第1节 概述
放射治疗（radiotherapy）简称放疗，是应用放射线治疗疾病的一种方法。目前主要用于恶性肿瘤的治疗，其疗效肯定，不良反应明确，治疗规范化程度不断提高。
一、 放射治疗常用设备
1. 深部X线治疗机 产生的X线能量低，穿透力较低，仅适合表浅肿瘤的治疗，如腹股沟淋巴结的照射。目前已不作为放疗科的主要设备。
2. 钴-60治疗机 钴源释放的γ射线具有部分高能射线的优点，皮肤剂量较深部X线低，深部剂量较高。另外还具有成本低、结构简单、维修方便等优点，是目前的常用设备。
3. 医用电子直线加速器 是目前三级甲等医院最常用的放疗设备，其可以产生两种高能射线，即X线和电子线。X线和电子线都可以有不同的能量档次，可适应不同深度的病灶。其安全性能好，但结构复杂，成本较高。可通过多叶准直器（multileaf collimator）和治疗计划系统完成三维适形调强 放疗。
4. 后装治疗机（afterloader） 是近距离治疗的设备，也是软组织肿瘤插植治疗的最主要设备，它是将放射源封闭在微小仓中，通过施源管直接放入肿瘤周围或肿瘤组织内部的照射方法，治疗软组织肉瘤。
5. 模拟定位机 是一种具有特殊功能的X线透视机，根据需放射治疗肿瘤病灶大小，可将照射野的尺寸、形状通过可见光野投射在皮肤上，来模拟实际治疗中的各种参数，为治疗做准备。
6. 治疗计划系统（treatment planning system, TPS） 是一套以高容量电脑工作站及图像（两维或三维）软件为主的剂量计算设备。可包括扫描仪、数字化仪、打印机等。对于优化设计照射野，了解靶区剂量分布等极有帮助。
7. 医用回旋加速器及同步加速器 可以产生质子和碳离子线。由于其不同于X线的物理学特性及生物学特性，在脊柱肿瘤的放疗中更有优势，但因为造价昂贵，并不普及。
二、 放射治疗的种类
放射治疗分为外照射（teleradiotherapy）和近距离放疗（brachytherapy）。外照射是指放射源位于体外一定距离集中照射身体某一部位。例如应用钴-60治疗机治疗，源皮距为75～80 cm。近距离放疗是将放射源直接放入被照射组织内，如乳腺组织、软组织肿瘤内的插植治疗；或天然体腔内，如子宫腔、阴道腔、食管腔内进行照射的方法。另外，将放射性核素经血液注入体内，使其在某一器官浓聚，如碘-131治疗甲状腺癌的肺转移，钐-153治疗恶性肿瘤的骨转移。核素在衰变的过程中以射线的方式释放能量。这种照射方法被称为内照射，适用于转移性肿瘤。
三、 放射线的质与量
放射线的质是表示电离辐射穿过物质的能力，通常用能量表示，能量越高，穿透力就越强。临床上常用下述方法描述射线的质：① 对2 MV以下的X线，通常用它的管电压值表示X线的峰值能量，如200 kV的X线，它的最大能量为220 kV。临床上一般用半价层（HVL）表示X线的硬度，即减弱射线一半强度所需吸收材料的厚度，如1 mm的铜、 2 mm的铜、3 mm的铝等。② 对2 MV以上的X线，通常以兆伏（MV）数表示，如10 MV的X线、 23 MV的X线等。③ 对γ射线通常用放射性核素表示，例如钴-60γ射线、铯-137γ射线等。放射线的量有照射量与吸收量之分。照射量又称曝射量，是指放射源释放到空气中的能量。临床医学更关心的是吸收量，其定义为单位质量的机体组织所吸收的电离辐射的平均能量。吸收剂量的单位是J/kg， 1 J/kg = 1 Gy = 100 rad。单位时间内的吸收剂量称为吸收剂量率，其单位是J/（kg·s），或Gy/s。
四、 外照射常用射线的物理特性
1. 光子（包括X射线和γ射线） 是不带电的粒子，由X线治疗机、钴-60治疗机和各类直线加速器产生。能量越高，百分深度量就越大（图 8-1）。图中是射野面积为6 cm×6 cm的各种射线的百分深度量，其最大值的位置各不相同，100 kV （加2 mm铝滤板）的X射线在皮肤表面，钴-60与4 MV的X线在皮肤表面和皮下0.5～1 cm处，而23 MV的X射线的最大剂量处位于皮下3 cm。同样在皮下10 cm处上述各种射线的百分深度量分别为18%、42%、50%和72%。由此看来，能量越高对射线入口皮肤的保护越好，越适合治疗深部 肿瘤。
图81 各种射线的百分深度剂量
