放射治疗是治疗恶性肿瘤的重要手段之一。肿瘤的放射治疗是利用各种放射线，如光子类的X线、γ射线以及粒子类的电子束、中子束等抑制或杀灭肿瘤细胞。即给予肿瘤准确、均匀剂量的放射线进行治疗，而周围正常组织剂量很小，因此可以在正常组织损伤很小的情况下，消灭癌细胞或控制癌细胞的数量，这样既确保了患者的生存，又提高了患者的生存质量。
一、放射线对细胞的杀灭机制
放射线进入体内引起电离效应，破坏了细胞核中的生物大分子DNA，导致细胞死亡。电离包括：
1.直接作用即射线直接对DNA分子链发生作用，引起导链或双链断裂，并导致细胞失去分裂能力而最终死亡。
2.间接作用即放射线通过对水分子的电离，产生有毒物质自由基，自由基再与大分子相互作用，作用于DNA链，影响细胞的分裂和增殖，该作用依赖于氧的存在。
二、放射治疗的目的
放射治疗的目的是将精确的放射剂量投照到确定的肿瘤容积内，最大限度地消灭肿瘤，同时最大限度地保存正常组织的结构与功能，提高患者的生活质量，延长生存期。放射治疗分为根治性放疗和姑息性放疗。
1.根治性放疗目的是给一定的肿瘤体积准确的、均匀的剂量，在正常组织损伤很小的情况下根治恶性肿瘤，达到长期治愈的目的，适用于临床Ⅱ期及部分Ⅲ期病例。
2.姑息性放疗适用于肿瘤晚期、不能治愈的患者。目的是阻止肿瘤病变进展，缓解疼痛或解除压迫症状，改善生活质量，延长生存时间。
3.综合治疗目前放射治疗5年生存率达45%，生存率提高与早期患者的比例增高和综合治疗的进展有关。放射治疗作为综合治疗的一部分，与化疗、手术相配合以期提高疗效。
（1）辅助放化疗：对于比较局限的肿瘤先手术，以后根据手术情况加用放疗和（或）化疗。对于手术后肿瘤有残存，术后病理提示切缘不净者，放疗可提高疗效，减少复发。乳腺癌就是成功的例子，有淋巴结转移的患者，应进行预防性照射（如锁骨上或内乳区，同时也需要辅助化疗）。即使没有淋巴结转移的T1、T2患者，如果有播散趋向（如年轻、发展快、病理检查低分化、淋巴管或血管有瘤栓、癌周细胞反应不佳等），也都应给予术后放化疗。正是由于有了综合治疗，Ⅱ、Ⅲ期乳腺癌的治愈率不但有了提高而且术后患者的生活质量也有改善。
（2）术前放化疗：对于局部肿块较大或已有区域性转移的患者可先做内科治疗或放疗，以后再行手术。有些肿瘤局部较晚但尚无远处转移的患者，一个较小的手术与放射综合治疗常可取得良好疗效和较佳生活质量。局部晚期的乳腺癌患者，先行化疗及放疗，局限以后再做手术，术后再根据情况进行放疗和（或）化疗。这样在相当程度上可以提高治愈率。不能手术，甚至已有转移的睾丸和卵巢肿瘤在化疗和（或）放疗后手术也已证明可以提高治愈率。此外，有的肺鳞癌患者可能伴有肺不张及感染，甚或伴有肺门和（或）纵隔淋巴结增大，这样的患者也可先做放射治疗使支气管通畅，引流好转，肺炎消散后再手术。这样治疗在手术后根据情况进行纵隔淋巴区照射及化疗，同样可得治愈。
（3）术前放疗：通过放疗使不能手术的患者变为可以手术。术前放疗可使肿瘤缩小，允许手术切除范围缩小，保留器官功能。减少手术野内癌细胞的污染，降低癌细胞的生命力，可减少播散。如宫颈癌Ⅱ期及部分Ⅲ期病例，通过术前放疗后能降低分期，使不能手术的宫颈癌也能行手术治疗。
（4）同时放化疗：对一些肿瘤不但增加局部疗效，而且可以减少或消灭远处转移，提高生存率，包括联合化疗、辅助化疗、同步化疗等方法。对于不能手术患者，主张最好先做化疗，或化疗与放疗同时进行。因放疗后的纤维化引起血管闭塞使化疗药物很难进入。但在有些情况下，如上腔静脉压迫、颅内转移和骨转移等，为了尽快缓解病情也可先做放疗。
