醫生手中的“射線刀”

陸遠熙

射線這類詞匯，基本上都跟“斷子絕孫”之類的名詞發生聯系，諸如輻射致癌、射線絕后之類，以至于連電磁輻射躺很遠也能中槍。實際上，放射線早已被應用于各行各業，僅說與人關系密切的醫院，CT、核磁共振或X光什么的，都是射線。毫不夸張地說，醫生沒這些東西，好多疑難病癥簡直無從下手。

放射線的“怪脾氣”

自然界中并不是所有的原子都會一直保持自己的結構，那些不穩定的原子要想趨于穩定，往往需要向外放出射線，從而變成能穩定保持結構的原子，這就是原子的衰變現象。不同類型的衰變會產生不同的射線，一般而言，我們可以把衰變產生的射線分為四種.

α射線

α射線由原子核的α衰變產生，經歷這種衰變的原子核會“扔出”兩個質子和兩個中子組成的氦原子核，也就是α粒子。一般產生它的都是原子序數>82的元素（如鐳[Ra]）。α射線具有很高能量，但由于傳播中會因為電離現象（通過犧牲自身能量，使接觸到的原子的核外電子成為自由電子）而大量損失能量，只能前行很短距離，一張紙就能阻擋。

β射線

β射線由原子核的β衰變產生，這種衰變會使原子核內的一個中子轉化為一個質子和一個電子，并把多余的電子“扔出”原子核，因此β射線即為速度很快的電子流。β射線的能量要小于α射線，但傳播距離有一定增強，可以穿透數厘米的組織，且不至于放射到很遠的周圍環境中。產生B射線的典型原子有碘[I]和鍶[Sr]。

γ射線和X射線

這兩種射線分別由γ衰變（原子核穩定而以光子的形式釋放過剩的能量）和電子俘獲衰變（原子核“抓走”一個核外電子，使核內的一個質子變成一個中子）產生，本質均為不帶電的光子，傳播速度極快（接近光速）且距離很遠，但由于自身所帶能量很少，導致Χ射線的電離作用較β射線弱，較γ射線更弱。較為常見的放射γ射線的元素有鈷[Co]，我們能吃到的不少預包裝食品就是由它來滅菌的。

鍶[Sr]和鐳[Ra]：新時代的抗癌雙杰

對于碘[I]在醫療上的用途，不少對醫學沒什么了解的人都知道，它是治療甲狀腺疾病的良好藥物。碘[I]在注射進人體后，分泌甲狀腺素的甲狀腺細胞與部分甲狀腺癌細胞對它簡直情有獨鐘。醫生們就拿碘[I]做了放射源，只要劑量準確，在保留健康甲狀腺細胞的同時干掉異常甲狀腺細胞。

癌癥的英文名字叫Cancer，你看晚期癌癥患者體內的腫瘤橫行霸道地轉移，甚至連骨骼都不放過！癌細胞通過胡亂指揮骨骼“拆遷工”破骨細胞，在為自己打造安身之處的同時破壞正常的骨骼結構，導致患者撕心裂肺的骨痛甚至是骨折。

鍶[Sr]作為鍶的放射性同位素，可以在人體內“山寨”鈣的行為，被骨骼“建筑工”成骨細胞“召喚”到被腫瘤破壞的骨骼附近。應召而來的鍶[Sr]則近距離內發出B射線對腫瘤展開全向打擊。然而，鍶[Sr]放射的是β射線，作用距離達到了8毫米，在殺傷腫瘤的同時也會誤傷周圍的正常組織，甚至是骨髓中的造血祖細胞。這也導致了它會嚴重影響患者的骨髓功能，使本來就容易感染病原體的癌癥患者雪上加霜（骨癌眼瞅著就要治好了，白血病又來了），所以這使得它的應用并不是很廣泛。

在這種時候，沉寂了一百多年的鐳[Ra]又被召喚出來。傳統觀點認為這種鐳的同位素主要放射的α射線穿透力太弱，對抗癌癥的唯一辦法就是把它塞進腫瘤里面，否則發揮不了任何療效。后來人們發現，鐳[Ra]在人體內同樣能“山寨”鈣的行為，聚集到骨轉移瘤病灶旁邊，它釋放的傳播距離只有不到100微米（大約10個細胞直徑）的α射線可以集中火力打擊轉移瘤。至于周邊的組織，由于α射線壓根就傳播不到，自然也就不會造成傷害了。

