第一章 概論
第一節(jié) 放射治療技術(shù)發(fā)展簡史
一、放射治療技術(shù)的概念與研究內(nèi)容
　　放射治療（簡稱放療）技術(shù)是以放射物理學(xué)和放射生物學(xué)等知識為基礎(chǔ)，以光子束、粒子束等放射線為能量源，以放射治療計劃為依據(jù)，通過放射治療設(shè)備、技術(shù)手段和方法的綜合應(yīng)用與實施，對良惡性腫瘤等疾病進(jìn)行治療的一門臨床學(xué)科。
　　放射治療技術(shù)以放射物理學(xué)、放射生物學(xué)、放射劑量學(xué)、腫瘤學(xué)、醫(yī)學(xué)影像學(xué)、計算機(jī)技術(shù)等學(xué)科的新理論、新技術(shù)成果的引入與轉(zhuǎn)化，以放射治療方式、方法、手段的改進(jìn)與優(yōu)化，以放射治療療效的提高作為自己的研究內(nèi)容。
　　在醫(yī)學(xué)臨床上，放射治療技術(shù)在對良惡性腫瘤等疾病進(jìn)行治療的過程中并不是孤立存在的。在學(xué)科上，它是伴隨著放射治療學(xué)的形成而形成并服務(wù)于放射治療學(xué)的。在崗位上，它是與放射治療醫(yī)師、放射物理師協(xié)同工作的。在此過程中，放射治療技術(shù)對放射治療計劃的執(zhí)行實施是否正確、實施過程是否準(zhǔn)確、實施技術(shù)是否精確，直接關(guān)系到放射治療的最終療效。
　　放射治療技術(shù)可分為常規(guī)放射治療技術(shù)、特殊放射治療技術(shù)、模室技術(shù)和放射治療的質(zhì)量保證四個方面。
　　放射治療技術(shù)與放射治療學(xué)一樣遵循最徹底地殺滅腫瘤組織、最大限度地保護(hù)正常組織和器官的結(jié)構(gòu)與功能的總原則，以努力提高患者的長期生存率和改善生存質(zhì)量為目的，以提高治療增益比為基本目標(biāo)。
二、放射治療技術(shù)發(fā)展簡史
　　放射治療技術(shù)的發(fā)展始終是伴隨著科學(xué)技術(shù)學(xué)的發(fā)展而發(fā)展、圍繞著放射治療目標(biāo)的實現(xiàn)而前行的。在近120年的發(fā)展史上，若以放射治療設(shè)備的發(fā)展為主線，可以將其分為三個時代，即X線治療機(jī)時代、60Co治療機(jī)時代、加速器治療時代。
　　（一）1895～1898年的三個發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用是放射治療及技術(shù)形成的直接原因
　　1895年11月，德國物理學(xué)家倫琴在做陰極射線管放電實驗時意外發(fā)現(xiàn)了X線；1896年1月，法國物理學(xué)家貝可勒爾又發(fā)現(xiàn)了含鈾鹽的礦物質(zhì)也能產(chǎn)生放射線；兩年之后的1898年12月，著名物理學(xué)家居里夫婦從近百噸的廢礦渣中成功地分離出了鐳，并首次提出了“放射性”的概念。三個發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用及在此過程中出現(xiàn)的放射生物學(xué)效應(yīng)，是催生放射治療及技術(shù)形成的直接原因。
　�。ǘ�）1899～1950年是放射治療技術(shù)從試驗階段走向臨床普及的X線治療機(jī)時代
　　X線等放射源被發(fā)現(xiàn)后，隨著放射診斷學(xué)的發(fā)展，有人提出了將放射線用于治療的設(shè)想。據(jù)史料記載，1899年，臨床醫(yī)生開始嘗試用X線治療皮膚癌，1902年用X線治療皮膚癌取得了良好的療效。1920年，由于200kV級X線治療機(jī)的誕生及進(jìn)入臨床，開始了深部X線治療的探索。至20世紀(jì) 20年代中期，臨床放射治療才成為一門明確的醫(yī)學(xué)�？疲�此后用X線治療喉癌取得了令人滿意的療效。但是受到當(dāng)時科學(xué)技術(shù)發(fā)展的水平，尤其是人們對放射線的物理性質(zhì)、腫瘤的生物學(xué)特性及放射生物效應(yīng)認(rèn)識的限制，放射治療主要局限于淺表腫瘤。放射治療反應(yīng)、放射損傷對醫(yī)檢雙方的影響，成了放射治療技術(shù)發(fā)展路上的攔路虎，此后，放射治療技術(shù)在起伏中前行，直至1951年，又一種新型放射治療設(shè)備的問世。