（5）放疗与热疗配合：临床上合理地应用热疗配合放疗，可能起到协同杀伤及增敏作用，从而提高肿瘤的局部控制率，改善预后。
三、放射源的基本照射方式
1.远距离治疗又称外照射。治疗时放射源位于体外一定距离，集中照射身体某一肿瘤部位，即通过人体体表的照射，是目前临床使用的主要照射方法。常用的放射源有高能X线、高能电子线及60Co远距离照射、医用加速器等。体外照射时，肿瘤剂量受到皮肤和正常组织耐受量的限制，为了得到高而均匀的肿瘤照射剂量，需要选择不同能量的射线和采用多野照射技术，同时保护正常组织及减少脏器功能损伤，需将总剂量做适当分割，如常规分割法、超分割法、加速超分割法。
体外照射常用的照射技术有3种。①固定源皮距（SSD）技术：是将放射源到皮肤的距离固定。②等中心定角（SAD）技术：是将治疗机的等中心置于肿瘤或靶区中心上。③旋转（ROT）技术：旋转技术与SAD技术相同，也是以肿瘤或靶区中心为旋转中心，用机架的旋转运动照射。
2.近距离治疗又称内照射。它与外照射的区别是将密封放射源直接放入被治疗的组织内或放入人体的天然腔内，如鼻、舌、食管、宫颈等部位进行照射。内照射技术包括腔内或管内、组织间、手术中、敷贴及模治疗等，临床上多用作外照射的补充手段。常用放射性核素有55Cs、1921r、60Co、53I、103Pd等。
3.放射性核素治疗是利用器官、组织选择性吸收某种放射性核素的特点，经口服或静脉使用放射性核素进行治疗。放射源是开放性的，防护要求更为严格，如用131I治疗甲状腺癌等。
四、放疗的适应证与禁忌证
随着放疗设备、治疗方法和放射生物学的进展，恶性肿瘤放疗范围在不断扩大，对于某一个患者来讲，是否采用放疗则应具体问题具体分析，按照肿瘤治疗的原则、肿瘤治愈的可能性、放射性损伤发生概率及患者的全身情况，制订正确的治疗方案。放疗禁忌证是相对的，如对晚期患者进行姑息性放疗还可以达到止痛、止血、减轻疼痛的作用。但以下情况可以视为放疗的禁忌证：①恶性肿瘤晚期呈恶病质者。②心、肺、肾、肝重要脏器功能有严重损害者。③合并各种传染病，如活动性肝炎、活动性肺结核者。④严重的全身感染、败血症、脓毒血症未控制者。⑤治疗前血红蛋白<60g／L，白细胞<3.0×109／L，血小板<50×109／L没有得到纠正者。⑥放射中度敏感的肿瘤已有广泛远处转移或经足量放疗后近期内复发者。⑦已有严重放射损伤部位的复发。
五、放射线的生物效应
1.肿瘤放射敏感性和放射可治愈性肿瘤放射敏感性是指肿瘤局部对放射线的敏感程度。按放疗肿瘤的效应把不同肿瘤分成放射敏感、中等敏感及放射抗拒的肿瘤，临床上表现为治疗后肿瘤体积变化，有完全缓解、部分缓解、无变化、增大等几种情况。前两者多提示肿瘤放射敏感性较高，肿瘤的放射敏感性取决于肿瘤的组织来源、分化程度、肿瘤的大体类型以及患者的一般状况，如是否贫血、肿瘤有无感染等。
对射线较为敏感的肿瘤有鼻咽癌、喉癌、食管癌、淋巴瘤、宫颈癌、小细胞肺癌等。不敏感的肿瘤有骨肉瘤、软骨肉瘤、畸胎瘤等。应指出的是，敏感与不敏感是相对的，随着放疗技术的改进，两者之间也是可变的。肿瘤放射治愈性是指肿瘤经放疗后治愈的可能性，两者既有区别又有联系，一方面，某些肿瘤放射敏感性高，但治愈性低，另一方面，某些肿瘤的放射敏感性影响着放射治愈性。
2.细胞增殖周期与放射敏感性细胞周期可分为4个主要时期：①G1期（DNA合成前期）。②S期（DNA合成期）。③G2（DNA合成后期）。④M期（有丝分裂期）。细胞处于不同时期，放射敏感性各不相同。若以细胞死亡为标准，M期最敏感，S期敏感性最差；如以分裂延缓为标准，则G2期最敏感。
