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现代肿瘤放疗常用的设备技术有那些?

马慧 肿瘤科  |  2025/08/27

放疗是肿瘤治疗的常用手段之一,它是利用高能射线精准杀伤肿瘤细胞的治疗技术,其设备技术发展迅速,主要分为以下几大类:

一、光子放射治疗(基于X射线/γ射线)

1. 医用直线加速器

   目前最广泛应用的设备,可产生高能X射线(光子)和电子线。

技术演进包括:三维适形放疗(3D-CRT):通过多角度照射匹配肿瘤形状。调强放疗(IMRT):用多叶光栅(MLC)动态调节射线强度,使剂量更贴合肿瘤。容积旋转调强放疗(VMAT):加速器360°旋转中连续调整剂量率和MLC运动,治疗更快、更精准。图像引导放疗(IGRT):集成CT/CBCT/MRI等实时成像,治疗前校正位置误差(如呼吸运动)。  

2. 螺旋断层放疗(TOMO Therapy)

   结合CT扫描与旋转调强放疗,以螺旋方式围绕患者照射,特别适合多发病灶或大范围肿瘤(如全脑全脊髓照射)。

3. 伽马刀(Gamma Knife)  

   专用于颅内肿瘤(如脑转移瘤、听神经瘤)。上百个钴-60源聚焦于靶点,实现亚毫米级精度,单次高剂量治疗(SRS)。  

4. 射波刀(CyberKnife)  

   机器人臂搭载小型直线加速器,自由度灵活照射。实时影像追踪(如金标或骨骼),无需固定框架,适用于全身肿瘤(尤其中枢神经系统、脊柱、前列腺、难治部位肿瘤)。  

二、粒子放射治疗(重粒子束)

1. 质子治疗(Proton Therapy)  

   质子束在体内形成“布拉格峰”(Bragg Peak):能量在肿瘤处集中释放,后方剂量骤降,保护正常组织。适应症:儿童肿瘤、毗邻关键器官的肿瘤(如眼、脑干、脊髓)、需高剂量照射的肿瘤。  

2. 重离子治疗(碳离子等)  

   碳离子兼具布拉格峰与更高相对生物学效应(RBE),对缺氧、放疗抵抗性肿瘤效果更强。全球仅少数中心配备(如德国、日本、中国上海/甘肃)。  

三、近距离放疗(内照射)

将放射源直接植入肿瘤内部或邻近腔道:  

1. 后装治疗(Brachytherapy):主要为:高剂量率(HDR):遥控将铱-192等放射源送入导管/施源器(如宫颈癌、前列腺癌)。低剂量率(LDR):永久植入放射性粒子(如碘-125粒子治疗前列腺癌)。  

2. 表面敷贴治疗:用于浅表肿瘤(如皮肤癌)。  

四、前沿技术与发展方向

1. MRI引导放疗(MR-Linac)  

   整合MRI实时软组织结构成像与加速器,在线调整计划以适应器官运动(如呼吸导致的肿瘤位移)。代表设备:ViewRay MRIdian、Elekta Unity。  

2. FLASH放疗

   超高剂量率照射,在毫秒内完成治疗,可显著保护正常组织(实验阶段)。  

3. 人工智能(AI)应用  

   自动勾画靶区、优化放疗计划、预测疗效与副作用。  

4. 自适应放疗(ART)

   根据治疗中肿瘤变化(如缩小或形变)动态调整计划。  

总结:现代放疗已进入精准化、个体化时代,我院肿瘤科目前拥有:进口直线加速器、大孔径定位CT、放疗计划系统等先进治疗设备,可以开展三维适形放射治疗(3DCRT)、调强放射治疗(IMRT),图像引导放射治疗(IGRT)、容积旋转调强放射治疗(VMAT)、立体定向放射外科(SRS)等国际主流精准放疗方案。医生会根据肿瘤位置、大小、病理类型及患者身体状况,综合选择最适宜的技术组合,为肿瘤患者提供更安全、更高效的个性化治疗选择。未来随着影像引导、人工智能与粒子技术的进步,放疗的精准度与安全性将进一步提升。

参考文献:

1.宋新宇,宋英鹏等.(2022).质子治疗临床应用研究简介.中国医疗设备, 2022(3),155-158.  

2.马林.(2014).螺旋断层放疗系统的临床应用.中国医疗设备,3(12-14).

3.殷蔚伯,李晔雄等著.肿瘤放射治疗学(第5版)[J],中国协和医科大学出版社.2018.

4.张晓智.精准放疗的现状与进展[J].西安交通大学学报,2020,41(5).

5.Durante,M.,Paganetti,H.(2016).Nuclear physics in particle therapy:a review.Reports on Progress in Physics,79(9),096702.

6.Bortfeld,T.(2006).IMRT:a review and preview.Physics in Medicine & Biology,51(13),R363-R379.