放疗设备及放疗技术的进展

【摘要】放射治疗仪器是利用电离辐射对肿瘤进行治疗的装置;主要有钴-60治疗仪、伽玛刀、近距离放疗仪器、医用加速器和适形调强放疗仪等。近距离放疗是指将封装好的放射源经人体腔道放在肿瘤体附近或表面,或是将细针管插植于肿瘤体内导入射线源实施照射的放疗技术;而调强适形是通过改变射束剖面强度分布,达到形状适形和剂量适形放疗技术。

【关键词】放射治疗;伽玛刀;钴-60治疗仪;近距离放疗仪器;医用加速器;适形调强放疗仪

【中图分类号】R197.324【文献标识码】B 【文章编号】1006-1959(2009)10-0023-01

放射治疗是肿瘤治疗的重要手段,据统计,约有75%的恶性肿瘤患者在疾病发展的不同时期需要接受目的不同的放射治疗。近十年来肿瘤放射治疗水平有了很大提高,这与放射治疗设备和放射治疗技术的快速发展是分不开的,本文就放疗设备及放疗技术的进展作一综述。

1 钴-60治疗机

我国在20世纪60年代开始制造钴-60治疗仪,是当时主要放疗设备,发射γ射线,其能量相当于3～4MV的X线。钴-60放射源的半衰期是5.27年,有1.33MeV和1.17MeV两种能量的γ射线,初装源活度一般为3000-6000Ci,需要定期换源;60Co治疗仪器可分成固定式、旋转式和γ刀三种。目前各级医疗单位60Co治疗仪采用国产机80%以上。与深部X射线相比,钴-60γ射线具有剂量率高,皮肤剂量低、反应小,深部组织剂量高等优点;与直线加速器相比,具有结构简单、维修方便,价格低廉等优点;但钴-60治疗机也存在治疗空间小,照射野小,射野物理半影大,漏射线高等缺点,这些缺点使得钴-60治疗机很难成为精确放疗的主流设备,目前钴-60治疗机主要用在规模较小的肿瘤放疗中心。

2 伽玛刀

伽玛刀是最早出现的高精度立体定向放射治疗设备,1951年瑞典神经外科专家LarsLeksell教授首先提出了立体定向放射外科的概念并于1967年发明了世界上第一台伽玛刀,第一代伽玛刀有179个钴源,后来改造成形的第二代、第三代伽玛刀有201个源共6000Ci。所有源分布在一个半球形厚壳的北半球上,聚焦后在肿瘤处形成“锐利如刀”的剂量分布,因此称为伽玛刀。我国第一台伽玛刀于1996年由深圳OUR公司生产,它由30个源旋转形成聚焦式的剂量分布。伽玛刀原来主要用于颅脑疾病的治疗,目前改进型的伽玛刀可广泛用于全身小体积肿瘤的治疗。

3 近距离放射治疗仪器

近距离放疗仪器是指将封装好的放射源经人体腔道放在肿瘤体附近或表面,或是将细针管插植于肿瘤体内导入射线源实施照射的放疗技术总称。这种方法由于治疗距离近,贴近肿瘤组织,降低了肿瘤周围正常组织的放射损伤,又叫内照射。早期的近距离治疗主要是将放射性核素镭做成针状,在一定器械的辅助下插植在肿瘤内部进行照射,现在这种肿瘤照射方式几乎已经被摒弃。目前的近距离治疗设备主要是计算机遥控的后装治疗机和放射性粒子植入系统。后装治疗机是在计算机的控制下,将放射源放入食道、宫颈或肿瘤组织内部对肿瘤进行放射治疗,所用的放射源主要是高剂量率的铱-192;现在还有一种称为“中子刀”的后装治疗机是用锎-252作放射源的。放射性粒子植入治疗是指用植入枪将短寿命的放射性粒子(碘-125)永久植入肿瘤内部进行照射,俗称体内伽玛刀,属于肿瘤的组织间治疗方式。

4 医用加速器

医用加速器是放疗中常用的治疗束产生设备,加速器是利用电磁场把带电粒子加速到较高能量的装备;加速器利用被加速后的高能粒子轰击不同材料的靶,产生次级粒子,可以得到多种治疗束:如X线、中子(n)束、质子(P)束等。加速器种类很多,按粒子加速轨迹形状可分为直线加速器和回旋加速器;按加速粒子不同分为电子、质子(P)、离子和中子(n)加速器;按被加速后粒子能量的高低可分为低能加速器:能量小于100MeV;中能加速器:能量在100～1000Mev范围和高能加速器:能量范围是103～106MeV及超高能加速器:能量大于1000GeV远距离放射治疗仪器。

5 适形调强放疗机

近年来,用X线束准确地按照肿瘤靶区形状进行治疗,同时有效保护周围敏感组织的适形放疗技术发展迅速。特别是通过改变射束剖面强度分布,达到形状适形和剂量适形,即调强适形放疗技术,使放疗在临床中的应用进入了一个新天地,使具有不确定边界的肿瘤或有敏感结节的病人的治疗成为可能。这种新的适形放疗机,又叫断层放疗机,是由一种类似成像X-CT机加上电子直线加速器、空气驱动多叶光阑及复杂的冷却和控制系统组合而成的新型放疗机,将精确X-CT成像和适形调强放疗技术紧密地结合起来,在一个设备上同时实现放疗时的病人定位、送束治疗、治疗时的剂量监督和治疗后的验证。

放射治疗作为肿瘤治疗的三大手段之一,其水平的提高在很大程度上依赖于设备的优良性能,放射肿瘤学家们与设备厂商紧密结合,期望研制性能更加优良的设备服务于肿瘤放射治疗事业。

作者单位:510120 广东省广州医学院第一附属医院

江苏南京医科大学第一附属医院