有醫(yī)說醫(yī) | 惡性腫瘤治療的物理武器——談?wù)劮派渲委熍c消融治療（上）
物理治療從廣義的角度來說：包括手術(shù)治療在內(nèi)的一切物理治療手段。而狹義定義是應(yīng)用物理設(shè)備和方法來治療疾病的手段，在治療惡性腫瘤的物理手段有放射治療、射頻和微波消融、冷凍消融和超聲消融等。物理治療從廣義的角度來說：包括手術(shù)治療在內(nèi)的一切物理治療手段。而狹義定義是應(yīng)用物理設(shè)備和方法來治療疾病的手段，在治療惡性腫瘤的物理手段有放射治療、射頻和微波消融、冷凍消融和超聲消融等。在社會上的有各種“俗稱”：諸如伽馬刀、賽博刀、X刀、速鋒刀、消融刀、氬氦刀和超聲刀等五花八門的名字。這些物理治療，究其本質(zhì)就是通過某種手段和介質(zhì)把能量傳遞到腫瘤組織，把腫瘤殺滅的能力。這種能力好壞的評判標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下三點：1）傳遞能量的效率，即能夠把大部分能量投送到腫瘤組織，在路徑上損耗??；2）傳遞能量的準(zhǔn)確性，就是要把能量精確傳遞到腫瘤組織，而周圍正常組織損傷小；3）在臨床上的有效性，即治療效果如何，是否有創(chuàng)，是否有生命危險等。目前臨床上最常使用的物理治療手段包括放射治療、熱消融（微波、射頻）、冷消融（氬氦刀）、熱療和超聲聚焦治療等。下面具體地介紹幾種臨床上常用的物理治療方法及其優(yōu)缺點。放射治療的發(fā)展歷史有100多年了。1895年倫琴發(fā)現(xiàn)了X線，第二年就有醫(yī)師開始試用X線來治療乳腺癌了。1922年，在巴黎召開的首屆國際放射治療會議上，有人報告了放射線治愈晚期喉癌的病例，且無嚴(yán)重并發(fā)癥，首次肯定了放射治療惡性腫瘤的療效。從此，放射治療逐步開始用于各類惡性腫瘤的治療。目前，放射治療走過百年歷程，恰是風(fēng)華正茂。由于得益于儀器設(shè)備和相關(guān)物理技術(shù)的發(fā)展，放射治療在能量傳遞的效率、傳遞的精確度和治療的安全性等方面的操作和控制都取得了長足進(jìn)展，已經(jīng)成為惡性腫瘤治療的主要力量之一。目前，放射治療主要有三種治療形式：1）長療程外照射治療：每天治療1次，每周5次，總治療時間5-7周，每次劑量為1.8-2.0Gy；2）短療程外照射治療：每天治療1次，治療1-10次，二周內(nèi)治療結(jié)束，每次的治療劑量在5.0Gy以上；3）近距離治療：就是把放射源放入患者的體內(nèi)，貼近腫瘤靶區(qū)治療（包括高劑量率“后裝”治療和碘125粒子植入）。1）長療程外照射治療。 其治療原理是利用放射線把腫瘤內(nèi)的水分子電離產(chǎn)生自由基（自由電子），自由基對腫瘤的DNA雙鏈結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞，達(dá)到殺滅腫瘤的作用。長療程是利用正常細(xì)胞的修復(fù)能力大于腫瘤細(xì)胞的原理，讓正常細(xì)胞得到完全修復(fù)，而腫瘤細(xì)胞得不到完全修復(fù)，經(jīng)過一段時間的累積效應(yīng)達(dá)到徹底殺滅腫瘤的目的。臨床適用范圍：全身各部位體積較大的腫瘤和對放射線中度以上敏感腫瘤的根治性治療、聯(lián)合治療和姑息治療；腫瘤手術(shù)后預(yù)防治療。優(yōu)點：治療反應(yīng)小，對正常組織損傷小，對長期生存有利。缺點：對放射性不敏感的腫瘤治療效果差，總的治療時間偏長。2）短療程外照射治療。