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線治療機時代、60Co治療機時代、加速器治療時代。
　�。ㄒ唬�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線治療機的誕生及進入臨床，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)�？�，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。
　�。ㄈ�）1951年，60Co遠距離治療機的問世及多學(xué)科的發(fā)展，放射治療技術(shù)進入了60Co治療機時代
　　“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步，使放射物理學(xué)、放射醫(yī)學(xué)得到了突飛猛進的發(fā)展。1951年，加拿大生產(chǎn)的世界上第一臺60Co遠距離治療機問世。由于該機與此之前的深部X線治療機相比，具有能量上的大幅提高等明顯優(yōu)勢，使得60Co遠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步。
　　（四）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，近距離放射治療機研制成功并進入放射治療臨床，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，放射治療的療效發(fā)生了質(zhì)的飛躍，放射治療進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、模擬定位機等放射治療設(shè)施先后進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行適形放射治療。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的引入，有力地促進了適形放射治療的進步。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，又進一步提出了適形調(diào)強放射治療（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和劑量分布均得到了明顯改善。后裝技術(shù)的進一步發(fā)展，使近距離放射治療的適應(yīng)證進一步擴大，效果進一步提高。
　　進入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。
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)，人體正常組織細胞和腫瘤組織細胞的生物學(xué)特性是有區(qū)別的。正常細胞群和腫瘤細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，這種差異被認為是放射治療腫瘤的機制依據(jù)。
　　目前，惡性腫瘤的治療雖然已進入到綜合治療時期，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，精原細胞瘤的5年生存率最高，達到了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：①有效地殺滅腫瘤周圍亞臨床病灶內(nèi)的腫瘤細胞，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)中腫瘤細胞播散的風(fēng)險。
　　（3）缺點：①�？捎绊懫浣M織病理學(xué)診斷。②部分存有遠處轉(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：有效地殺滅手術(shù)野內(nèi)可能殘留的腫瘤細胞，降低局部復(fù)發(fā)率。
　�。�3）缺點：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：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)可能殘留的腫瘤細胞，降低局部復(fù)發(fā)率。
　�。�3）缺點：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。
　�。ǘ�）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，從而更好地保護正常組織。
　�。�2）適用腫瘤：惡性淋巴瘤、腎母細胞瘤等。
　　2. 同步放化療
　�。�1）目的：通過利用同步放化療可以殺滅、抑制某些局部進展期腫瘤的特性，提高療效。
　　（2）適用腫瘤：局部進展期的頭頸部腫瘤。
　�。�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。