放射線治療的種類(lèi)及治療機(jī)
根據(jù)放射能所在的位置,放射線治療可分為兩大類(lèi):
(1)體外放射線(external radiation)治療:即放射源是置于身體外。
(2)體內(nèi)放射線(internal radiation)治療:則是將放射源食入、注入或插入身體。
(一)體外放射線治療
因?yàn)榉派湓磁c身體之間隔著一段距離,故又稱(chēng)為遠(yuǎn)隔療法(teletherapy),民間俗稱(chēng)“大電”,可照射較大范圍且劑量分布較均勻。遠(yuǎn)隔治療時(shí)所用的治療機(jī)大致有下列幾種:
1.傳統(tǒng)的X線治療機(jī) 最早期的遠(yuǎn)隔X線治療機(jī),所能產(chǎn)生的電壓有限,因此只能產(chǎn)生40~150千電子伏特(KeV)的能量(注:1電子伏特是1個(gè)電子經(jīng)電位差為1伏特的電場(chǎng)加速所得的能量;1eV=1.602 1×10-19J),故穿透力差而無(wú)法深入身體,只能治療表皮的癌。1920年以后有能量較大的深部X線治療機(jī),可產(chǎn)生250~400KeV的能量,但是仍無(wú)法深入治療身體較深部的腫瘤,且對(duì)正常組織的傷害大,很容易有皮膚的潰瘍及骨骼的壞死。因此目前除了表層的皮膚癌可能仍用這些傳統(tǒng)的X線治療機(jī)治療外(若無(wú)電子線治療機(jī)時(shí)),其他癌癥的治療已為可產(chǎn)生更高能量、能更深入治療的百萬(wàn)伏特治療機(jī)(megavoltage beams)所取代了。
2.百萬(wàn)伏特治療機(jī) 目前最常用的遠(yuǎn)隔治療機(jī)皆屬于百萬(wàn)伏特機(jī),可產(chǎn)生百萬(wàn)電子伏特(MeV)的高能射線。這類(lèi)治療機(jī)包括有:
(1)60Co(鈷-60)治療機(jī):60Co治療機(jī)并非利用電壓來(lái)供給放射能,而是60 Co人工放射性核素在進(jìn)行原子核蛻變時(shí),自然放出平均約1.25百萬(wàn)電子伏特(MeV)的γ射線。因其能量較大,可穿透至較深部的組織,而且大部分的放射能量之吸收發(fā)生于皮膚下,較能減少對(duì)皮膚的傷害。此外,60Co治療機(jī)的裝置簡(jiǎn)單,并不需要復(fù)雜的電器設(shè)備,操作及維修容易且使用可靠,所以大部分的癌癥放射線中心皆配備有60 Co治療機(jī)。但因60 Co持續(xù)的蛻變,單位時(shí)間內(nèi)所放出的劑量會(huì)愈來(lái)愈少,治療時(shí)間也就需隨著延長(zhǎng)。為了避免治療時(shí)間拖延太長(zhǎng),一般5~6年要更新射源。因60Co有放射性,在更新、廢棄及搬運(yùn)處理的過(guò)程中,有環(huán)境污染之虞。另外,其能量少于2MeV,穿透力也比不上直線加速器所產(chǎn)生的10MeV的X線,故其使用已漸為直線加速治療機(jī)所取代。
(2)直線加速治療機(jī)(linear accerator):直線加速器可在高壓電場(chǎng)下,將電子于真空管中以直線軌道加速,產(chǎn)生高能的電子射線。直線加速治療機(jī)中裝備有靶(tungsten target),當(dāng)電子束撞擊到靶時(shí),因速度減緩釋出能量,此能量即為電磁波型X線。若裝置上的靶是活動(dòng)式的,將靶移除就可用電子束直接照射,是為粒子型放射線。X線同γ射線一般,穿透力大,可用來(lái)治療深部的腫瘤。電子線則與β粒子線相仿,能量易被皮膚及其下數(shù)厘米的組織吸收,穿透力小,因此常用來(lái)治療表淺的病灶,如皮膚、胸壁或表層的淋巴結(jié)等。
直線加速治療機(jī)所放出射線能量依裝置的電壓不同而有所不同;所放出的X線大致在4~20MeV,而電子線為6~30MeV。雖然此裝置需要較復(fù)雜的電器設(shè)備,但單位時(shí)間內(nèi)可放出的劑量大,故治療所需時(shí)間短,且較無(wú)輻射污染的問(wèn)題,因此已成為廣泛使用的放射線治療機(jī)。
(3)電子回旋加速治療機(jī)(betatron):電子回旋加速器的功用與直線加速器相仿,可在電磁場(chǎng)的作用下,使電子于環(huán)形真空管中回旋加速,產(chǎn)生10~30MeV的高速電子線,若加裝靶,也可放出18~40MeV的X線。雖然其電子線的穿透力較大,可用來(lái)治療深部的腫瘤,但射野較小,裝置也較大較復(fù)雜,使用率遠(yuǎn)不及直線加速治療機(jī)。