其治療原理是利用放射線能量累積直接殺死腫瘤細(xì)胞，也稱為放射性消融治療（俗稱“某某刀”，比如伽馬刀、賽博刀、X刀、速鋒刀、消融刀等）。臨床適用范圍：腫瘤直徑小于3cm和對放射線不敏腫瘤的根治性放療；晚期腫瘤的姑息性治療。優(yōu)點：治療時間短，對某些腫瘤可以達(dá)到手術(shù)治療的效果。缺點：對治療設(shè)備要求高，治療精度要求也高。如果治療指征不嚴(yán)或治療失誤會導(dǎo)致嚴(yán)重的并發(fā)癥。3）近距離治療。其原理是用放射性核素插入腫瘤中，近距離貼近腫瘤，利用放射線能量累積直接殺死腫瘤細(xì)胞。臨床上常用二種放射性元素：高劑量率的銥192和低劑量率的碘125。銥192常用于后裝機治療，每次治療速度快（0.5-1小時），治療結(jié)束后需要把放射源取出；碘125常用于植入治療，把碘125粒子放入腫瘤靶區(qū)中，粒子需要按照特定的形狀排列以保證放射性劑量在腫瘤靶區(qū)內(nèi)均勻分布。臨床適用范圍：宮頸癌的治療和某些晚期腫瘤的姑息性治療。優(yōu)點：能夠在腫瘤內(nèi)部形成一個高劑量區(qū)，達(dá)到邊緣后劑量陡然下降，對周圍正常組織影響較小。缺點：照射范圍內(nèi)劑量分布不均一，近源處高，且需要特殊設(shè)備，一定要在放射物理師的指導(dǎo)下進(jìn)行操作，否則，很容易造成正常組織損傷產(chǎn)生并發(fā)癥（放射性腸穿孔多見）。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，大量技術(shù)應(yīng)用于臨床的放射治療，這里就涉及到不同射線的選擇和使用。大家經(jīng)常聽到：伽馬射線、光子線、質(zhì)子線和重離子射線等。這些射線有什么不同，到底用那一種射線治療腫瘤最好，是不是越貴的就越好？下面就簡單分析一下各種射線的特性，大家就可以知道什么腫瘤需要什么射線治療了。 1）不同射線的特性。判斷射線所謂的“好壞”，臨床上有二個標(biāo)準(zhǔn)：一個是射線的物理特性即傳遞能量的能力（LET：線性能量傳遞）；另一個是射線的生物特性即對腫瘤的殺傷能力（RBE：相對生物效應(yīng)）。從上圖可以看到伽馬射線、光子線（X線）和中子線都是低LET射線，能量傳遞能力較弱；而質(zhì)子線和重離子射線都是高LET射線，能量傳遞能力強，在腫瘤區(qū)域會產(chǎn)生一個能量峰。從生物效應(yīng)來看：伽馬射線、光子線（X線）RBE值為1；質(zhì)子線為1.1；中子線為3.5；而重離子射線要10以上。所以，從物理和生物特性綜合來看重離子射線和質(zhì)子射線最好。伽馬射線、光子線（X線）是目前臨床最常用的射線。這二種射線本質(zhì)上是一樣的，都是高能電磁波。伽馬射線產(chǎn)生于同位素，而光子線（X線）產(chǎn)生于電子直線加速器，因此用命名來區(qū)分。所謂直線加速器：指利用高頻電磁場進(jìn)行加速，同時被加速粒子的運動軌跡為直線的加速器。醫(yī)療機構(gòu)中常用的雙光子直線加速器，既可產(chǎn)生治療深部腫瘤的MV級X射線，亦可產(chǎn)生治療表淺腫瘤的MV級電子線，對腫瘤進(jìn)行直接照射，達(dá)到消除或減小腫瘤的目的。優(yōu)點：靶區(qū)劑量分布的改善和靶區(qū)周圍正常組織受照范圍的減少，可促使靶區(qū)處方劑量的進(jìn)一步提高和周圍正常組織并發(fā)癥的減低。用伽馬射線、光子線（X線）治療的臨床技術(shù)是目前最成熟，治療精度最高的技術(shù)。質(zhì)子射線和重離子射線。質(zhì)子射線進(jìn)入體內(nèi)后劑量釋放不多，而在到達(dá)它的射程終末時，能量全部釋放，形成所謂的“入體內(nèi)后劑峰”，而在其深部的劑量近于零。