放射醫(yī)學(xué)設(shè)備的發(fā)展和技術(shù)預(yù)測(cè)

姜娓娓 深圳市浩宇偉華科技設(shè)備有限公司

放射醫(yī)學(xué)設(shè)備的發(fā)展和技術(shù)預(yù)測(cè)

姜娓娓 深圳市浩宇偉華科技設(shè)備有限公司

利用射線對(duì)患者進(jìn)行放射治療是治療腫瘤的重要手段之一，在腫瘤患者中有超過(guò)百分之七十的病人采用了放射治療的方式，射線的放射治療對(duì)于腫瘤患者病情的控制與轉(zhuǎn)變具有重要作用，放射醫(yī)學(xué)的發(fā)展歷史雖然不久，但是放射醫(yī)學(xué)設(shè)備也經(jīng)歷了從深部X線機(jī)與低能醫(yī)用直線加速器為代表的常規(guī)放療設(shè)備，到以調(diào)強(qiáng)適行放療設(shè)備與圖像引導(dǎo)放療設(shè)備為主流的新世紀(jì)放療設(shè)備的發(fā)展過(guò)程。

放射醫(yī)學(xué) 發(fā)展 預(yù)測(cè)

1 常規(guī)放射醫(yī)學(xué)設(shè)備

1.1 常規(guī)放療設(shè)備與照射技術(shù)

上世紀(jì)的80年代，治療腫瘤的放療設(shè)備主要為深部X線機(jī)與低能醫(yī)用直線加速器，由于設(shè)備的不完善以及技術(shù)的不成熟，這種放療設(shè)備采用以X光外照為主要治療方式，腔內(nèi)治療為輔助治療方式，放療設(shè)備的能量只停留在KV級(jí)別，二維治療計(jì)劃系統(tǒng)只能夠?qū)颊唧w內(nèi)的截面劑量進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，所使用的治療方式也比較簡(jiǎn)單，固定術(shù)治療模式占多數(shù)，利用放射光線來(lái)摧毀病人體內(nèi)腫瘤癌細(xì)胞，當(dāng)腫瘤細(xì)胞靶區(qū)內(nèi)所經(jīng)受的放射光線達(dá)到一定劑量時(shí)，會(huì)對(duì)人體內(nèi)的正常細(xì)胞與器官造成一定的傷害。

1.2 三維適行放射治療設(shè)備

上世紀(jì)的90年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像技術(shù)的發(fā)展，癌癥患者體內(nèi)的腫瘤空間已經(jīng)能夠被詳盡地描繪出來(lái)了，相關(guān)醫(yī)學(xué)專(zhuān)家們意識(shí)到深部X線機(jī)的矩形或圓形照射視野已經(jīng)不再滿足腫瘤放射治療的需求了，放射治療的劑量分布應(yīng)當(dāng)與腫瘤在患者體內(nèi)的空間形狀保持一致，這樣可以避免放射光線對(duì)于患者體內(nèi)的其他正常細(xì)胞與器官的負(fù)面影響。三維適行放射治療設(shè)備在直線加速器的基礎(chǔ)上增加了多頁(yè)準(zhǔn)直器與3DTPS，在利用三維適行放射治療設(shè)備對(duì)腫瘤患者進(jìn)行放射治療時(shí)，首先利用多頁(yè)準(zhǔn)直器對(duì)于患者體內(nèi)的腫瘤空間進(jìn)行截面調(diào)節(jié)，然后利用3DTPS對(duì)調(diào)節(jié)得到的不規(guī)則野截面進(jìn)行多次照射，使得放射光束的方向與腫瘤空間相一致，使得放射光線在腫瘤靶區(qū)邊緣效率提高，并且避免了放射光線對(duì)于正常器官的傷害，提高了放射療法對(duì)于腫瘤的治療效率。

2 當(dāng)前放射醫(yī)學(xué)設(shè)備主流

2.1 調(diào)強(qiáng)適行放療設(shè)備

調(diào)強(qiáng)適行放療設(shè)備的具體工作流程為：首先利用帶有斷層掃描的定位機(jī)對(duì)患者體內(nèi)的腫瘤細(xì)胞進(jìn)行立體定位，確定需要進(jìn)行放射治療的靶區(qū)；然后3DTPS根據(jù)已經(jīng)獲得的腫瘤靶區(qū)的立體定位實(shí)現(xiàn)靶區(qū)的三維圖像建設(shè)，根據(jù)腫瘤的臨床治療要求對(duì)各放射治療的射野方向上的劑量要求進(jìn)行計(jì)算，得到三位射野方向上的射線光束的相應(yīng)強(qiáng)度；最后，按照相應(yīng)的光束方向與強(qiáng)度要求，使用帶有多頁(yè)準(zhǔn)直器的直線加速器對(duì)患者的腫瘤細(xì)胞靶區(qū)進(jìn)行射線放射治療。

