放射治疗发展

史谭颂

一、放射治疗是什么

放射治疗是利用高能射线来破坏癌细胞，使其失去分裂的能力，来达到治疗肿瘤的一种方法。放射线包括放射性同位素产生的α、β、γ射线和各类x射线治疗机或加速器产生的x射线、电子线、质子束及其他粒子束等。放射治疗可以杀灭大部分肿瘤细胞，从而控制肿瘤的生长速度，延长患者的生命。据调查统计，约70%的癌症患者需要通过放射治疗治疗癌症，而大约有45%的癌症可以被治愈，其中通过手术治愈的有22%，通过放射治疗治愈的有18%，通过化疗治愈的有5%。放射治疗对肿瘤的治疗效果越来越明显，其的作用和地位也越来越突出，现在放射治疗已经成为治疗恶性肿瘤的主要手段之一。

放射疗法虽然只有几十年的历史，但其发展速度很快。

二、放射治疗的科技革命

在1895年，德国物理学家威廉·康拉德·伦琴发现x射线，并在1901年获得首届Nobel物理学奖，他的发现为医疗影像技术提供了基础。在1896年，法国物理学家安东尼·亨利·贝克勒尔发现放射性核素铀。在1898年，居里夫人发现放射性核素镭，并首次提出“放射性”概念。并在1903年，贝克勒尔与居里夫妇一起荣获诺贝尔物理学奖。正是因为伦琴、贝克勒尔和居里夫妇的开创性的发现，才有了现在的放射治疗。

在伦琴发现X射线一年后，一个参与了X射线研发的助手多次使用自己的手去检测X射线的输出，导致其出现皮肤溃疡并病变，所以开始出现多度使用X射线会导致身体癌变的观念出现。但是在1899年，瑞典医生却用X射线治疗好了一例皮肤癌患者，这在当时引起了很大的关注，放射治疗技术进入热潮时期。到1906年的时候，人们发现电离辐射只对部分的病种和病例有效，而且放射治疗会对人体造成放射损伤。因为当时放射治疗的设备不够先进，基本靠医生手工进行操作，所以对医疗人员也会造成辐射损伤。而且设备的不先进以及医疗人员的专业水平不一，导致无法准确测量电离辐射的质和量。所以，放射技术进入低潮时期。随着大量的动物试验，人们认识到细胞增殖能力越强，其放射敏感性也就越高，但细胞分化程度越大，其放射敏感性也就越低，这一概念是放射治疗的重要依据。在20世纪五十年代以前，有些放射治疗难以达到较好的治疗效果，于是有的肿瘤医师开始考虑将两种作用不同的治疗方法结合起来使用，但由于当时并没有很好的设备和理论支持，所以并没有成功。直到20世纪五十年代高能放射线60钴治疗机及直线加速器得到了应用，提高了X线治疗机的能量，这才使得手术可以与放疗结合进行治疗，并且奠定了放射治疗法在肿瘤治疗领域的地位，同时延长了肿瘤患者的寿命，并使一部分患者能得到临床治愈的效果。

到二十世纪六十年代中后期，放射治疗进入到繁荣发展的时期。由于电子计算机技术得到了快速的发展，并在放射治疗领域中得到应用，电子计算使得放射治疗得定位以及照射角度更加准确，可以让放疗射线准确的杀死肿瘤细胞，但对周围的组织细胞伤害较小。随着科学技术的不断发展与进步，放射治疗已经进入了一个全新的时代——三维适形治疗时代。三维适形放射治疗是一种精确度很高的放射治疗。其利用CT图像建设一个患者的三维肿瘤结构，并通过在不同方向设置不同的照射野，并设计一个与患者病灶形状一致的适形挡板，使得高剂量区的分布形状在病灶前后、左右、上下方向三个方向，这可以使X线能准确的照射到肿瘤处，并对肿瘤周围的正常组织的影响较少，可以在最大限度内保护肿瘤周围的正常组织和器官，同时使治疗效果得到提高。

三、放射治疗的设备发展

放射治疗属于无创治疗，不像其他手术那样会留下伤口，但也正是因为这样，放射治疗照射部位、角度以及病灶的定位就非常重要。普通放射治疗的定位方法是在模拟定位机上通过X线透视来确定病灶所在的位置、大小形状和照射角度，再在人体上标记，这种方法可能导致定位误差较大，影响治疗效果。所以，研发人员开始研发更先进的放射治疗设备以保证定位的准确度。开始从普通放射治疗到精确放射治疗发展。

1913年，医学人员研发出140千伏级X线治疗机，1920年，200千伏X线治疗机也被研发出来。千伏级X线治疗机最主要的优点是其可以控制辐射，能够保障工作人员的安全。但通过实验发现，千伏级X线治疗机输出的X线能量较低，难以深入人体，导致治疗效果较差。1924年开始了近距离的镭疗，但只能对放射线敏感的肿瘤达到治疗效果。1931年，美国发明了电子静电加速器，1937年，美国和英国的医院安装了一兆伏电子静电加速器，但是其体积庞大且能量较低，所以没有得到进一步的发展。

为了开发能量更高并且实用的医用放疗设备，许多国家先后研发出了许多医疗加速器，这些医疗加速器主要分为电子回旋加速器、电子直线加速器、质子加速器以及其他重離子加速器几种类型。其中，电子直线加速器可以输出不同能量大小的X射线，而且其输出能量能达到几十兆电伏，可以达到治疗肿瘤的目的，而且成本相对较低，医院可以承担，所以电子直线加速器得到了快速的发展。