放射治疗的主要进展

作为肿瘤治疗的三大支柱之一的放疗，是近年来进展较快、发展十分活跃的领域，主要表现在放疗设备的更新，这得益于现代电子信息技术的发展，使放疗的设备不断更新，当然更新的原因也是多方面的，如设备厂家所追求的经济效益，这是促使更新的基础，从临床应用效果来看，更新主要围绕着准确的定位，加大和集中放疗的剂量、速度和时间方面，其次是减轻放疗的不良反应，由于现代放疗设备定位更加准确，所以对肿瘤周围健康组织的损伤相对的减轻，在设备更新方面主要有代表性的有伽马刀、X线刀、射波刀，这些设备基本原理都是在传统放疗的基础上进行了进一步的升级换代，当然，各种设备的适应证各有选择，治疗效果必须根据适应证才能获得最好的治疗效果。

国内有代表性的研究是山东肿瘤医院于金明院士领衔的关于放疗不同组织对放疗敏感性和接受量的系统研究取得了较大的突破，在临床上率先开展了乳腺癌保留乳房术后半野切线照射、头颈部肿瘤的半野照射、肿瘤放疗CT定位技术、胸膜间皮瘤的复合照射技术、恶性肿瘤的全身照射和全身淋巴结照射、颅脑和体部肿瘤的立体定向放疗、放疗和调化放疗等多项新放疗技术，对指导临床放疗根据组织部位、肿瘤类型，选择剂量具有指导性的作用。当然随着放疗设备的更新在某些专科医生在辅助放疗方面也做了许多有益的探讨，如为了增加病灶定位的准确性，对深部肿瘤采取了术中直接放疗，对另外一些肿瘤采取了术前放疗，如晚期肿瘤浸润范围较大，术中切除有困难的采取先放疗使肿瘤实体缩小，然后手术切除，还有为了取得更好的治疗效果，在手术后，辅助一定剂量的放疗，这也取得了一些经验，这些都不失为有益的探索，其目的都是为了提高肿瘤的治愈率和临床效果，但是目前在二级医院或一些非专科医院，各种治疗方法还不正规，还缺乏统一的规范标准，如什么样的肿瘤需要术前辅以放疗，什么样的患者需要术后辅以放疗，这些都有待于统一。就放疗的设备而言，虽然更新较快，品种较多，但效果也不尽理想，因为在根本技术上和基本原理方面并没有新的突破。在设备方面，目前被视为最先进的放疗设备是射波刀。

射波刀（Cyber knife）是由美国斯坦福大学在吸取了以往肿瘤放疗技术的基础上研制出的治疗肿瘤的全新技术，其精准度在1mm以下、不需要钉子固定头架而能治疗颅内肿瘤，被称为现代肿瘤领域的一大突破。目前国内仅安装有四台，我院于2010年正式投入临床使用，是国内较早在临床应用的单位之一。

射波刀的技术核心是交互式机器人技术，一体化的系统可持续接收到病人肿瘤位置，并且随着病人呼吸运动而反馈。根据反馈的信息，射波刀自动持续地以低于微米级的精度定位每一次的治疗光束，使其治疗效果提高，避免了传统放疗设备因呼吸的变化而使放疗量衰减，其临床主要优势如下。

1．最轻巧的直线加速器　射波刀则采用最轻巧的加速器，不但体积小，重量只有150kg，因此可安装在机械臂上，在治疗床的上空，离病人身体外半球形一定的距离，做多定点、多方向的移动，可以做等中心和非等中心（non-isocenter）的照射。

射波刀最大的特点是拥有精密、灵活的机器人手臂。这个有6个自由度级的精密机器手臂，在100个节点（node），X线射束可在每一个节点位置有12个方向可供计算机选择，能有多达1200条不同方位的光束，投射X线至病灶靶区内的某一点，为治疗提供了最佳的空间拓展性及机动性。真正实现从任意角度进行照射，既大大减少了肿瘤周围正常组织及重要器官的损伤，又有效减少了放射并发症的发生。

2．立体定位摄影、影像导引放疗　立体定位摄影分两个步骤，两套系统。首先是用计算机断层取得病人颅内或颅外身体肿瘤病灶三维（3D）空间的位置与形状的影像，病灶的周围有骨骼系统的标志，如颅骨或脊椎骨的一些解剖特征。如无任何解剖学上的骨骼标志，则需要在肿瘤旁边植入金属标志，这一套CT模拟摄影（CT simulation），一方面用于做治疗计划（treatment planning），同时用在射波刀开始治疗前，治疗床的自动化定位。