2.2 圖像引導(dǎo)放療設(shè)備

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的與醫(yī)療數(shù)字圖像技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，腫瘤的臨床治療對(duì)于靶區(qū)的控制有了更加精確的要求，事實(shí)上，腫瘤患者的呼吸或者生理作用對(duì)于腫瘤細(xì)胞的空間位置具有一定的影響，在同一時(shí)段內(nèi)的腫瘤治療過(guò)程中，患者體內(nèi)的腫瘤靶區(qū)的大小與位置會(huì)發(fā)生一定的改變，這對(duì)于放射治療中腫瘤靶區(qū)的位置控制提出更高的要求，因此圖像引導(dǎo)放療設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，圖像引導(dǎo)可以對(duì)因?yàn)楹粑c生理作用而發(fā)生的腫瘤靶區(qū)的位置移動(dòng)與大小變化進(jìn)行自動(dòng)能夠監(jiān)測(cè)與調(diào)整，實(shí)現(xiàn)放射治療的精準(zhǔn)性的進(jìn)一步提高。

圖像引導(dǎo)放療設(shè)備的工作流程為：在對(duì)腫瘤患者進(jìn)行X線放射治療的過(guò)程中，首先利用KV級(jí)別的X線繞患者的初始腫瘤位置旋轉(zhuǎn)一周；其次利用高分辨率的探測(cè)器上獲得腫瘤細(xì)胞的靶區(qū)，并對(duì)腫瘤細(xì)胞的靶區(qū)位置大小變動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，進(jìn)行放射治療的誤差分析；最后，根據(jù)誤差分析實(shí)現(xiàn)直線加速器數(shù)據(jù)參數(shù)的改變，對(duì)于腫瘤細(xì)胞的靶區(qū)實(shí)現(xiàn)放射治療。圖像引導(dǎo)放療設(shè)備實(shí)現(xiàn)了X射線的產(chǎn)生、腫瘤靶區(qū)的三維圖像的形成與直線加速器的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了患者待治療靶區(qū)的進(jìn)一步精確。

2.3 重粒子治療設(shè)備

重粒子是指質(zhì)子、中子、介子等高能粒子，重粒子具有特殊的布拉格峰型，這是X射線所不具備的天然劑量分布，重粒子射線的主體能量集中在峰區(qū)，而在非峰區(qū)的其他位置射線的能量則大大降低，重粒子峰區(qū)的高度與位置并不是一成不變的，是可以根據(jù)其性質(zhì)進(jìn)行人工調(diào)節(jié)與改造的，正是由于這種重粒子所特有的布拉格峰型使得質(zhì)子的單野照射就能夠取得X射線的多野照射的靶區(qū)放射治療效果，質(zhì)子束的單平面旋轉(zhuǎn)就可以實(shí)現(xiàn)X射線的立體定向放射治療的劑量差異分布效果，基于重粒子射線獨(dú)特的峰型分布，重粒子射線更適合腫瘤放射治療的調(diào)強(qiáng)放療與適行放療設(shè)備。

3 放射醫(yī)療設(shè)備發(fā)展的展望

在計(jì)算機(jī)技術(shù)、醫(yī)學(xué)數(shù)字成像技術(shù)與物理射線研究學(xué)科的發(fā)展推動(dòng)下，調(diào)強(qiáng)適行放射治療設(shè)備與圖像引導(dǎo)放療設(shè)備在腫瘤的臨床治療中占據(jù)著主體地位，這兩種放射治療設(shè)備雖然已經(jīng)廣泛應(yīng)用在放射技術(shù)的臨床治療中，但是仍然存在著不成熟與不完善的地方，醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)正在逐漸發(fā)展提高，在未來(lái)的放射醫(yī)療設(shè)備中進(jìn)一步應(yīng)用醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，獲得患者腫瘤組織的生理功能特征，構(gòu)建新類(lèi)型的腫瘤細(xì)胞靶區(qū)，依據(jù)不同類(lèi)型的腫瘤細(xì)胞的敏銳度采用不同劑量的放射治療，進(jìn)一步提高放射治療的精準(zhǔn)度，減少射線對(duì)于正常組織細(xì)胞的傷害。

[1]王鳳偉.放射技術(shù)在臨床上的應(yīng)用探析[J].世界最新醫(yī)學(xué)信息文摘,2016,(32):189

姜娓娓，女，1984—，漢，山東省煙臺(tái)市，博士，職稱(chēng)：總經(jīng)理，主要研究方向：機(jī)電設(shè)備、醫(yī)療儀器。