物电学院10级
摘要：放射是利用放射线如放射性同位素产生的α、β、γ射线和各类x射线机或加速器产生的x射线、电子线、质子束及其它粒子束等恶性肿瘤的一种方法。放射已经历了一个多世纪的发展历史．在伦琴发现X线、居里夫人发现镭之后，很快就分别用于临床恶性肿瘤。随着计算机技术广泛应用，影像学及仪器设备的进步，放射得到了迅速发展。放射在肿瘤方面的疗效和作用也赿来赿大。 关键词：放射肿瘤射线
放射已有一百多年的历史, 是恶性肿瘤的三大手段之一。据国内外文献统计, 约50%~70%的恶性肿瘤患者需要接受放射。按目的, 分为根治性放疗、辅助性放疗和姑息性放疗。近代肿瘤放射的发展是建立在放射物理学、临床放射肿瘤学及放射生物学基础上的。最近十多年, 随着计算机技术广泛应用, 影像学及仪器设备的进步，放射得了迅速发展。 一、概述粘接剂
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（一）放射的分类
如按射线源类型分类，放射使用的放射源主要有三类：①放射性核素产生的α、β、γ射线；②电子加速器产生的不同能量的 X 射线和电子束；③重离子加速器产生的质子束、中子束、π-介子束和其它重粒子束等。
如按照射方式不同分类，放射源以三种基本照射方式进行：①体外远距离照射（简称体外照射）（External Irradiation），放射源位于患者体外一定距离，集中照射身体某一部位；②近距离照射（Brachytherapy），包括腔内照射、组织间照射等。将放射源密封后直接放入被的组织内或放入人体的天然腔内，如舌、鼻、咽、食管、宫颈等部位进行照射；③内照射（Internal Irradiation），是用液态放射性核素经口服或静脉注射进入患者体内，这些核素被病变组织选择性吸收，对特定组织进行照射，如用碘-131甲状腺癌、磷-32 癌性胸水等。
（二）放射的历史
1895年物理学家伦琴发现了X线及1896年居里夫妇发现了镭，使放射线的生物学效应很快得到了认识。1899年放射治愈了第一例癌症病人。1922年生产并应用了深部X线机，同年在巴黎召开的国际肿瘤大会上Coutard及Hautant报告了放射可治愈晚期喉癌，且无严重的合并症。1934年Coutard发明了分割照射，一直沿用至今。放射在初始阶段经过了艰难的历程，20世纪30年代建立了放射物理剂量——伦琴，50年代制造了钴—60远距离机，放射也逐渐形成了独立的学科。60年代有了电子
直线加速器，70年代建立了镭疗的巴黎系统，80年代发展了现代近距离。近10年
来开展了立体定向放射外科和三维适形放射，使放射有了飞跃的发展。1999年的报告显示，45%的恶性肿瘤可治愈。其中手术治愈22%，放射治愈18%，化学治愈5%。在美国每年约有60%的癌症患者接受过放射，或与手术、化疗结合的综合
。
在我国，1920年初北平协和医院安装了一台浅层X线机，1923年上海法国医院有了200kv深层X线机，协和医院还有了500mg镭及放射性氡发生器。到1949年解放时全国在北京、上海、广州、沈阳等地约有5家医院拥有放射设备。解放后、特别是改革开放后我国的放射事业飞速发展。1986年中华放射肿瘤学会成立，出版了《中华放射肿瘤学杂志》。2001年统计全国拥有肿瘤放射的医院715家，从事放射的专业医务人员达14131人，其中放疗医师5113人，电子直线加速器542台，钴—60远距离机454台[1,2]。现在我国已能制造中低能电子直线加速器、钴—60远距离机、模拟定位机、遥控后装近距离机、剂量仪、计划系统及立体定向放射设备等。目前我国有65—75%的癌症患者在过程中接受过放射。
二、放射的原理
（一）放射的机制
图1 放疗现代设备及其网络化示意图
放射之所以能发挥抗癌作用，是因为放射线本身具有能量，称为辐射能。众所周知，辐射在自然环境中可以诱发癌变，而在放疗中，辐射则可作为杀灭癌细胞的一种有效手段，通过射线与癌细胞间能量的传递，引起癌细胞结构和细胞活性的改变，最终杀死癌细胞。当细胞吸收任何形式的辐射能量后，射线都可能直接与细胞内的结构发生作用，直接或间接地损伤细胞DNA，导致细胞死亡。直接损伤主要由射线直接作用于DNA， 引起DNA分子出现断裂、交联。间接损伤主要由射线对人体组织间液发生电离，产生自由基，这些自由基再和生物大分子发生作用，形成不可逆损伤，导致细胞死亡。两种效应具有同等的重要性。
