球心為中心，作陀螺旋轉(zhuǎn)，使線束三次高度聚焦球心，形成劑量陀峰，提高了焦皮比，擴(kuò)大了治療空間，實(shí)現(xiàn)了全身的立體定向放療，治療腫瘤直徑可達(dá)10cm。

現(xiàn)在把立體定向放療技術(shù)進(jìn)一步推廣，結(jié)合適形技術(shù)，對(duì)腫瘤可實(shí)現(xiàn)多次小劑量的照射，實(shí)現(xiàn)了立體定向放射治療，對(duì)中等的腫瘤取得很好的效果。

1.2x-刀（x knife）與Elekta生產(chǎn)r刀裝置差不多的時(shí)間，美國(guó)Radionics 公司在1980年用醫(yī)用直線加速器的6～15mv的x線，非共面多弧度等中心旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)小野三維集束照射病變，起到r刀一樣的作用，故稱x線刀。此種以常規(guī)醫(yī)用直線加速器的x線作非共面弧度照射，必須改變床的角度。操作繁雜，精度較低，工作人員認(rèn)可度低。

1.3射波刀射波刀實(shí)際上是x刀的一種高級(jí)裝置。2001年由美國(guó)Accuyay公司研制成功。它有機(jī)器人照射系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、紅外線同步追蹤攝像機(jī)、治療計(jì)劃系統(tǒng)、治療控制系統(tǒng)等組成。機(jī)器人照射系統(tǒng)由電腦控制高精度的機(jī)械臂，控制150kg的直線加速器，在治療床上方，離人體外半球形一定距離的100個(gè)結(jié)點(diǎn)，1200個(gè)方向，作同心形成非等心形地移動(dòng)照射。并能立體定位攝影，影像導(dǎo)引放療，可對(duì)人體各部位進(jìn)行精度優(yōu)于1mm的精確放療，其放療的腫瘤直徑可達(dá)15cm。

2三維適形放射治療（3dimensional conformal radiotherapy）

對(duì)體積較大的腫瘤，1959年日本的Takahash首先提出并闡明三維適形放射治療的基本概念。其原理就是在照射方向上，射野的形狀與病變（靶區(qū)）的形狀要始終保持一致，從而保護(hù)了正常組織和危及器官，提高了治療增益。實(shí)施的方法是利用立體定向的方法進(jìn)行立體定向，通過(guò)計(jì)劃系統(tǒng)計(jì)算得出所選各個(gè)射野的形狀、大小及射束劑量。然后用適形鉛檔塊或多葉準(zhǔn)直器形成射野，在加速器上，由計(jì)算機(jī)控制實(shí)施精確照射。

現(xiàn)在瓦里安的加速器，等中心精度可達(dá)0.5mm，配有120對(duì)的高精度多葉準(zhǔn)直器，可實(shí)現(xiàn)高精度適形放療。對(duì)頭頸部及體部體積較大的凸形腫瘤治療，取得了較好的治療效果。

3調(diào)強(qiáng)適形放射治療（Intensity modulated radiotherapy）

調(diào)強(qiáng)放射治療是在三維適形放射治療基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種較為先進(jìn)的三維立體照射技術(shù)。其原理是對(duì)復(fù)雜凹形腫瘤照射時(shí)，對(duì)母野進(jìn)行子野分割，使其適其形，對(duì)各子野射束強(qiáng)度調(diào)制，使母野劑量得到均勻分布，從而使凹形復(fù)雜射野得到形體適形、劑量均布的照射。實(shí)施的方法是利用立體定向技術(shù)進(jìn)行立體定向，三維重建，在計(jì)劃系統(tǒng)中進(jìn)行逆向計(jì)算求得各個(gè)子野形狀尺寸及劑量大小，用調(diào)野裝置在加速器上實(shí)施，從而得到較為精確的放射治療。

