放射治疗设备与技术的应用和最新进展第二军医大学东方肝胆外科医院（200438）徐胜孟岩现阶段，肿瘤已经发展成为威胁人类生命健康的常见疾病，而手术、肿瘤放射治疗及化学治疗是目前对恶性肿瘤进行治疗的主要手段。
2008年统计资料表明，恶性肿瘤的治愈率已经达到了45%，手术、放射治疗、化学治疗的贡献率分别为22%、18%、5%，从这一资料我们可以看出，除手术治疗外，放射治疗已经发展成为局部治疗肿瘤的一种极为有效的手段[1]。
现对近年来在临床广泛应用的几种放射治疗设备和技术、分析其应用和进展，希望能为临床肿瘤的治疗提供一定的参考。
1三维适形放射治疗设备的应用及进展随着医学技术的不断进步与发展，计算机和医学数字图像处理技术得到了飞速发展，已经能够准确勾画出人体内的实体肿瘤空间形状，在此基础上，临床放射治疗将剂量分布应吻合靶区形状的想法提了出来，常规放射治疗设备的圆形和矩形照射野逐渐退出医疗舞台，3D适形放射治疗设备随之被成功研制出来并在短时间内在临床得到了广泛的应用。
在直线加速器基础上增加双肺平均剂量（MDL）和相应的三维治疗计划系统（3D-TPS）[2]。
运用3D-TPS对非共面不规则野进行设计，然后进行分次照射，多叶准直器调节截面形状，符合束流观视方向上得肿瘤靶区轮廓，可以运用直观射线束包裹肿瘤，使重要器官免受损伤，这样就能够有效提高靶区边缘剂量，使靶区剂量得到总体的提升，从而促进肿瘤局部控制率得到极大程度提升。
运用3D TPS能够将精度在2%~3%范围的精确计划得出来，达到精确治疗肿瘤的目的，同时也要求医用直线加速器具有更为良好的运行效率[3]。
2调强适形放射治疗设备的应用及进展三维适形放射技术保持了射野方向的剂量分布和靶区截面形状的统一，但是临床更希望在三维方向上保持高剂量去的剂量分布和靶区体积的统一，并且做到靶区内任一点的剂量等于处方剂量，这就要求束流调控方式能够运用到治疗设备中去，从而对X线束的方向和强度进行有效的控制，或在固定野和旋转运动中运用动态多叶准直器实行调强，同时最大限度地减小靶区以外的组织剂量和受照体积[4-6]。
随着CT、磁共振成像（MRI）、容积成像技术（VCAD）、加速器束流控制技术等技术的迅速发展，调强三维适形放射治疗设备应运而生，使临床相关需要得到了有效的满足。
该设备的主要技术特点是首先在立体定向定位靶区时借助CT定位机等，然后在这些立体定向定位数据的基础上重建靶区三维图像，再依据临床要求的靶区三维剂量分布，将各射野方向上的二维强度调制函数计算出来，最后运用具有笔形束扫描方式的回旋加速器等对患者进行有效的治疗。
该设备显著提升了肿瘤局部控制率，但是需要有较长的治疗时间。
3图像引导放射治疗设备的应用及进展在肿瘤治疗中，临床上为了更加精确病灶靶区，要求运用新技术有效控制呼吸造成的靶区空间位置移动。
肿瘤的位置和大小在一段治疗时间内也会发生变化，图像引导能够自动检测、验证和调整呼吸、位置及肿瘤大小的变化，也就是所说的图像引导放射治疗。
图像引导放射治疗设备的主要技术特点是有机结合直线加速器和MV级或kV级的X射线产生、图像实时获取及处理技术，也就是说将Cone Beam（锥形束）CT增加在常规加速器上，从而有效地实现图像引导放射native coronary artery lesions）trial.Circulation，2002，106（7）：798-803.[3]Sousa JE，Costa MA，Abizaid A，et al.Sirolimuseluting stent forthe treatment of instent restenosis：a quantitative coronary an－giography and three-dimensional intravascular ultrasound study.Circulation，2003，107（1）：24-27.[4]Park SJ，Shim WH，Ho DS，et al.A paclitaxel eluting stent forthe prevention of coronary restenosis.N Engl J Med，2003，348（16）：1537-1545.[5]Perlman H，Luo Z，Krasinski K，et al.Adenovirus-mediateddelivery of the gax transcription factor to rat carotid arteries in-hibits smooth muscle proliferation and induces apoptosis.Gene Ther，1999，6（5）：758-763.[6]Ascher E，Scheinman M，Hingorani A，et al.Effect of p53genetherapy combined with CTLA4Ig selective immunosuppression on prolonged neointima formation reduction in a rat model.Ann Vasc Surg，2000，14（4）：385-392.