2. 电子线 是加速器产生的带电射线，其生物学效应与X射线无差异，但物理学特性不一样。 图8-1中见到电子线表面剂量大，曲线下降坡度陡峭，因此适合治疗表浅肿瘤。体积较大的表浅肿瘤适合高能的电子线治疗。选择电子线能量的原则可粗略地按下式计算：电子线能量=靶区后缘的深度（cm）× 3（MeV）。
例如：某肿瘤有锁骨上区转移，淋巴结直径 4 cm，选用多大能量的电子线合适？答案是4×3= 12 MeV的电子线较好。
3. 质子、碳离子和中子等粒子射线 随着相关设备逐渐引进，国内临床应用近年来逐渐开展起来。中子线的物理特性与X线无明显差异，但其生物学性质特殊，相对生物学效应高于X射线3倍，但因其副作用较大而存在很大争议。对于质子射线，目前医用回旋质子加速器成本很高，几乎是普通直线加速器成本的20～30倍，其产生的质子射线的物理特性极其特殊，射线的入口剂量极低，最大剂量点的峰值高耸，随之陡降，称为Brag峰 （图8-1）。其放射物理学方面的特性有利于肿瘤的适形放疗，即最大限度地照射肿瘤的同时，有效地保护肿瘤周围的正常组织，并使靶区的剂量均匀一致。碳离子射线不仅与质子射线一样有Brag峰，同时还有生物学优势，相对生物效应相当于X射线的2～3倍。(https://www.daowen.com)
五、 靶区和照射区的有关概念
1. 肿瘤宏观体积（gross tumor volume, GTV） GTV指临床可以通过检查手段证实的肿瘤体积，是肿瘤的实质。
2. 临床靶体积（clinical target volume, CTV） CTV除包含GTV外，还包含肿瘤可能侵犯的亚临床病变。临床经验认为，GTV边缘的1 cm左右的范围为CTV。对这一体积应当予以适当的射线剂量，才能达到根治或姑息的目的。
图82 ICRU 50号文件规定的体积概念
3. 计划靶体积（planning target volume, PTV） PTV 是计划照射的体积，其大小和形状取决于 CTV。考虑到机器的各种误差和半影，和内部器官的移动（如横膈运动、膀胱充盈等），PTV要大于CTV。
4. 治疗体积（treatment volume, TV） TV为由放射肿瘤医生根据治疗目的（根治性或姑息性治疗）确定的，包含在等剂量表面内的组织体积。在有些情况下，TV可能大于PTV，因为放射治疗时要考虑到应用的照射技术不同可能造成治疗时的误差。
5. 照射体积（irradiation volume, IV） 指受到照射的组织体积。这一组织体积所接受的射线剂量与正常组织耐受量有重要的相关性。
6. 受威胁器官（organs at risk, OR） 指放射敏感的正常组织，其放射敏感性可以影响治疗计划和处方剂量。受威胁器官可分为3等：一等器官，此类器官（如中枢神经系统、脊髓）的放射性损伤可致命或造成严重并发症；二等器官，此类器官（如关节、肌肉、皮肤）的放射性损伤造成中、轻度并发症；三等器官，此类器官（如毛囊、汗腺）的放射性损伤为轻微、一过性、可逆的，不造成明显并发症。
六、 放射治疗的程序
（1） 了解病史与病理诊断，明确诊断和分期，确定总体治疗方案，是根治还是姑息，术前、术后是否合用化疗。选择射线、外照射增减近距离放疗等。
（2） 模拟定位：在常规模拟定位机上确定治疗部位，模拟照射条件，并将照射野标记在体表，拍定位片，确定治疗计划。三维放疗需要在CT模拟定位机下行CT扫描，采集图像，必要时可以行模拟MRI扫描，进行图像融合。
（3） 靶区勾画：根据CT、MRI、X线片等各种检查结果在定位CT上勾画GTV、CTV、PTV等，并根据靶区位置勾画正常组织。
（4） 处方剂量确定：包括肿瘤和正常组织器官的剂量。
（5） 治疗计划设计和优化：三维放疗需要在治疗计划系统上根据PTV设计照射野，尽量避开正常组织又使靶区内剂量均匀达到处方要求。
（6） 治疗计划的评估：医生评估治疗计划。
（7） 治疗计划的验证：包括几何位置及剂量 验证。
（8） 治疗实施前的验证：患者初次治疗前，技术员在治疗机器上摆位后拍验证片，医生审核通过后方可实施治疗，必要时医生与技术员共同在机房内摆位，使之达到模拟定位的标准。
（9） 治疗中应密切观察患者，及时处理可能出现的放射反应，或使其发生率降为最低。同时观察肿瘤体积的变化，调整放射野。
（10） 治疗计划完成后的报告及随访。