放射治療發展

史譚頌

一、放射治療是什么

放射治療是利用高能射線來破壞癌細胞，使其失去分裂的能力，來達到治療腫瘤的一種方法。放射線包括放射性同位素產生的α、β、γ射線和各類x射線治療機或加速器產生的x射線、電子線、質子束及其他粒子束等。放射治療可以殺滅大部分腫瘤細胞，從而控制腫瘤的生長速度，延長患者的生命。據調查統計，約70%的癌癥患者需要通過放射治療治療癌癥，而大約有45%的癌癥可以被治愈，其中通過手術治愈的有22%，通過放射治療治愈的有18%，通過化療治愈的有5%。放射治療對腫瘤的治療效果越來越明顯，其的作用和地位也越來越突出，現在放射治療已經成為治療惡性腫瘤的主要手段之一。

放射療法雖然只有幾十年的歷史，但其發展速度很快。

二、放射治療的科技革命

在1895年，德國物理學家威廉·康拉德·倫琴發現x射線，并在1901年獲得首屆Nobel物理學獎，他的發現為醫療影像技術提供了基礎。在1896年，法國物理學家安東尼·亨利·貝克勒爾發現放射性核素鈾。在1898年，居里夫人發現放射性核素鐳，并首次提出“放射性”概念。并在1903年，貝克勒爾與居里夫婦一起榮獲諾貝爾物理學獎。正是因為倫琴、貝克勒爾和居里夫婦的開創性的發現，才有了現在的放射治療。

在倫琴發現X射線一年后，一個參與了X射線研發的助手多次使用自己的手去檢測X射線的輸出，導致其出現皮膚潰瘍并病變，所以開始出現多度使用X射線會導致身體癌變的觀念出現。但是在1899年，瑞典醫生卻用X射線治療好了一例皮膚癌患者，這在當時引起了很大的關注，放射治療技術進入熱潮時期。到1906年的時候，人們發現電離輻射只對部分的病種和病例有效，而且放射治療會對人體造成放射損傷。因為當時放射治療的設備不夠先進，基本靠醫生手工進行操作，所以對醫療人員也會造成輻射損傷。而且設備的不先進以及醫療人員的專業水平不一，導致無法準確測量電離輻射的質和量。所以，放射技術進入低潮時期。隨著大量的動物試驗，人們認識到細胞增殖能力越強，其放射敏感性也就越高，但細胞分化程度越大，其放射敏感性也就越低，這一概念是放射治療的重要依據。在20世紀五十年代以前，有些放射治療難以達到較好的治療效果，于是有的腫瘤醫師開始考慮將兩種作用不同的治療方法結合起來使用，但由于當時并沒有很好的設備和理論支持，所以并沒有成功。直到20世紀五十年代高能放射線60鈷治療機及直線加速器得到了應用，提高了X線治療機的能量，這才使得手術可以與放療結合進行治療，并且奠定了放射治療法在腫瘤治療領域的地位，同時延長了腫瘤患者的壽命，并使一部分患者能得到臨床治愈的效果。

到二十世紀六十年代中后期，放射治療進入到繁榮發展的時期。由于電子計算機技術得到了快速的發展，并在放射治療領域中得到應用，電子計算使得放射治療得定位以及照射角度更加準確，可以讓放療射線準確的殺死腫瘤細胞，但對周圍的組織細胞傷害較小。隨著科學技術的不斷發展與進步，放射治療已經進入了一個全新的時代——三維適形治療時代。三維適形放射治療是一種精確度很高的放射治療。其利用CT圖像建設一個患者的三維腫瘤結構，并通過在不同方向設置不同的照射野，并設計一個與患者病灶形狀一致的適形擋板，使得高劑量區的分布形狀在病灶前后、左右、上下方向三個方向，這可以使X線能準確的照射到腫瘤處，并對腫瘤周圍的正常組織的影響較少，可以在最大限度內保護腫瘤周圍的正常組織和器官，同時使治療效果得到提高。

三、放射治療的設備發展

放射治療屬于無創治療，不像其他手術那樣會留下傷口，但也正是因為這樣，放射治療照射部位、角度以及病灶的定位就非常重要。普通放射治療的定位方法是在模擬定位機上通過X線透視來確定病灶所在的位置、大小形狀和照射角度，再在人體上標記，這種方法可能導致定位誤差較大，影響治療效果。所以，研發人員開始研發更先進的放射治療設備以保證定位的準確度。開始從普通放射治療到精確放射治療發展。

1913年，醫學人員研發出140千伏級X線治療機，1920年，200千伏X線治療機也被研發出來。千伏級X線治療機最主要的優點是其可以控制輻射，能夠保障工作人員的安全。但通過實驗發現，千伏級X線治療機輸出的X線能量較低，難以深入人體，導致治療效果較差。1924年開始了近距離的鐳療，但只能對放射線敏感的腫瘤達到治療效果。1931年，美國發明了電子靜電加速器，1937年，美國和英國的醫院安裝了一兆伏電子靜電加速器，但是其體積龐大且能量較低，所以沒有得到進一步的發展。

為了開發能量更高并且實用的醫用放療設備，許多國家先后研發出了許多醫療加速器，這些醫療加速器主要分為電子回旋加速器、電子直線加速器、質子加速器以及其他重離子加速器幾種類型。其中，電子直線加速器可以輸出不同能量大小的X射線，而且其輸出能量能達到幾十兆電伏，可以達到治療腫瘤的目的，而且成本相對較低，醫院可以承擔，所以電子直線加速器得到了快速的發展。