鐳[Ra]的特性被應用到治療前列腺癌骨轉移中，取得了驕人的療效——它幫助那些對傳統治療沒有任何反應的患者平均延長了3.6個月的生存期，降低了30%的死亡風險。而且盡管它依然對造血系統有一定影響，但安全性要比鍶[Sr]好上不少，尤為重要的一點是，鐳[Ra]被認為幾乎沒有致癌性。

核醫學成像：醫生的“第四只眼”

在現代醫學誕生之前，望聞問切對內部臟器病變是不起任何作用的。隨著X射線、X線平片和CT的廣泛運用，醫生直接觀察人體的解剖學結構成了現實，醫生的“第三只眼”也就此形成。醫療技術的進步并未停歇，醫生們又有了“第四只眼”，這就是核醫學成像，借助放射性核素和核醫學設備，醫生們能夠對人體無處不在的代謝過程、炎癥反應乃至器官工作的情況進行深入了解。

舉一個簡單的例子，你能分辨出生雞蛋或熟雞蛋么？沒孵化的蛋你能知道公母么？“第四只眼”就是一種手段，可以告訴你雞蛋內部分子層面的變化情況，鑒定公母簡直易如反掌。回到臨床，造影劑進入人體之后，可以混進目標組織的代謝活動、炎癥反應等分子水平上的改變過程之中，并隨著活動情況的變化而產生不斷變化的放射性信號。這樣一來，醫生們捕捉到的圖像，反映的則是身體內部活動的情況。

核醫學領域的主要兩種成像技術，分別是單光子發射計算機斷層掃描（SPECT）和正電子發射斷層掃描（PET）。絕大多數放射性核素造影劑所放出的都是γ射線，前面已經提到，γ射線由一個個光子組成，而SPECT機器則能準確地捕捉放射性核素發出的光子，并記錄它們的位置來繪制出圖像。PET所觀察的則是另外一種情況：PET所用的放射性核素（如氟[F]）可以放射出正電子，根據物理學的知識，正電子屬于反物質，在地球范圍內都是“見光即死”的悲催命運，一旦釋放便會很快與電子結合，從而“灰飛煙滅”（也就是湮滅過程）。

這時你可能會產生疑問，既然放射出的正電子都被消滅了，那醫生們觀察到的圖像又是怎樣產生的呢？原來，正電子湮滅時會釋放出方向相反的兩個光子，PET儀器所探測的正是光子的位置，光子的位置在某種程度上可以轉化為放射性核素存在的位置。這樣一來，就可以觀察到放射性核素在體內呈現的圖像了。與SPECT成像不同的是，氟[F]可以結合到葡萄糖分子上作為造影劑（F-氟代脫氧葡萄糖）。炎癥組織和惡性腫瘤對葡萄糖的攝取、代謝都會大幅增加，造影劑也會隨之聚集在這些組織，為醫生的診斷“帶路”。

γ刀：不用開刀的“手術刀”

激光刀大家都見過，《星球大戰》里的絕地武士舞劍姿勢簡直帥到爆表。γ刀其實和激光刀一樣屬于黑科技——立體定向放射治療（也就是俗稱的γ刀）。這種療法通過精確的影像定位、復雜的放射源布局和嚴密的防護措施，成功讓一束束γ射線變成了無形的手術刀，在無創的情況屠殺病變組織，為不少患者帶來了治療疾病的希望。

立體定向放射治療的發明，要歸功于瑞典的一位神經外科醫生拉爾斯·萊克賽爾（Lars Leksell）教授。相較于傳統的放射治療，立體定向放射治療的兩大特點自然是“立體”和“定向”：在γ刀中，多達200個鈷[Co]放射源立體分布在機器內；而在術前，醫生們會根據患者的成像結果來確定待手術病灶（通常為腫瘤）的具體立體位置，以對機器進行精密調整（γ刀的精確度可以達到驚人的0.5毫米）；盡管單個放射源的y射線基本不可能對組織產生傷害，然而一旦γ刀開機，200個放射源針對一小塊病灶所發出的射線，足以直接摧毀該病灶，達到與手術相同的效果（這也就是它被稱為“γ刀”的原因）。

對一些結構很復雜（例如腦內的病變）或是因種種原因（如患者身體太差）而無法直接進行手術的病變，立體定向放射治療可以直接提供媲美于手術的效果，又不會如手術一般產生一系列并發癥和創口。而它和傳統的直線加速器（利用加速器產生的射線進行放射治療）放療相比，精確度和安全性又大幅增加。目前在我國很多城市的醫院，立體定向放射治療已經取代傳統的外科手術，成為相當一部分腦部腫瘤的首要治療方案。