放射治疗技术在治疗肿瘤中的作用和意义

林利勇

摘要：放射治疗技术是现阶段临床上肿瘤治疗的重要手段。肿瘤放射治疗学主要有放射治疗物理学、临床放射生物学以及肿瘤放射治疗三个部分。其中，放射治疗物理学，即放射治疗技术在当前临床治疗中应用最广，被认为是综合治疗肿瘤的最重要手段。故而，研究放射治疗物理学，能够有效提高肿瘤放射治疗技术发展水平，对治疗肿瘤具有重要意义。

关键词：肿瘤;放射治疗;技术发展

近百年来，归功于肿瘤放射治疗学的不断发展，越来越多的新技术被应用于临床。近年来，由于放射治疗方法与新兴的计算机技术结合，以及与其他放射生物学、分子生物学等学科的融会贯通，放射治疗的应用已经越来越广泛，其应用地位也逐渐提升，目前已成为最重要的治疗手段，据不完全统计，大约70%的肿瘤患者治疗过程中曾接受过放疗[1]。通过放射、手术和化学治疗共通的努力，肿瘤五年生存率已经出现明显的提升。因此，本文对肿瘤放射治疗技术的作用、意义和发展进行分析，内容如下。

1肿瘤放射治疗学的定义和意义

1.1肿瘤放射治疗学的定义

肿瘤放射治疗学，一般认为是研究放疗设备结构、性能和各种射线在人体内分布规律的学科，利用肿瘤放射物理学可以研究提升肿瘤剂量、降低正常组织受量的方法[2]。

1.2放射治疗与肿瘤

肿瘤指机体基于各种致瘤因子作用下，局部组织细胞增生所形成的新生物，由于此新生物多呈占位性块状突起，也称赘生物。根据新生物的细胞特性及对机体的危害性程度，可将其分为恶性肿瘤与良性肿瘤。良性肿瘤，肿瘤生长缓慢，有包膜，边界清楚，不会转移，且预后佳，有局部压迫症状，但无全身性症状，一般情况下，不会导致死亡。恶性肿瘤，生长速度快，边界不清，容易转移，复发率高，可出现低热、食欲差、体重下降等症状，甚至表现出贫血、发热等现象，若诊治不及时，易致死。放射治疗是利用放射线治疗肿瘤的局部治疗方法，放射治疗的疗效取决于放射敏感性。根据放射线对肿瘤的敏感性，可分为放射高度敏感肿瘤，放射中度敏感肿瘤、放射低度敏感肿瘤、放射不敏感（抗拒）的肿瘤。

1.3放射治疗在肿瘤治疗中的意义

放射治疗，主要是针对肿瘤治疗而发展出来的一种治疗手段。随着我国经济发展建设的逐渐推进，我国计算机网络技术得以发展，影像技术、放射生物学和分子生物学等各种技术都得以快速推进，共同推进了放射治疗技术的进展。研究结果显示，接受放射治疗的肿瘤患者的五年生存率能够达到18%左右，由此可见，放射治疗在肿瘤治疗研究工作中的重要意义[3]。

2肿瘤放射治疗技术

放射物理学的缘起可以追溯到1895年伦琴发现X线以及居里夫人于1898年发射放射性元素镭补救后。原先采用的普通X线机现在多已被淘汰，因为其产生的射线能力较低，穿透能力不足，皮肤表面对此的反应较大，不适宜用于身体内部的肿瘤治疗。在90世纪50年代左右，远距离60钴治疗机开始广泛应用于临床治疗，其能量能够达到1.25MeV，穿透能力强，对于皮肤的损伤也远远低于以往的射线机。到了上世纪50年代，回旋加速器、电子感应加速器等应用于临床，其产生的高能X线和电子线具有众多优点。

放射治疗分为常规放疗和精确放疗。以往，较常使用的是常规放疗，这种方式缺乏精准度，属于传统、经验式放射治疗，为了不伤害其他身体组织，无法提高肿瘤剂量，影响了肿瘤局部控制率，易造成体内肿瘤的远地转移或局部复发等问题。而随着计算机水平的快速提升，医学影像技术得以完善，放射治疗精准度提升，进入精确放疗时代。精确放疗明显提高了肿瘤剂量，增加了肿瘤局部的控制率，降低了肿瘤周围的正常组织放射并发症，实现了精准定位，治疗效果大大提升[4]。