第二套安装在治疗床顶上天花板左右各有一部X线摄影机，便各以45°交叉向预定照射的靶区同时摄影，一对互成90°摄影取得X线影像，在计算机辨识与运算上足以构成一个立体的解剖结构，依靠骨骼或金标的特征，计算机屏幕上会显示治疗床需要沿X、Y、Z轴作线移（translation）多少毫米或旋转（rotation）多少度，便可吻合当初CT模拟摄影所决定的照射目标位置。事实上X、Y、Z线移和旋转共六个动度的调整移动，有五个由计算机自动完成，剩下一个水平转动由手驱动，这一套作业，就是常规放疗中长期以来所期盼的影像导引放疗（image-guided radiotherapy，IGRT）系统。

3．治疗中立体定位摄影　射波刀治疗综合的临床精确度在0．95mm以下，射波刀在放疗开始的一刻，能达到放射外科前所未有的综合临床精确度。它拥有监控病人体位、随时摄影验证和调整射束的系统功能。首先计算机系统让天花板上两组X线摄影机频频对病人体位作验证的立体定位摄影，也就是把新摄取的影像再次与CT断层影像对比，将X、Y、Z线移和转动的六个变动值，以0．1mm和0．1°为单位的误差值判断是否都在医师预设的范围内。一旦病人体位逐渐或突然移动超出可容忍的范围，则计算机会自动调整X线的方向，以补偿病人体位的移动。

4．克服肿瘤随呼吸而移动的困扰　长久以来，放射肿瘤科医师对随呼吸而移动的肿瘤的放疗，大多视为畏途，而放弃给予治疗。射波刀放射外科对上述肿瘤的治疗，却找到克服的方法。除了对远离骨骼系统的肿瘤附近软组织植入金标外，射波刀采用红外线追踪呼吸运动，运动模式反馈至计算机，控制射束照射作同步运动，使两组运动同步进行，免除因肿瘤移动而加大X线射束覆盖的照野，大比例地降低肿瘤周边正常组织不必要照射与辐射的伤害，也大幅度减少可能的并发症，使原被放弃难以放疗的病人，也可纳入射波刀放射外科治疗的名单中。预计未来射波刀普遍推广使用以后，会大幅增加可治疾病（treatable diseases）的范围，必能造福于广大人群。

5．适应证宽广　与以往其他放疗设备相比，射波刀具有适应证较宽的优点，可用于颅内及全身各部位的肿瘤，由于用热塑面罩固定下照射，射波刀即可获得极佳的综合临床精准度，因此可以免除金属头架的安装，更由于对病人身体有精准、快速的体位验证系统，对体积巨大的肿瘤或紧靠放射敏感正常组织的病灶，可分为2～5次照射，因此扩大了可治疗疾病的范围。像射波刀这种不要麻醉开刀切除门诊即可治疗的方式，又能在较短的天数结束整个治疗流程，恢复期又短，相信更容易被病人及家属所接受。

6．多功能计算机治疗计划系统　为了提高病人摆位，体位和肿瘤位移的修正、照射的精确性，射波刀要求用16排以上的计算机断层摄影作为治疗计划的基础，但亦可容纳磁共振摄影（MRI）、正子射出摄影（PET）、血管造影等成为融合的影像，以获得最真实的人体骨骼结构、肿瘤或血管病灶的三维影像，并在治疗前与治疗中能十分精确地掌握要照射的目标。在操作上射波刀治疗计划有非常快速、友善与直觉式的运作和肿瘤边缘描绘，使工作速度加快且完善。逆向操作的治疗计划运算，能快速地完成主治医师所要求肿瘤和邻近敏感组织间的理想剂量分布，此外，治疗计划系统与治疗床、机械臂和加速器三度空间的位置的监控系统，X线摄取与病人体位图对比和修正系统，红外线对呼吸运动的监控系统，到最后回馈到加速器X线照射开与关的时间调控整合为一个完整的全方位系统，把精确和复杂的放射外科治疗大部分的过程，纳入自动化操作。

射波刀技术是目前世界上唯一具有实时影像进行引导及动态追踪到肿瘤靶区的一种治疗全身良恶性肿瘤及部分功能性疾病的全新技术，其技术特点是安全、有效、治疗时间短、患者恢复快、不良反应小，患者生活质量高。该技术代表世界肿瘤治疗的前沿技术，是传统手术治疗以外的补充或替代疗法，是晚期癌肿患者无法手术病人的一种有效治疗手段，更为有利地推动射波刀技术的应用。