有医说医 | 恶性肿瘤治疗的物理武器——谈谈放射治疗与消融治疗（上）

恶性肿瘤治疗的物理武器
——浅谈放射治疗和消融治疗

物理治疗从广义的角度来说：包括手术治疗在内的一切物理治疗手段。而狭义定义是应用物理设备和方法来治疗疾病的手段，在治疗恶性肿瘤的物理手段有放射治疗、射频和微波消融、冷冻消融和超声消融等。

物理治疗从广义的角度来说：包括手术治疗在内的一切物理治疗手段。而狭义定义是应用物理设备和方法来治疗疾病的手段，在治疗恶性肿瘤的物理手段有放射治疗、射频和微波消融、冷冻消融和超声消融等。

在社会上的有各种“俗称”：诸如伽马刀、赛博刀、X刀、速锋刀、消融刀、氩氦刀和超声刀等五花八门的名字。这些物理治疗，究其本质就是通过某种手段和介质把能量传递到肿瘤组织，把肿瘤杀灭的能力。

这种能力好坏的评判标准主要包括以下三点：

1）传递能量的效率，即能够把大部分能量投送到肿瘤组织，在路径上损耗小；

2）传递能量的准确性，就是要把能量精确传递到肿瘤组织，而周围正常组织损伤小；

3）在临床上的有效性，即治疗效果如何，是否有创，是否有生命危险等。

目前临床上最常使用的物理治疗手段包括放射治疗、热消融（微波、射频）、冷消融（氩氦刀）、热疗和超声聚焦治疗等。下面具体地介绍几种临床上常用的物理治疗方法及其优缺点。

 一、放射治疗

放射治疗的发展历史有100多年了。1895年伦琴发现了X线，第二年就有医师开始试用X线来治疗乳腺癌了。1922年，在巴黎召开的首届国际放射治疗会议上，有人报告了放射线治愈晚期喉癌的病例，且无严重并发症，首次肯定了放射治疗恶性肿瘤的疗效。从此，放射治疗逐步开始用于各类恶性肿瘤的治疗。

目前，放射治疗走过百年历程，恰是风华正茂。由于得益于仪器设备和相关物理技术的发展，放射治疗在能量传递的效率、传递的精确度和治疗的安全性等方面的操作和控制都取得了长足进展，已经成为恶性肿瘤治疗的主要力量之一。

1、放射治疗的主要形式

目前，放射治疗主要有三种治疗形式：1）长疗程外照射治疗：每天治疗1次，每周5次，总治疗时间5-7周，每次剂量为1.8-2.0Gy；2）短疗程外照射治疗：每天治疗1次，治疗1-10次，二周内治疗结束，每次的治疗剂量在5.0Gy以上；3）近距离治疗：就是把放射源放入患者的体内，贴近肿瘤靶区治疗（包括高剂量率“后装”治疗和碘125粒子植入）。

1）长疗程外照射治疗。 其治疗原理是利用放射线把肿瘤内的水分子电离产生自由基（自由电子），自由基对肿瘤的DNA双链结构进行破坏，达到杀灭肿瘤的作用。长疗程是利用正常细胞的修复能力大于肿瘤细胞的原理，让正常细胞得到完全修复，而肿瘤细胞得不到完全修复，经过一段时间的累积效应达到彻底杀灭肿瘤的目的。临床适用范围：全身各部位体积较大的肿瘤和对放射线中度以上敏感肿瘤的根治性治疗、联合治疗和姑息治疗；肿瘤手术后预防治疗。优点：治疗反应小，对正常组织损伤小，对长期生存有利。缺点：对放射性不敏感的肿瘤治疗效果差，总的治疗时间偏长。

2）短疗程外照射治疗。其治疗原理是利用放射线能量累积直接杀死肿瘤细胞，也称为放射性消融治疗（俗称“某某刀”，比如伽马刀、赛博刀、X刀、速锋刀、消融刀等）。临床适用范围：肿瘤直径小于3cm和对放射线不敏肿瘤的根治性放疗；晚期肿瘤的姑息性治疗。优点：治疗时间短，对某些肿瘤可以达到手术治疗的效果。缺点：对治疗设备要求高，治疗精度要求也高。如果治疗指征不严或治疗失误会导致严重的并发症。

3）近距离治疗。其原理是用放射性核素插入肿瘤中，近距离贴近肿瘤，利用放射线能量累积直接杀死肿瘤细胞。临床上常用二种放射性元素：高剂量率的铱192和低剂量率的碘125。铱192常用于后装机治疗，每次治疗速度快（0.5-1小时），治疗结束后需要把放射源取出；碘125常用于植入治疗，把碘125粒子放入肿瘤靶区中，粒子需要按照特定的形状排列以保证放射性剂量在肿瘤靶区内均匀分布。临床适用范围：宫颈癌的治疗和某些晚期肿瘤的姑息性治疗。优点：能够在肿瘤内部形成一个高剂量区，达到边缘后剂量陡然下降，对周围正常组织影响较小。缺点：照射范围内剂量分布不均一，近源处高，且需要特殊设备，一定要在放射物理师的指导下进行操作，否则，很容易造成正常组织损伤产生并发症（放射性肠穿孔多见）。