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，現(xiàn)調(diào)強(qiáng)方法建立多種，其中有物理補(bǔ)償；多葉準(zhǔn)直器；斷層治療，電磁掃描等方法。其調(diào)強(qiáng)原理除物理補(bǔ)償法是調(diào)射束劑量率外，其余調(diào)強(qiáng)方法都是調(diào)射束的照射時(shí)間。多葉準(zhǔn)直器調(diào)強(qiáng)方法是當(dāng)前最為流行的方法，該技術(shù)按葉片運(yùn)動(dòng)和照射之間相互時(shí)序關(guān)系分為：靜態(tài)調(diào)強(qiáng)、動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)以及旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)三種方式。靜態(tài)調(diào)強(qiáng)在國(guó)內(nèi)較為常用，在放射治療中發(fā)揮較大作用。

近期美國(guó)推出螺旋斷層調(diào)強(qiáng)放射治療機(jī)（TomoTherapy）。該機(jī)采用小型低能加速管，直接安在類似CT機(jī)的滑環(huán)上，加速管的射束被準(zhǔn)直成0.6cm厚的扇形束，用氣動(dòng)的開(kāi)關(guān)式MLC對(duì)射束進(jìn)行調(diào)制，進(jìn)行螺旋式調(diào)強(qiáng)治療。此方法有很好的劑量分布，可治療較大的靶區(qū)，但治療時(shí)間較長(zhǎng)。

4 影像引導(dǎo)放射治療（Image guided radiotherapy）

放射治療過(guò)程，由于患者各種生理運(yùn)動(dòng)，如呼吸運(yùn)動(dòng)，膀胱充盈，小腸蠕動(dòng)等，都會(huì)引起腫瘤及重要器官的移動(dòng)，使其偏離調(diào)強(qiáng)適形野之外，造成腫瘤的欠劑量或重要器官的過(guò)劑量照射。要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)照射，首先對(duì)腫瘤進(jìn)行CT時(shí)序掃描，獲得一段時(shí)間內(nèi)不同時(shí)刻的CT圖像序列，重建出腫瘤或重要器官的3D圖像隨時(shí)間變化的序列圖；即四維CT圖像。

治療照射時(shí)，利用加速器上的MV-X或KV-X級(jí)的conbeam CT（cbct）獲得的腫瘤或重要器官的3D圖像和4DCT序列的3D圖像比較后的結(jié)果進(jìn)行校正照射，使腫瘤得到實(shí)時(shí)的準(zhǔn)確照射。

前不久瓦里安公司和醫(yī)科達(dá)公司都生產(chǎn)出具有橫向攝影的KV-X線，機(jī)載影像CT機(jī)。機(jī)載影像設(shè)備為一個(gè)X射線球管和相應(yīng)的平板影像成像器?？梢赃M(jìn)行X線平片，透視圖像和錐形束CT（CBCT）可對(duì)軟組織進(jìn)行成像，對(duì)放療的定位和治療中的圖像追蹤起到十分有效的作用，真正實(shí)現(xiàn)了精確放療的目的。

5 生物適形放射治療（Biological conformal radiotherapy）

調(diào)強(qiáng)適形放療技術(shù)和影像引導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展使放療精度大大提高。但這只是物理參數(shù)的高度適形。實(shí)際上當(dāng)今的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)還不能準(zhǔn)確分辨病變區(qū)域的亞臨床病灶，如放射抵抗病灶；增殖快病灶；放療敏感病灶等。這給醫(yī)生對(duì)腫瘤區(qū)的準(zhǔn)確勾畫(huà)帶來(lái)困難。腫瘤區(qū)域的不準(zhǔn)，使精確放療失去了意義。所以當(dāng)今對(duì)腫瘤生物性質(zhì)的研究和功能成像成為研究熱點(diǎn)。一旦通過(guò)核素成像；磁共振成像；光學(xué)成像和超聲成像方法實(shí)現(xiàn)生物分子功能影像，腫瘤影像中不僅有三維空間物理信息，又增加了生物功能信息。使用生物功能影像控制適形照射，對(duì)不同生物性質(zhì)的腫瘤給不同的劑量，使腫瘤得到生物適形的最佳照射，使腫瘤放療效果得到一個(gè)較大的提升。編輯/許言