3.放射反应与放射损伤放射线作用于肿瘤患者的正常组织后总有一定的生物效应，临床上人为地将该效应分为两部分：放射反应和放射损伤。
正常组织放射反应分早反应组织和晚反应组织。一般认为更新快的组织对射线敏感性高，在放疗中是早反应组织，如皮肤、黏膜、骨髓、睾丸的精原细胞和卵巢的颗粒细胞等，都很容易受损而致皮肤及黏膜损伤、消化功能紊乱、造血功能抑制、不育症和不孕症等。而更新慢的组织属于晚反应组织，其放射损伤改变是缓慢的，如脊髓、脑、肺、肾、血管等致慢性放射性脑坏死、慢性放射性脊髓病、慢性放射性肾炎、放射性肺组织纤维化等。在临床放疗中应根据生物学特性分别考虑早反应组织和晚反应组织对分次剂量和总治疗时间的不同效应，在提高肿瘤治疗剂量的基础上应同时注意正常组织的防护，特别是晚反应组织。肿瘤基本属于早反应组织。
4.放射损伤的分类照射所致细胞死亡的敏感部位是在细胞核内，实验证实染色体DNA是细胞杀灭的主要靶；在放疗中，细胞死亡的定义是细胞完全失去增殖能力。
电离辐射引起细胞损伤通常可分为以下3种类型。
（1）亚致死损伤：指细胞受照射后，在一定时间内能完全修复的损伤。
（2）潜在致死损伤：指细胞受照射后，如有适宜的环境或条件，这种损伤还可以修复；如果得不到适宜的环境或条件，这种损伤将转化为不可逆的损伤，从而使细胞最终丧失分裂能力。
（3）致死损伤：亦称为不可修复损伤，是指细胞所受的损伤在任何情况下都不能修复，细胞完全丧失分裂增殖能力。
5.放射损伤的修复细胞的修复是由于未受损伤的正常细胞在组织中再群体化，形成新的细胞群体以替代由于辐射损伤而丧失了的细胞群体。再群体化的正常细胞可以来源于受照射部位未受损伤的细胞，也可来源于远隔部位的正常细胞。
（1）亚致死性损伤修复（SLDR）：通常进行得很快，照射后1h内可以出现，4～8h内即可完成。修复时间的长短因细胞类型而不同，在临床非常规分割照射过程中，两次照射之间间隔时间应>6h，以利于亚致死损伤完全修复。
（2）潜在致死性损伤修复（PLDR）：PLDR和细胞周期时相密切相关，主要发生在G0期及相对不活跃的G1期细胞内，可起到增加细胞存活率的作用，包括大部分的肿瘤细胞。PLDR不仅在照射后的最初几小时能观察到，在有些晚反应组织中甚至在几周或几个月以后也能观察到这种修复。潜在致死性损伤修复在临床放疗中有重要意义，临床上为提高放疗效果已开发了许多抑制肿瘤细胞潜在致死性损伤修复的药物，能够抑制潜在致死性损伤修复而增加X线照射对瘤细胞的杀伤作用。
（3）缓慢修复：毛细血管内皮对辐射的反应属缓慢修复，内皮细胞分裂很慢，用刺激细胞增殖的方法观察到缓慢修复的过程，其半修复时间为1周，与潜在致死性损伤的修复类似，但时间长得多。
肿瘤和正常组织都有修复损伤的能力，然而由于两者组成的成分和特性的不同，因此其恢复的程度有很大的不同。正常组织的修复能力比肿瘤组织快而完整。(www.xing528.com)
六、放疗技术
1.常规分割放疗（CF）每天1次，每次2Gy，每周照射5次，疗程6～8周，总剂量60～80Gy，即足够的放射总剂量控制肿瘤，但不增加放射急性反应。
2.超分割放疗（HF）是指每次分割剂量低于常规剂量，每天2次，每次1.2Gy，间隔6小时以上，总剂量增加15%～20%，总的治疗时间和常规分割放疗相近的一种方法。HF治疗肿瘤能保护晚期反应组织，同时也可能增加对肿瘤的杀灭效应，从而提高了放疗肿瘤的治疗增益比（TGF）。