　　（三）1951年，60Co遠(yuǎn)距離治療機(jī)的問世及多學(xué)科的發(fā)展，放射治療技術(shù)進(jìn)入了60Co治療機(jī)時代
　　“第二次世界大戰(zhàn)”的發(fā)生及戰(zhàn)后軍事工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展尤其是人類和平利用原子能研究的進(jìn)步，使放射物理學(xué)、放射醫(yī)學(xué)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。1951年，加拿大生產(chǎn)的世界上第一臺60Co遠(yuǎn)距離治療機(jī)問世。由于該機(jī)與此之前的深部X線治療機(jī)相比，具有能量上的大幅提高等明顯優(yōu)勢，使得60Co遠(yuǎn)距離治療在放射治療中很快成為主流并得到了快速發(fā)展，使放射治療技術(shù)在擴(kuò)大適應(yīng)證、減輕患者放射治療反應(yīng)、提高放射治療效果、改善生存質(zhì)量等方面都取得了顯著進(jìn)步。
　�。ㄋ模�1952年，世界上第一臺8MV固定型射頻微波直線加速器的安裝及1953年的投入使用，放射治療技術(shù)進(jìn)入了加速器治療時代
　　據(jù)記載，1952年，世界上第一臺8MV固定型射頻微波直線加速器在英國哈默 史密斯（Hammer Smith）醫(yī)院安裝，1953年治療了第一位患者。1968年，美國成功制造出可直立安裝于機(jī)頭內(nèi)的駐波型電子直線加速器。20世紀(jì)70年代末，瑞典Scanditronix公司率先推出了醫(yī)用電子回旋加速器，并在歐洲的腫瘤治療中心開始安裝使用，成為醫(yī)用高能加速器的發(fā)展方向。20世紀(jì)80年代初，近距離放射治療機(jī)研制成功并進(jìn)入放射治療臨床，隨著一些新的放射源的不斷開發(fā)應(yīng)用，加速器在粒子加速后的粒子種類、能量高低、軌道形狀和加速電場所在頻段性能等方面的不斷改進(jìn)，放射治療的療效發(fā)生了質(zhì)的飛躍，放射治療進(jìn)入了超高壓射線治療良惡性腫瘤等疾病的新時代。至20世紀(jì)80年代末，隨著CT、模擬定位機(jī)等放射治療設(shè)施先后進(jìn)入放射治療臨床并不斷完善，近代放射治療的完整體系已經(jīng)形成。
　　20世紀(jì)50年代至70年代相繼問世，并影響至今的立體定向放射治療技術(shù)、適形放射治療、適形調(diào)強(qiáng)放射治療及三維放射治療計劃系統(tǒng)，是放射治療發(fā)展史上的重要篇章。
　　1951年，一直困擾人們的顱內(nèi)腫瘤精確定位及放射治療問題，在瑞典以立體定向放射外科的概念被提出。1968年，世界上首臺顱腦?刀在瑞典研制成功。1985年，有人將改造的醫(yī)用直線加速器引入到立體定向放射外科領(lǐng)域內(nèi)并發(fā)明了顱腦X刀。1996年，瑞典的一家醫(yī)院研制成功了世界首臺體部X刀。從此立體定向放射外科治療技術(shù)便逐步引入了放射治療的概念，立體定向放射治療技術(shù)體系由此創(chuàng)立。刀、X刀對于治療顱內(nèi)不能手術(shù)的腦腫瘤和顱內(nèi)動、靜脈畸形等良性疾病開辟了全新的途徑。
　　20世紀(jì)60年代中期，日本學(xué)者高橋及松田提出了“原體照射”即后被稱為適形放射治療的概念，并在1965年提出用多葉準(zhǔn)直器的方法實現(xiàn)適形放射治療。也有人先后嘗試用同步擋塊法、循環(huán)掃描法及重力擋塊法進(jìn)行適形放射治療。隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的引入，有力地促進(jìn)了適形放射治療的進(jìn)步。在此基礎(chǔ)上發(fā)展形成的三維適形放射治療（3D-CRT）極大地改變了當(dāng)時的常規(guī)放射治療的現(xiàn)狀。