[7]Lamfers ML，Lardenoye JH，de Vries MR，et al.In vivo sup-pression of restenosis in balloon-injured rat carotid artery byadenovirus-mediated gene transfer of the cell surface-directedplasmin inhibitor ATF BPTI.Gene Ther，2001，8（7）：534-541.[8]金波，罗心平，施海明.冠状动脉再狭窄的动物模型.心血管病学进展，2005，26（B08）：14-16.[9]Ikeno F，Buchbinder M，Yeung AC.Novel stent and deliverysystems for the treatment of bifurcation lesions：porcine coronaryartery model.Cardiovasc Revasc Med，2007，8（1）：38-42. [10]Schwartz RS，Edelman ER，Carter A，et al.Drug-eluting stentsin preclinical studies：recommended evaluation from a consensusgroup.Circulation，2002，106（14）：1867-1873.[11]蔡芙侠，史四季，丰慧艳.心血管介入治疗后出现低血压的原因分析及护理.中国医学工程，2010，18（1）：163.[12]李萍，马萍.探讨心血管介入患者医院感染相关因素及防控措施.中国疗养医学，2012，21（1）：29-30.（收稿日期：2013-03-12）通信作者：孟岩治疗设备技术[7]。
在治疗肿瘤的过程中，首先在患者的肿瘤位置用MV级或kV级线围绕着旋转1周，将病灶图像从高分辨率非晶硅探测器上获取下来，同时进行误差分析，然后再用加速器对治疗参数进行实时的修正，从而保证治疗科学有效。
4重离子放射治疗设备的应用及进展质子、中子、低原子序数的高能粒子等都属于高能重粒子，它们具有特殊的布拉格峰型剂量分布，代表是质子，但是不包括中子，也就是说，峰区时射线能量集中损失的区域峰区前后具有很低的组织剂量。
在调节峰区位置和宽度时，可以依据靶区位置和大小及治疗要求。
因此与X（γ）射线多野共面或非共面照射相同，质子的单野照射也可以得到有效的剂量分布和治疗增益；而与X（γ）射线立体定向治疗相同，质子束的单平面旋转野可以得到有效的高治疗增益剂量分布。
因此可以说，与X（γ）射线相比，质子在适形治疗机调强治理中更为适用。
近年来，随着医学的飞速发展与进步，先进质子束流配送技术也得到了迅速发展，质子治疗在临床研究和应用中日益被关注并得到应用。
20世纪90年代初，美国LBL（Lawrence Berkeley实验室）及马萨诸塞总医院（MGH）等将质子治疗装置的临床指标提了出来，随后出现的LBL-33749文件在此基础上更为完善，国际放射治疗界已经公认了该文件的合理性[8]。
现阶段，开展质子治疗肿瘤研究的国家遍布世界各地，主要有中国、美国、俄国、瑞典、加拿大等，全球的大型质子治疗中心已达20个，治疗患者总数在10万人以上。
但是，由于获得、控制、配送和测量质子需要极为复杂的技术，而且其治疗装置所需资金异常巨大，因此无法真正在各医院得到有效的推广使用。
要想实现在医院推广使用的目标，需要医学学者进一步深入研究，将能量为70~250MeV的质子加速器设计出来。
5放射治疗设备与技术的最新进展四维放射治疗（影像引导的放射治疗）是调强适形放射治疗技术的最新进展，该技术的实现途径是将kV级X射线容积成像设备集成在新型加速器上，又称为Cone Beam CT，它不仅能够对静态的图像进行拍摄，而且还能够对连续的及容积X线图像进行拍摄[9]。
该设备发展的基础是锥形束CT，在采集数据时运用锥形X线，而不是断层扇形束，运用容积方式计算图像。
和四维CT序列的三维影像进行比较的重要器官或肿瘤的三维影像是通过该设备获取的，在进行实时照射时严格依据一定的临床要求。
非晶硅平板探测器是加速器获取影像的基本工具，具有较高的空间分布率和灵敏度、较宽的射野范围等，能够对照射野的位置及形状进行实时的照射，在控制调强适形放射治疗质量中的应用效果极为理想。
目前，Siemens公司、Varian公司等公司都在对在非晶硅平板探测器基础上的剂量分析软件进行开发，一旦开发成功，就能够在对肿瘤所受的剂量进行分析时运用非晶硅平板探测器，并和治疗计划系统（TPS）的结果相比，这些极大地推动放射治疗设备的快速发展。
重粒子治疗机的研制和开发是放射治疗设备发展的另一个重要方向，质子束、中子束、氧、碳等重粒子具有较大的质量，剂量分布呈现“布喇格”峰式，肿瘤处具有极高的剂量，急剧降低了肿瘤周围的正常组织剂量，所具有的剂量分布形式是极为理想的；沿射线的路径上的重粒子具有较高的电离密度，属于电离辐射范畴，形式为高线性能量传递，所具有的生物效应极为良好。
现阶段，山东淄博万杰医院已经安装并投入使用了我国第一个质子束治疗机，北京中日友好医院也正在对质子束治疗中心进行积极的筹建。
但是，由于质子束重粒子治疗机具有昂贵的设备费用、较大的占地面积、较高的技术保障要求，因此在推广普及的过程中不可避免困难重重，需要医学界更为深入地研究，将这些问题有效解决掉，从而推动质子束重粒子治疗机的推广应用，为放射治疗带来一场新的革命。