肿瘤放射治疗经历了从二维放疗到三维计划系统的出现。以往的二维疗法不能完全准确定位肿瘤位置，只能根据检查与经验判断大致方位，为了防止伤害其他机体组织，该疗法对于肿瘤剂量有所限定，不能完全清除肿瘤。但是，随着三维计划系统的出现，三维适形放射治疗应用于临床，能够更加精准地放射射线治疗肿瘤。

2.1放射治疗技术医疗放射设备的功能

（1） 抑制病变细胞和杀伤作用：具有该功能的常规放疗设备是X射线深部治疗机、60-钴治疗机等设备。利用射线对人体内的肿瘤病灶进行破坏，并达到抑制病变细胞和杀伤作用。由于某些条件的限制，如手段与技术等，这些医疗放射设备的能量只能在低能MV级和kV级，大多情况下采取X线外照为主要放射方式，少数情况下以电子线进行短程治疗，又称腔内和间质内治疗。（2）杀死肿瘤细胞：具有该功能的设备主要是近距离后装治疗机。其通过近距离放疗技术，将施源器与针均放入、插植在合适的位置，拍片，经过系统计算和数据分析得到结果。而后放疗设备将放射源自动运输到施源器内，开始放疗。其原理是利用放射性同位数铱的衰变放出射线，从而杀死肿瘤细胞。（3）深度治疗病变部位：具有该功能的设备主要是医用电子直线加速器，就目前来看，其是应用最频繁的医疗放射设备，在肿瘤治疗中起主导作用。借助微波电厂给电子加速使其具备高能而放出射线。其最大的优势即可以根据患者病变部位的治疗要求提供不同能量的X射线及电子束，因此可以输出不同辐射剂量从而治疗肿瘤疾病。（4）减少正常组织伤害：医疗放射设备通过强度调控放射治疗进一步补充三维适体疗法的不足，利用非平坦式射束截面机，调控单束射线的不同剂量。从而根据肿瘤形状，以及周边组织位置，将大料剂量集中在肿瘤病变部位，达到减少正常组织伤害的目的。

2.2放射治疗在肿瘤综合治疗中的应用

通常情况下，放射治疗可以在手术治疗前后进行，或者是在手术过程中应用。在手术前进行放疗主要是为了尽可能缩小患者原发肿瘤病灶体积，并且对肿瘤周围癌细胞进行杀灭，确保手术可以顺利进行，增强手术疗效。在手术中进行放疗，主要是针对存在敏感脏器肿瘤，手术将肿瘤充分暴露后，可以合理借助照射仪器推开脏器，并给予肿瘤直接照射。术后放疗为十分常见的一个方法，通过术后放疗能够有效杀滅手术残留癌细胞，以巩固疗效。

近年来，放疗和化疗有效结合逐渐在临床中受到关注，在进行放射治疗前，合理应用化疗能够将肿瘤细胞给有效杀灭，特别是肿瘤周围癌细胞，并且还可以在一定程度上缩小肿瘤体积，有助于放疗杀灭肿瘤细胞[5]。当放射治疗后给予化疗，可以确保残余或者转移癌细胞进行消灭;化疗也协同增加放疗的敏感性。当前临床中普遍认为，放疗与化疗同时进行是肿瘤治疗的一个有效方案。

2.3放射治疗方法简述

2.3.1调强放射治疗（IMRT）

调强放射治疗（IMRT）使用多叶准直器和直线加速器前面附加特质铅块实施非共面的靶区照射，射野束视角方向相似于靶区的形状，因此能够更准确的辐射分布靶区上的剂量，使得靶区内及表面剂量处处相等。与常规治疗相比，IMRT应用了MRT和CT三维重建定位，能够提高照射、摆位的精准度;实施逆向计划，能利用逆向算法验证和审核剂量分布參数，达到最优分布。IMRT已成为主流放疗技术，鼻咽癌调强放疗能达到手术的效果，对于食管、肺等部位大体积肿瘤，调强放疗达到较好的预后效果。