3.加速超分割放疗（AHF）通过用比常规分割分次量小的剂量，增多分次数，总剂量提高而总疗程缩短，适用于快速增殖肿瘤。
4.三维适形放疗（3DCRT）是一种提高治疗增益的较为有效的物理措施。依据患者带有定位标记点的CT或MRI扫描图像，勾画出体表轮廓、病变、重要器官等组织结构的三维立体图像；设计出适形放射治疗射野，包括射野的入射方向、大小、剂量权重、等中心位置；计算三维剂量分布；计算病变组织、重要组织器官的剂量分布及剂量体积直方图；优化治疗方案；输出治疗方案。
已证实3DCRT能提高肿瘤照射量，减轻放疗并发症，是一种高精度的放疗。虽然3DCRT的靶区剂量分布的适形度明显优于常规放疗，但是其剂量分布的均匀性不理想。
5.调强适形放疗（1MRT）是放射肿瘤学史上的一次变革，是采用多野同中心照射，照射野形状与靶区形状一致，而且通过调节照射野内各点的输出剂量率确保靶区内部及表面剂量处相等的三维适形放疗。该治疗不仅能达到各方向照射野的形状与肿瘤形状及大小一样的适形放射治疗目的，而且期望达到肿瘤照射体积内每一点所受剂量一致，而且周围正常组织受照射剂量很小，因此允许在一定范围内提高肿瘤放疗剂量，以提高肿瘤局部控制率。能满足大多数形状不规则的肿瘤照射，是今后放疗技术的主流。
6.X（γ）刀立体定向放疗用该系统进行体外照射是将直线加速器所产生的X线束集中聚焦于病灶部位，以达到针对肿瘤靶区获得理想剂量分布的适形治疗目的。立体定向适形放射治疗要经过定位、治疗计划设计和治疗三个过程。首先，将患者固定于定位体架中，利用计算机断层扫描（CT）或核磁共振扫描（MRl）等影像设备及三维重建技术，确定病变和邻近重要器官的准确位置和范围，这个过程叫作三维空间定位，也叫立体定向。然后，利用三维治疗计划系统，制定优化的适形放射治疗方案。
在一定条件下能获得类似手术治疗的效果，也称之为立体定向放射外科。患者痛苦小，并发症少，术后恢复快，多用于头部治疗。
X刀适用于直径<5cm的病变，γ刀适用于直径<3cm的病变，X（γ）刀一次大剂量照射可直接导致内皮细胞损害和微循环障碍，从而导致明显的神经元变性和灰质坏死。照射后病理学改变是一种凝固性坏死，坏死区最后被增生的胶质瘢痕所代替，在坏死区和瘢痕区均可伴有水肿。治疗后放疗反应的出现主要与病灶周围正常组织接受一定放射剂量的散射有关，这些组织内血—脑屏障暂时性破坏，引起局部血管源性脑水肿等反应。通常在治疗后1~6个月发生，及时治疗，大多数病例可以恢复。
7.粒子刀放射性粒子植入技术———粒子刀，又称立体定向内放疗系统，它是在CT、MRI、X线或B超引导下，通过治疗计划系统（TPS）制订治疗方案，计算出有效等剂量区及应植入的粒子数量，通过手术或经皮穿刺永久性植入放射性核素粒子。具有小范围、低剂量持续放疗的特点，可以有效阻止癌细胞再修复、再增殖，能够提高靶区局部的放射剂量，降低正常组织的受照射剂量。
8.重粒子治疗快中子、质子、负丌介子以及氮、碳、氧、氖等离子的质量较大，称为重粒子。重粒子传能线密度（LET）高，穿透性强，有利于提高肿瘤治疗局部控制率，是当前研究的放疗问题。
9.热疗联合放疗肿瘤的加热治疗简称热疗，是利用各种加热技术和方法，使肿瘤患者体内的肿瘤病灶温度升高到一定程度，借以杀灭肿瘤细胞的一种治疗方法。
热疗联合放疗用于肿瘤治疗的生物学基础在于：①肿瘤组织血液循环差，加热时肿瘤内温度高于周围组织3～7°C。②加热可抑制肿瘤细胞的DNA和RNA的合成；③加热可以杀死对放射线不敏感的S期肿瘤细胞，同时加热能杀灭乏氧细胞并降低肿瘤细胞对放射线的亚致死损伤修复能力。