　　20世紀(jì)70年代，瑞典學(xué)者在總結(jié)適形放射治療的基礎(chǔ)上，又進(jìn)一步提出了適形調(diào)強(qiáng)放射治療（IMRT）的概念。IMRT著重解決了照射野的形狀與病變形狀一致、照射野內(nèi)的病變各點(diǎn)劑量均勻兩大難題，奠定了精確定位、精確計劃、精確擺位、精確照射的發(fā)展方向，發(fā)展至今已成為放射治療的主流。
　　在放射治療計劃制定中的放射治療劑量計算方面，自20世紀(jì)60年代以來，隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，放射治療計劃的制訂從開始的手工計算發(fā)展到后來的單片機(jī)計算，再到程控治療計劃系統(tǒng)，再到將三維劑量計算和顯示方法引入治療計劃系統(tǒng)。至1978年，真正具有臨床意義的三維放射治療計劃系統(tǒng)研制成功，標(biāo)志著放射治療劑量的計算進(jìn)入了三維治療計劃的新時代。
　　在放射治療的照射方式方面，外照射在很長的時間段內(nèi)是主要方式。相比之下的組織間及腔內(nèi)照射，主要局限于舌癌和宮頸癌的治療。至20世紀(jì)80年代，近距離治療的精度得到了極大的提高，人體正常組織的防護(hù)和劑量分布均得到了明顯改善。后裝技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，使近距離放射治療的適應(yīng)證進(jìn)一步擴(kuò)大，效果進(jìn)一步提高。
　　進(jìn)入21世紀(jì)后，放射治療技術(shù)得以快速發(fā)展，其中圖像引導(dǎo)放射治療（IGRT），以其顯著的優(yōu)勢快速進(jìn)入一線腫瘤放射治療臨床。IGRT是在三維放射治療技術(shù)的基礎(chǔ)上加入時間因數(shù)后形成的一種四維放射治療技術(shù)。它應(yīng)用當(dāng)代先進(jìn)的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備，在患者放射治療體位下對患者腫瘤組織及其周圍正常組織器官進(jìn)行實時監(jiān)控、在修正各種誤差后作出相應(yīng)的精確調(diào)節(jié)。有效解決了原來困擾放射治療臨床的靶區(qū)不確定性問題，使得放射治療療效明顯提高，正常組織的損傷大大減少，被稱為放射治療學(xué)史上的一次變革。
　　我國的放射治療技術(shù)約起步于1932年，走的是一條從放射治療設(shè)備引進(jìn)消化、仿造到自主研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用的放射治療技術(shù)的大國發(fā)展之路。
　　縱觀近120年放射治療技術(shù)的發(fā)展歷史，我們可以發(fā)現(xiàn)，在19世紀(jì)末的三個重大發(fā)現(xiàn)作為動力源形成后，放射治療技術(shù)的發(fā)展始終以世界前沿科技的發(fā)展為推力，以放射物理學(xué)、放射生物學(xué)、放射劑量學(xué)、腫瘤學(xué)、醫(yī)學(xué)影像學(xué)、醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)、計算機(jī)技術(shù)等學(xué)科為基礎(chǔ)并以其新理論、新技術(shù)成果的引入與轉(zhuǎn)化為手段而不斷前行。
　　因此，作為后來人，我們應(yīng)從學(xué)習(xí)放射治療技術(shù)發(fā)展的歷程中總結(jié)經(jīng)驗，探索規(guī)律，以推動放射治療技術(shù)的發(fā)展為己任，為推動放射治療技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。
第二節(jié) 放射治療在腫瘤治療中的作用
一、治療效果