2.3.2自适应放疗技术（ART）

自适应放疗技术能够减少靶区运动和分次治疗间摆位的误差，使得高剂量区剂量分布的形状在三维方向上与病变形状（靶区）一致[6]。靶区位置的变化可以通过电子射野影像系统EPID、影像引导系统CBCT或CT测量，靶区大小和形状的变化可通过连续几次CT扫描来评估，在必要的时候进行修改。与常规治疗相比，ART提高了肿瘤剂量，保护了正常组织，使得部分不能手术的患者在放疗后得以手术。

2.3.3旋转断层放疗系统（ToMo）

旋转断层放疗系统（Tomo Therapy，ToMo）集调强放疗、影像引导技术、剂量引导调强放疗于一体，ToMo机器由螺旋CT和直线加速器组成。患者在治疗器前进行CT扫面，后与定位影像匹配，自动纠正摆位误差，后进行旋转聚焦照射。TOMO照射范围较大，剂量更准确，更好的保护正常组织，对大体积肿瘤、多靶点肿瘤治疗方面有较大优势，但是对于技术、设备等有较高的要求。

2.3.4四维放射治疗

在三维放疗技术的基础之上再加上时间因数这个概念就是四维放疗，能够更进一步的考虑到解剖组织在治疗时的运动和分次治疗间摆位误差，充分利用各种最先进的影像设备在患者治疗之前和治疗中对患者的肿瘤和正常器官进行实时的监控，及时的根据器官位置变化来改变治疗方案。令照射野时刻跟随着靶区，这才是真正意义上的精确治疗。四维放射治疗技术能够解决运动肿瘤的精准定位问题，四维放射治疗在CT扫描的三维成像和加速器三维方向照射系统外加上时间因素，进而CT也能够按照时序来扫描。将四维图像中获得的实际靶区容积信息，模拟肿瘤随着呼吸的运动。四维放射治疗需要扫描完整的呼吸运动周期，反映出靶区和胸部器官随着呼吸运动的运动，进而能够制定出个体化的靶体积[7]。进而能够实现四维放射治疗数据的获取和运动呼吸周期的同步。现在四维放射治疗的图像获取技术以及靶区定位日渐完善而且逐渐投放到市场中去，不过目前仍有一些计划和实施阶段存在的问题还没有完全解决，仍需完善和发展。

3发展方向

质子治疗是一种相对新型的放射治疗手段和方法，其具有布拉格峰型剂量分布，使得肿瘤得到最大剂量，正常组织剂量相对较低[8]。而针对一些体积相对较小的肿瘤，其还能够通过对质子束的速度进行改变，而实现对其能量的有效调节，从而保证布拉格峰能够直接对肿瘤进行作用。而针对一些相对较大的肿瘤来说，则需要补偿器，Propeller，Bar Ridge等方法，从而实现对布拉格峰的扩展，使得其与肿瘤大小相互吻合。但是在实际的发展过程中，这种质子束所对应的能量相对较大，使得其在达到靶区的过程中，能够与组织形成一种散射比电子束更小的形式，因此，在照射区域的周围其所对应的半影也是非常小的。与此同时，其质子布拉格峰会出现陡然减弱的情况，可以对肿瘤后面及其侧面的正常组织进行有效的保护。

4结语

放疗技术在不断的飞速发展，在未来，放疗领域的技术不再是单一的技术，而将会是很多技术的综合应用。相信，随着技术的日新月异和医学模式的创新，功能性显影如PET-CT等以及分子显像等的发展、高能重粒子（快中子、质子及负π介子）治疗的深入开展和基因药物的临床推广使用，将会让放射治疗更上一个台阶，使治疗更加准确和安全。最终提高患者生存率和生存质量。

参考文献

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[4]孔伟，刘新红.放射治疗头颈部肿瘤体位固定和精准摆位的护理要点分析[C]//2017年度中国组织化学与细胞化学杂志临床研究研讨会.0.

[5]刘智慧.强调放疗联合化疗在中晚期食管癌治疗中的临床应用[J].肿瘤基础与临床，2020，33（1）：3.

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[7]邢晓汾，孟慧敏，崔桐，等.基于四维CT对呼吸运动中肺部肿瘤位移和体积变化的研究[J].山西医药杂志，2016，45（15）：3.

[8]韩榕城.质子调强放射治疗不确定性的相关技术研究[D].中国科学院大学（中国科学院上海应用物理研究所），2020.