2、放射治疗的选择

随着科学技术的不断发展，大量技术应用于临床的放射治疗，这里就涉及到不同射线的选择和使用。大家经常听到：伽马射线、光子线、质子线和重离子射线等。这些射线有什么不同，到底用那一种射线治疗肿瘤最好，是不是越贵的就越好？下面就简单分析一下各种射线的特性，大家就可以知道什么肿瘤需要什么射线治疗了。

 1）不同射线的特性。判断射线所谓的“好坏”，临床上有二个标准：一个是射线的物理特性即传递能量的能力（LET：线性能量传递）；另一个是射线的生物特性即对肿瘤的杀伤能力（RBE：相对生物效应）。从上图可以看到伽马射线、光子线（X线）和中子线都是低LET射线，能量传递能力较弱；而质子线和重离子射线都是高LET射线，能量传递能力强，在肿瘤区域会产生一个能量峰。从生物效应来看：伽马射线、光子线（X线）RBE值为1；质子线为1.1；中子线为3.5；而重离子射线要10以上。所以，从物理和生物特性综合来看重离子射线和质子射线最好。

伽马射线、光子线（X线）是目前临床最常用的射线。这二种射线本质上是一样的，都是高能电磁波。伽马射线产生于同位素，而光子线（X线）产生于电子直线加速器，因此用命名来区分。所谓直线加速器：指利用高频电磁场进行加速，同时被加速粒子的运动轨迹为直线的加速器。医疗机构中常用的双光子直线加速器，既可产生治疗深部肿瘤的MV级X射线，亦可产生治疗表浅肿瘤的MV级电子线，对肿瘤进行直接照射，达到消除或减小肿瘤的目的。优点：靶区剂量分布的改善和靶区周围正常组织受照范围的减少，可促使靶区处方剂量的进一步提高和周围正常组织并发症的减低。用伽马射线、光子线（X线）治疗的临床技术是目前最成熟，治疗精度最高的技术。

质子射线和重离子射线。质子射线进入体内后剂量释放不多，而在到达它的射程终末时，能量全部释放，形成所谓的“入体内后剂峰”，而在其深部的剂量近于零。如果人为把““人为深部峰”置于肿瘤，则肿瘤前部正常组织受的剂量是肿瘤的1/4，而肿瘤后方的正常组织没有受到照射。现代的质子放疗融合了适形调强技术后，使质子放疗达到了迄今为止最高的肿瘤照射适形性，而对肿瘤周围正常组织的剂量降到最低。质子放疗优于高能X线和60Coγ线，然而质子对抵抗放射线的肿瘤杀灭效应不强，如乏氧肿瘤细胞、放射不敏感的S期肿瘤细胞和固有的放射抵抗肿瘤黑色素瘤等。

重离子放疗：重离子射线既具有质子射线的物理特性，又具有比质子更强的杀灭放射抵抗肿瘤细胞的能力。在诸多重离子射线中，人们发现，碳离子射线比较适合临床肿瘤的放疗。与光子放疗和质子放疗相比，碳离子放疗肿瘤的疗效进一步提高，特别是那些对光子和质子放疗抗拒的肿瘤。

近年来，许多地方都在建造和发展重离子射线和质子射线加速器。当然，这两种治疗设备比较昂贵，治疗费用也比较高。目前还都处于临床试用阶段，质子回旋加速器技术相对成熟，在国外已经规模化生产了。至于中子线由于防护困难，临床上很少应用。

2）不同射线特性与相关物理技术。随着计算机技术的发展，在三维适形治疗的基础上发展了调强治疗技术（IMRT）：就是用多条射线来模拟质子射线的特性，使用调强适形放疗技术，可产生在三维方向上与病变靶区形状高度一致的剂量分布，同时避免对周围正常组织和器官的照射，是一种高精度的放射治疗，这种技术临床上最常用。立体定向放射治疗技术（SBRT）：放射性消融技术，伽马刀、赛博刀、X刀、速锋刀都是属于这种技术，治疗精度要小于0.1cm，对体积较小的病变，通过三维精确定位和摆位，使用非共面射野聚焦技术，使靶区剂量高度集中，开展高分次剂量、低分次数的立体适形调强放射治疗。。影像引导放射治疗（IGRT）：直线加速器上安装CT或MRI，在治疗的同时校正肿瘤的靶区，保证治疗的准确性。容积（旋转）调强放射治疗（VMAT）：射线360o围着肿瘤治疗，实现了肿瘤剂量分布的最优化，TOMO刀就是属于这种技术等。

3）放射治疗方式的选择。如前所述，射线种类繁多，配套的设备和物理技术各异，对应的治疗方式这么多，临床上该怎么选择？一般在临床上小肿瘤（小于3cm）可以选择用立体定向放射治疗。大肿瘤可以选择调强治疗和容积调强治疗。对放射治疗不敏感的肿瘤可以选用质子或重离子射线来治疗，其中小肿瘤也可以用立体定向放疗。儿童肿瘤患者可以选用质子治疗，因为质子照射野比光子线治疗少，照射范围小，对患儿将来的生长发育影响小。肿瘤治疗长度大于40cm可以用TOMO治疗，因为TOMO可以连续照射100cm以上，不需要接野。皮肤肿瘤可以用Kv级的深度X线或者电子线治疗。

作者：北部放疗科 姚原 主任医师