　　放射治療雖說是治療良惡性腫瘤等疾病的一門臨床學(xué)科，但從誕生的早期開始，就將治療惡性腫瘤作為自己最重要的目標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)，人體正常組織細(xì)胞和腫瘤組織細(xì)胞的生物學(xué)特性是有區(qū)別的。正常細(xì)胞群和腫瘤細(xì)胞群在同時接受射線照射并造成損傷后，其修復(fù)過程及程度是有差異的，這種差異被認(rèn)為是放射治療腫瘤的機(jī)制依據(jù)。
　　目前，惡性腫瘤的治療雖然已進(jìn)入到綜合治療時期，但作為治療惡性腫瘤具有確定療效的三大手段（手術(shù)、放射治療和化學(xué)藥物治療）之一，放射治療作為局部治療方法，在適應(yīng)證廣，能作為部分單獨(dú)治愈手段，既能保存形態(tài)、功能又能提高生存率三個方面的優(yōu)勢是明顯和獨(dú)特的，治療效果是肯定的。
　　據(jù)統(tǒng)計，有60%～70%的惡性腫瘤患者需要接受放射治療。在常見惡性腫瘤的放射治療中，精原細(xì)胞瘤的5年生存率最高，達(dá)到了90%～95%，宮頸癌的5年生存率為55%～65%，而5年生存率較低的食管癌，近年也達(dá)到了8%～16%，見表1-1。
表1-1 國內(nèi)外常見惡性腫瘤放射治療的5年生存率統(tǒng)計表
二、放射治療在腫瘤綜合治療中的應(yīng)用
　�。ㄒ唬┓派渲委熍c手術(shù)治療的聯(lián)合應(yīng)用
　　1. 術(shù)前放射治療
　　（1）目的：利用放射治療的優(yōu)勢，通過放射治療+手術(shù)治療的順序組合，提高手術(shù)療效。
　�。�2）優(yōu)點(diǎn)：①有效地殺滅腫瘤周圍亞臨床病灶內(nèi)的腫瘤細(xì)胞，縮小腫瘤體積，提高手術(shù)切除率。②降低腫瘤的分期，減少手術(shù)中腫瘤細(xì)胞播散的風(fēng)險。
　�。�3）缺點(diǎn)：①常可影響其組織病理學(xué)診斷。②部分存有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的患者，不能從中受益。
　　在局部晚期食管癌、肺癌、直腸癌等臨床實踐中，術(shù)前放射治療的作用早已得到證實。
　　2. 術(shù)后放射治療
　　（1）目的：利用放射治療的優(yōu)勢，通過手術(shù)治療+放射治療的順序組合，提高手術(shù)療效。
　　（2）優(yōu)點(diǎn)：有效地殺滅手術(shù)野內(nèi)可能殘留的腫瘤細(xì)胞，降低局部復(fù)發(fā)率。
　�。�3）缺點(diǎn)：①不能減少術(shù)中腫瘤的種植。②降低照射區(qū)域內(nèi)組織的放射敏感性。
　　3. 術(shù)中放射治療
　　（1）目的：利用手術(shù)野的開放性及電子線的特性，通過手術(shù)治療+放射治療的順序組合，提高手術(shù)療效。
　�。�2）優(yōu)點(diǎn)：通過避開前面正常組織，近距離、大劑量的直接照射，更有效地殺滅手術(shù)野內(nèi)可能殘留的腫瘤細(xì)胞，降低局部復(fù)發(fā)率。
　�。�3）缺點(diǎn)：①一次性大劑量的照射，難以準(zhǔn)確把握照射劑量。②常需與術(shù)后外照射配合應(yīng)用。
　　（二）放射治療與化學(xué)治療（簡稱化療）的聯(lián)合應(yīng)用
　　1. 誘導(dǎo)化療
　�。�1）目的：通過化療縮小瘤體，從而在放射治療時縮小照射野，提高局部的照射劑量，從而更好地保護(hù)正常組織。
　　（2）適用腫瘤：惡性淋巴瘤、腎母細(xì)胞瘤等。
　　2. 同步放化療
　�。�1）目的：通過利用同步放化療可以殺滅、抑制某些局部進(jìn)展期腫瘤的特性，提高療效。
　�。�2）適用腫瘤：局部進(jìn)展期的頭頸部腫瘤。
　�。�3）注意事項：同步放化療時，副作用較大，應(yīng)審慎選擇進(jìn)行。
　　3. 序貫放化療
　　（1）目的：通過利用先放射治療后化療或先化療后放射治療，而后再化療可以提高患者耐受性的特性，提高療效。
　�。�2）適用腫瘤：胃癌、食管癌、肺癌等。
　　放療、化療聯(lián)合應(yīng)用，經(jīng)受了腫瘤治療臨床的長期實踐，療效確定。