实验证明：加热合并放疗时有协同作用，放疗前、中、后加热都可使放射增敏。热疗在临床上的应用分为3类：局部热疗、区域热疗和全身热疗。根据治疗温度的不同，临床上又分为常规高温热疗（41～45°C）、固化热疗；汽化热疗，以及近年来提出的亚高温热疗（39.5～41.5°C）。常规高温热疗技术在临床上应用最为广泛，可以明显提高常规治疗手段，如放疗、化疗不敏感肿瘤的局部控制率，进一步提高治愈率和生存率。
国外研究证实，热疗配合放疗不仅不增加放疗的并发症，甚至在一定程度上降低了放疗的并发症。浅部加热常见的并发症为局部皮肤烫伤，深部肿瘤采用深部射频机进行加热，表现为皮下脂肪易吸收过多的热量而形成“脂肪硬结”，表现为局部疼痛，这种反应在数月内可以自行消失。由于进行深部加热后可导致患者的体温升高，治疗时出汗增加，应及时补充足量的水分和电解质。
七、常用放疗设备
1.X线治疗机X线是通过“变压器—整流器”装置，由高速运动的电子作用于钨等重金属靶而产生。根据X线的能量高低及穿透力强弱的不同可分为：接触X线治疗机（10～60kV）、浅层X线治疗机（60～160kV）、深部X线治疗机（180～400kV）。
临床上一般用半价层表示X线的能量。半价层表示使入射的X线强度减弱一半所需要用的吸收材料的厚度。通过半价层可以了解射线的穿透能力。半价层越大，射线的穿透能力越强。X线治疗机产生的X射线有从零到最大值的一系列能量，其低能量部分X线毫无治疗价值，相反会产生高的皮肤剂量增加皮肤放射反应。用滤过板对X线的能谱进行改造，滤掉其低能部分，保留较高能量的X线，使其半价层提高。
X线治疗机产生的能量低、易散射、深度剂量分布差、表面吸收剂量大，临床上用于表浅肿瘤的治疗。
2.60Co远距离治疗机该机利用放射性核素60Co发射出的γ射线治疗肿瘤。60Co在衰变过程中，放射出两种γ射线，其能量分别为1.17MeV和1.34MeV（平均为1.25MeV）。与X线机相比较，60Co治疗机的射线穿透力强、皮肤剂量低、深部组织剂量相对较高；骨吸收剂量低，骨损伤小。由于60Co治疗机的放射线能量高，并有益于保护皮肤，疗效令人满意。60Co治疗机的不足之处是因60Co源有一定大小，存在半影较大的问题；放射源60Co的半衰期为5.3年，需定时更换60Co源。临床上适用于深部肿瘤及骨肿瘤的治疗。
3.加速器加速器的种类较多，包括直线加速器、电子感应加速器、电子回旋加速器。其中直线加速器常用。与60Co治疗机相比较，直线加速器产生的高能X线可替代60Co，操作方便，剂量率高，能量可调控，可以根据肿瘤的深度来选择相应的电子线治疗；克服了60Co治疗机半影大、半衰期短和放射防护方面的缺点。
直线加速器可为临床选择提供能量为4～25MeV的X线和4～35MeV的电子线束。而且电子线从表面到一定深度剂量分布均匀，达到一定深度后剂量迅速下降，可以保护病变后方的正常组织和器官。
4.模拟定位机放射定位的机器模拟定位机是一种放疗的专用辅助设备，是仿照放疗机设计用来模拟治疗计划和进行治疗定位的一种X射线机。它有三大功能：①模拟定位功能。②影像功能。③定位穿刺功能。这三大功能提高了定位的准确性。
5.近距离后装治疗机现代后装治疗机主要包括治疗计划系统和治疗系统。近距离治疗的特点：放射源微型化，程控步进电机驱动，高活度放射源形成高剂量率治疗，剂量分布由计算机进行计算。工作人员隔室操作，比较安全，并且患者能得到准确照射。