3.高線性能量轉(zhuǎn)移治療機(jī) 上述所提到的傳統(tǒng)、60 Co或電子加速等治療機(jī)所放出的X線、γ射線或是電子線都是低線性能量轉(zhuǎn)移型放射線,其游離能力較差。高線性能量轉(zhuǎn)移的放射線有較大的游離能力,對(duì)缺氧的或非分裂期的癌細(xì)胞也有很好的治療效果,且其劑量可集中于腫瘤區(qū)被吸收,故可減少周邊細(xì)胞的受損。然而,這類(lèi)治療機(jī)的裝置極復(fù)雜而占空間,且花費(fèi)高,在國(guó)外也只有少數(shù)的醫(yī)療研究中心備有此類(lèi)治療機(jī)。
高線性能治療機(jī)大致配備有核子反應(yīng)爐以制造粒子如中子、質(zhì)子或氦離子,并有回旋或同步加速器以加速粒子。依所放出的粒子種類(lèi),大致可分為(Hilderley &Dow,1996):
(1)中子機(jī)(neutron beam)??煞懦?6~50MeV的中子線。
(2)重離子機(jī)(heavy ion beam)。如質(zhì)子機(jī)或氦離子(α粒子)機(jī),可放出高達(dá)600MeV的質(zhì)子線或α粒子線。
(3)負(fù)π介子機(jī)(negative pi-meson beam)。π介子是連結(jié)原子核內(nèi)質(zhì)子與中子的微小粒子,可在質(zhì)子加速撞擊到碳板時(shí),以磁場(chǎng)來(lái)收集,其能量為40~70MeV。
(二)體內(nèi)放射線治療
口服或注射放射性核素大部分是用來(lái)做核子醫(yī)學(xué)的檢驗(yàn),如甲狀腺攝影時(shí)予131I口服,而骨骼掃描時(shí)予注射99 Tc,依細(xì)胞吸收的程度顯影后,來(lái)判斷是否有癌細(xì)胞的出現(xiàn)或侵犯的范圍。口服、吸入或注射放射性核素也曾被用來(lái)治療腫瘤,如口服131I液來(lái)治療甲狀腺癌所造成的甲狀腺功能亢進(jìn),靜脈注射32P以治療真性紅細(xì)胞增多癥(polycythemia vera),胸膜腔內(nèi)灌注198 Au來(lái)控制惡性胸腔積液,或腹膜內(nèi)灌注32P來(lái)治療卵巢癌引起的腹腔積液。
目前除了甲狀腺癌仍以碘來(lái)治療外,其他注射、灌注放射性核素的治療法已極少使用,而為化學(xué)藥物所取代了。因此體內(nèi)放射線治療仍是以插入法將密封的放射源置于體腔內(nèi)(intracavity)或組織間隙中(interstitial)來(lái)照射患部為主,此法稱(chēng)為近接治療法(brachytherapy),俗稱(chēng)“小電”。
近接放射線治療常用來(lái)加強(qiáng)控制局部的腫瘤,保存重要器官或肢體的功能,治療再發(fā)的或無(wú)法切除的腫瘤,及控制先前已照射過(guò)的腫瘤;可與遠(yuǎn)隔體外照射合并使用來(lái)治療癌癥。近接治療時(shí)所插入的放射源分為暫時(shí)性可移除的及永久性的兩種:①暫時(shí)性可移除的放射源包括有:226 Ra(鐳-226)、182 Ta(鉭-182)、192Ir(銥-192)、137 Cs(銫-137)及60 Co(鈷-60);②永久性射源則可用125I(碘-125)、198 Au(金-198)、222 Rn(氡-222)、或32 P(磷-32)。依腫瘤的部位及需要照射的范圍大小,可將放射源密封成針狀、線狀、條狀、管狀、顆粒狀或膠囊狀來(lái)使用。
1.體腔內(nèi)近接治療 最常用于子宮體或子宮頸的癌癥,早期以鐳錠置于子宮體或陰道穹窿來(lái)治療,但因鐳的單位時(shí)間放出的劑量較低,治療時(shí)間較長(zhǎng),目前已少用,而以銫或銥來(lái)替代。通常病人要先在手術(shù)室中將輔助的治療工具插入子宮體或子宮頸,確定位置正確后,再在治療室中將放射源放入來(lái)照射。這種先植入工具再放入射源的方法稱(chēng)為后荷式(after loading),可減少患者暴露在放射線下的危險(xiǎn)。對(duì)于鼻咽癌,也可以此種后荷近接法,用銥來(lái)做體腔內(nèi)放射治療。
2.組織間質(zhì)近接治療 常用于頭頸部的癌癥,一般是以銥為暫時(shí)性可移除的放射源來(lái)治療?;颊咭仍谑中g(shù)室中將工具或放射源插入,待治療完后再移除。有些腹腔或胸腔的癌癥也曾流行用植入放射源來(lái)治療,因需手術(shù)植入工具或放射源,且患者可能要住院治療,所以現(xiàn)在已很少使用,而以電子射線等體外照射取代了。
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