如果人為把““人為深部峰”置于腫瘤，則腫瘤前部正常組織受的劑量是腫瘤的1/4，而腫瘤后方的正常組織沒有受到照射?，F(xiàn)代的質(zhì)子放療融合了適形調(diào)強技術(shù)后，使質(zhì)子放療達(dá)到了迄今為止最高的腫瘤照射適形性，而對腫瘤周圍正常組織的劑量降到最低。質(zhì)子放療優(yōu)于高能X線和60Coγ線，然而質(zhì)子對抵抗放射線的腫瘤殺滅效應(yīng)不強，如乏氧腫瘤細(xì)胞、放射不敏感的S期腫瘤細(xì)胞和固有的放射抵抗腫瘤黑色素瘤等。重離子放療：重離子射線既具有質(zhì)子射線的物理特性，又具有比質(zhì)子更強的殺滅放射抵抗腫瘤細(xì)胞的能力。在諸多重離子射線中，人們發(fā)現(xiàn)，碳離子射線比較適合臨床腫瘤的放療。與光子放療和質(zhì)子放療相比，碳離子放療腫瘤的療效進(jìn)一步提高，特別是那些對光子和質(zhì)子放療抗拒的腫瘤。近年來，許多地方都在建造和發(fā)展重離子射線和質(zhì)子射線加速器。當(dāng)然，這兩種治療設(shè)備比較昂貴，治療費用也比較高。目前還都處于臨床試用階段，質(zhì)子回旋加速器技術(shù)相對成熟，在國外已經(jīng)規(guī)?；a(chǎn)了。至于中子線由于防護(hù)困難，臨床上很少應(yīng)用。2）不同射線特性與相關(guān)物理技術(shù)。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，在三維適形治療的基礎(chǔ)上發(fā)展了調(diào)強治療技術(shù)（IMRT）：就是用多條射線來模擬質(zhì)子射線的特性，使用調(diào)強適形放療技術(shù)，可產(chǎn)生在三維方向上與病變靶區(qū)形狀高度一致的劑量分布，同時避免對周圍正常組織和器官的照射，是一種高精度的放射治療，這種技術(shù)臨床上最常用。立體定向放射治療技術(shù)（SBRT）：放射性消融技術(shù)，伽馬刀、賽博刀、X刀、速鋒刀都是屬于這種技術(shù)，治療精度要小于0.1cm，對體積較小的病變，通過三維精確定位和擺位，使用非共面射野聚焦技術(shù)，使靶區(qū)劑量高度集中，開展高分次劑量、低分次數(shù)的立體適形調(diào)強放射治療。。影像引導(dǎo)放射治療（IGRT）：直線加速器上安裝CT或MRI，在治療的同時校正腫瘤的靶區(qū)，保證治療的準(zhǔn)確性。容積（旋轉(zhuǎn)）調(diào)強放射治療（VMAT）：射線360o圍著腫瘤治療，實現(xiàn)了腫瘤劑量分布的最優(yōu)化，TOMO刀就是屬于這種技術(shù)等。3）放射治療方式的選擇。如前所述，射線種類繁多，配套的設(shè)備和物理技術(shù)各異，對應(yīng)的治療方式這么多，臨床上該怎么選擇？一般在臨床上小腫瘤（小于3cm）可以選擇用立體定向放射治療。大腫瘤可以選擇調(diào)強治療和容積調(diào)強治療。對放射治療不敏感的腫瘤可以選用質(zhì)子或重離子射線來治療，其中小腫瘤也可以用立體定向放療。兒童腫瘤患者可以選用質(zhì)子治療，因為質(zhì)子照射野比光子線治療少，照射范圍小，對患兒將來的生長發(fā)育影響小。腫瘤治療長度大于40cm可以用TOMO治療，因為TOMO可以連續(xù)照射100cm以上，不需要接野。皮膚腫瘤可以用Kv級的深度X線或者電子線治療。
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