6.放疗计划系统放疗计划系统（treatmentplanningsystem，TPS）实际上是一个专用电子计算机，是现代放疗部门必备的一套先进设备。它通过磁盘、软盘、磁带等直接或间接与CT断层扫描机相接起来，把CT结果输入到计算机内，使放疗计划的设计在解剖背景下进行，并通过输出系统把剂量分布具体地在荧光屏上显示出来，供医师选择照射参数，从而找到一个最佳的治疗方案。
八、放疗计划及设计
放疗计划是实施放疗的最重要部分之一，它包括设计照射野和照射角度，选择机器和能量，制订分次计划以及放疗的进程。完善的计划可能取得最佳疗效而伴以最低风险。放疗同其他治疗手段一样，要经过一系列的临床检查来收集信息，制订治疗方案，实施治疗计划，最后了解治疗效果。但放疗还有其独特的地方就是从就诊到结束，一般要经过4个环节：体膜阶段、计划设计、计划确认、计划执行。这4个环节的有机配合是确保放疗取得成功的关键。
1.体膜阶段此阶段主要是确定肿瘤的位置和范围，以及与周围组织、重要器官的相互关系。一般用脱体膜法脱出人体外轮廓。医师根据X射线断层机直接得到照射部位的截面图，有条件者CT图像可直接输入治疗计划系统（TPS）的计算机，然后确定组织外轮廓、靶区及周围重要器官的位置和范围，用于放疗作计划设计。
2.治疗计划的设计根据第一阶段得到的关于肿瘤患者的肿瘤分布情况，结合肿瘤的类型、期别及其所在部位，放疗医师勾画出靶区和计划区的范围，并预计出靶区的致死剂量和周围正常组织特别是重要器官的最大允许剂量等，与放疗物理人员一起借助电子计算机根据照射野设计原则制订治疗计划。
3.治疗计划的确认设计好的治疗计划应放到模拟机上进行核对，确认是否可以在具体的治疗机上执行。
4.治疗计划的执行计划执行包括治疗机、物理、几何参数的设置、治疗摆位和治疗体位的固定。技术人员是治疗计划的主要执行者。必须严格核对，认真摆位，根据治疗计划及照射剂量，操作治疗机和使用各种治疗附件并认真做好记录，确保治疗精度和安全。
九、治疗体位及体位固定技术
治疗体位及体位固定是治疗计划设计与执行过程中极其重要的一个环节，以保证患者从肿瘤定位到治疗计划设计、模拟、确认及每日重复治疗的整个定位、摆位过程中患者体位的一致性。
1.治疗体位的选择治疗体位的确定，是在治疗计划设计的最初阶段即体膜阶段进行。为了让患者感到最舒适又能满足最佳布野的要求，在确定患者治疗体位时，要首先根据治疗技术的要求，借助治疗体位固定器让患者得到一个较舒适的、重复性好的体位。
2.体位固定技术在现代三维放疗中，为了提高靶区剂量和减少正常组织并发症，避免与患者相关的不确定因素，可通过固定患者来减少因摆位、患者及器官移动而造成的误差，起到精确重复定位的作用。目前用于制作体位固定器的常用技术和方法：高分子低温水解塑料热压成形技术、真空袋成形技术和液体混合发泡成形技术。
固定设备有以下几类，①对头颈部病变一般有头枕、托架并辅之以热塑材料的面膜，此面膜可扩展到肩部，在此基础上，还可以附加鼻夹、口咬器等来提高固定效率。②体部病变的固定常用泡沫材料成型，又称α体膜、真空袋和热塑材料。③一些特殊固定：如由于症状无法平卧位照射时有固定于床上的治疗椅并辅之以热塑材料的面膜；乳腺癌除采用切线板托架外，还采用特殊固定带以相对固定受照乳房和避免健侧乳房受到照射。对热塑材料的固定膜注意避免受压、受热，防止变形；真空袋在使用过程中应避免与尖锐物件相碰以防漏气。
（唐 昃 段秀泉 张杰荣）
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