1、放疗机制
A 直接损伤主要由射线直接作用于有机分子而产生自由基引起DNA分子出现断裂、交叉。
B 间接损伤主要由射线对人体组织内水发生电离，产生自由基，这些自由基再和生物大分子发生作用，导致不可逆损伤。两种效应有同等的重要性。
2、肿瘤吸收剂量
既然放疗的作用就是通过射线与癌细胞间能量的传递，引起癌细胞结构和细胞活性的改变，甚至杀死癌细胞，因此人们关心肿瘤组织内能量吸收的多少，即肿瘤的吸收剂量，这与疗效有关。
3、肿瘤细胞的变化
放疗过程中，肿瘤细胞(瘤体)内会发生一系列的复杂变化，有的癌细胞死亡了，被消灭了；有的仅仅是"挂了彩"，日后还会死灰复燃，卷土重来。科学家将这些变化归纳为放射的4个"R"(因下列4项名称的第1个英文字母均为R)：
A．放射损伤的修复受到致死损伤的细胞将发生死亡。而射线引起的所谓亚致死损伤及潜在致死损伤的细胞，在给予足够时间、能量及营养的情况下，可以得到修复又"偷偷"活下来。
B．氧和再氧合作用氧在辐射产生自由基的过程中扮演重要角，细胞含氧状态对放疗杀伤作用有很大影响。放疗对乏氧细胞杀伤力就减弱，对氧合细胞杀伤力明显增强。肿瘤组织常有供血不足及乏氧细胞比率高的问题，部分癌细胞可逃避放射损伤，这是放疗后肿瘤再生长及复发的常见原因之一。放疗中，也有原来乏氧的细胞可能获得再氧合的机会，从而对放疗的敏感性增加。
C.细胞周期的再分布癌细胞的细胞常处于不同的细胞增殖周期中，对射线敏感也不一致。最敏感的是M期细胞，G2期细胞对射线的敏感性接近M期，S期细胞对射线敏感性最差。对于G1期的细胞来讲，G1早期对射线的敏感性差，但G1晚期则较敏感。放疗的敏感细胞被清除；引起癌细胞中细胞周期的变动(再分布)。
D．细胞再增生放疗后细胞分裂将加快，肿瘤组织生长也比较快。考虑细胞有再增生作用，放疗需要延长疗程，增加总照射量，才能达到更满意的效果。了解了上述癌细胞的"动向"，有利于改进放疗技术，更多的杀伤癌细胞[3]。
（二）常用的放射机器：
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1、60钴机：是目前国内放疗的主要设备，具有以下特点：①60钴射线能量高、穿透力强，对深部肿瘤可达到根治效果;②皮肤反应轻，最大吸收剂量在皮下4～5mm处，骨和软组织的吸收剂量相等;③旁向散射小，次级射线主要向前散射，射野外组织剂量小；
④经济可靠，结构简单，维修方便。由于具有这些优点，60钴机成为目前我国放疗
的主要设备，在我国仍处于发展阶段。
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水下滑翔机
图2 60钴机
2.医用加速器：是目前癌症放疗的先进设备，可分为电子感应加速器、电子直线加速器、电子回旋加速器3种。加速器既能产生高能电子束，又能产生高能X射线。加速器除具有60钴机的优点外，还具有焦点小、无几何半影、穿透力更强、剂量率高、易防护和电子束能量可调节等诸多优点。但该机器费用昂贵、结构复杂、机器维修要求条件高，因此短期内尚难在国内普及。
常见病毒图3 医用加速器
3.后装机：常用的放射源有60钴源、192铱源等，主要适用于宫颈癌、食管癌、鼻咽癌、直肠癌和肺癌等肿瘤的腔内放疗。它是把空载源容器预先放入患者的体腔内，然后利用自动控制的方法将放射源输送到病变部位进行放疗。由于腔内放疗的穿透力有限，因此腔内放疗常作为外照射的补充照射方式。
图4 后装机
4.X线机：根据输出射线能量的高低分为4档：
(1)接触X线机(10～60kV)：用于皮肤表面或体腔浅层的病变。
(2)浅层X线机(60～140kV)：用于较大面积的皮肤或浅层病变的。
(3)中层X线机(140～180kV)：用于中层肿瘤的。
(4)深层X线机(180～250kV)：用于组织深部疾病和恶性肿瘤的。
图5 X线机
五、前景和展望
近代肿瘤放射的发展是建立在临床放射肿瘤学、放射物理学及放射生物学基础上的。随着计算机技术、放射物理学、放射生物学、分子生物学、影像学和功能性影像的快速发展，以及多边缘学科之间的有机结合，放射得了迅速发展，也使得放射治
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