放射治疗技术和仪器综述

　　1 发展概述

      据统计，恶性肿瘤是我国居民主要死亡原因之一。目前人类对恶性肿瘤还没有特效治疗方法，放射治疗、化学药物治疗和手术治疗是现阶段疗肿瘤的三大手段。约有70%的肿瘤患者需要进行放射治疗;治疗时各种不同类型的射线穿过机体，会受肌体中大量存在的水分子的阻挡，其射线的能量可以使水分子电离或激发，形成正、负离子，进而生成活泼自由基或强氧化剂，使细胞中的DNA、RNA等分子键断裂，最后导致细胞变形、遗传基因改变或死亡。放射治疗除了与临床肿瘤学、放射物理学和放射生物学有关外，放射治疗仪器的发展起了非常重要的作用;放疗仪器是利用电离辐射对肿瘤进行治疗的装置。放疗是从1895年伦琴发现了X 线后不久就开始了。其发展过程大致为：

　　1.1 1898年天然放射性核素镭分离成功;1913-1937年各种能量的X射线管研制成功，为早期的放射治疗提供了两种辐射源-镭源(226Ra)和X射线治疗机，它们产生的放射能量均在千电子伏(keV)范围，而相应的X线管电压在kV范围。所以1896-1950年这一时期放疗叫“kV”阶段。

　　1.2 1951年至今，放射治疗的放射能量进入到“MV”阶段。通过反应堆生产出人工放射性核素钴- 6 0(60Co)后，在1951年加拿大人首先生出60Co治疗机。1948年后各种医用加速器制成功，加速器可以产生电子束、X线束。最早在1951年电子感应加速器应用于临床。1953年电子线加速器应用于临床。1970年电子回旋加速器应用于临床。其辐射能量达到MeV范围，治愈率比“kV”阶段有了显著提高。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。其特点是：γ射线皮肤剂量低，穿透力强，深部剂量高，适合深部肿瘤治疗;骨组织吸收量低，适合于骨肿瘤治疗及骨旁病变的治疗。γ射线主要是向前散射，旁向散量少，降低了全身剂量，全身反应轻。缺点是装源量小，半衰期短，需要定期更换Co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。瑞典科学家Leksell在1951年首次提出立体定向放射外科的概念。利用立体定向三维定位的方法，把高能射线准确的汇聚于颅内病灶，以达到外科手术切除或损毁病变的治疗效果。1967年，Leksll等研制出了第一代γ刀，将179个60Co源按不同角度排列在半球面上，通过准直器将179束γ射线集于靶点上，经照射后的靶点坏死组织边界清晰，如刀切的一般。所以叫γ刀。1988年第三代γ刀问世，把201个钴源在空间按一定的要求分布，根据病灶情况，计算机控制各个钴源的开闭，完成对病灶立体定位放射治疗。1997年我国深圳奥沃公司研制的头部旋转式γ刀，由30个60Co源组成，可提供等中心旋转照射，等效于许多个钴源，每个准直器可以随时调变，只用一个头盔。