一文看懂放疗的原理和进展

老杨的记事本 2024-09-24 18:47:02

放疗圈 2024年09月24日

放射性疗法是对肿瘤区域发射高剂量且均匀的射线来杀死癌细胞,并尽量避免伤害正常细胞的疗法。这射线是一种高能量射线,当被人体组织吸收时,电子从原子或分子中释放出来,形成自由基(化学活性很强的分子片段,能破坏活组织)。 射线有两种:不带电的光子射线(如 X射线、y射线)和粒子射线(如电子、质子、中子、α粒子和β粒子等)。

要想了解放疗,必须先了解高能放射线的工作原理。高能放射线主要通过电离辐射对细胞DNA造成损伤从而杀死肿瘤细胞。电离辐射作用于生物体引起生物活性分子的电离和激发是辐射生物效应的基础。组成生物体或细胞的主要分子为生物大分子(如核酸、蛋白质和酶等)以及环境中的水分子(约占生物组织重的60%~70%)。任何处在电离粒子径迹上的原子和分子都有可能发生电离,包括生物大分子和水分子。

电离辐射可分为直接作用和间接作用。1.直接作用电离辐射的能量直接沉积于生物大分子上引起生物大分子的电离和激发,导致机体的核酸、蛋白质和酶类等分子结构的改变和生物活性的丧失,这种直接由射线造成的生物大分子损伤的作用方式称为直接作用。2.间接作用电离辐射首先直接作用于水,使水分子产生一系列原初辐射分解产物(·OH、H·等自由基),然后通过这些辐射分解产物再作用于生物大分子,引起后者的物理和化学变化,这种作用方式称为间接作用。理论上,放疗对所有肿瘤细胞都有效,但是每种细胞的放射敏感性不同,从而产生不同效能,通常分为放射敏感、中等敏感和放射抗拒。

说完原理,我们简单谈谈放疗技术的发展史,从“难分敌我”的原始二维放疗,到实现多角度照射的三维适形放疗,到可调节X射线强度的调强放疗,到射波刀、伽马刀、质子放射治疗和重离子放射治疗,再到螺旋断层放射治疗。1. 二维放疗这是最原始的放疗方法。医生通过模拟定位机透视,确定肿瘤大体范围,然后用墨水在患者皮肤上标记大致治疗范围。由于技术限制,只能做一些简单的规则照射野,即使这样,肿瘤周边正常组织反流病损伤程度仍会很大。目前,该方法很少使用。2.三维适行放疗三维适形放疗是指射线从多个角度照射肿瘤,而且每个入射角度的射线轮廓都和那个角度所看到的肿瘤形状相一致,最终在三维方向上高剂量区是适合肿瘤形状的,即“适形”放疗,但其无法精细调制高剂量区内的剂量均匀。

3.调强放疗调强放疗则是当今放疗的主流技术,它不仅实现了三维适应放疗的高剂量照射区与肿瘤靶区高度适形,而且通过改变射线强度,使靶区内高剂量且剂量均匀,并进一步降低周围正常组织的辐照剂量,从而最大程度提高肿瘤放疗剂量,最大限度保护正常组织。4.螺旋断层放疗系统随着技术的进步,目前调强放疗得到了进一步发展,螺旋断层放疗系统(TOMO)集调强适形放疗(IMRT)、影像引导调强适形放疗(IGRT)、剂量引导调强适形放疗(DGRT)于一体,是目前世界尖端的肿瘤放射治疗设备,其独创性的设计以螺旋 CT 旋转扫描方式,结合计算机断层影像导航调校,突破传统加速器的诸多限制,好比一把能够精确控制、无创的放射“刀”,能够应用于身体任何部位、治疗最复杂的病例。

可以看出放疗发展之迅速,精准度不断提高,损伤性持续下降,放疗为自己在肿瘤治疗领域赢得了一席之地。但国内仅仅20%不到的恶性肿瘤病人治疗过程中有放疗参与,这不仅与国内放疗医生过少,最主要的还是公众对放疗存在误解等因素有关,所以在此呼吁大众能够正确认识放疗,不必谈放疗色变,要充分的将这把肿瘤治疗的利器好好应用,更好的为患者服务。参考:《肿瘤放射治疗学》第4版 殷蔚伯等著

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