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将近一半的癌症患者接受放射治疗作为治疗的一部分。电离辐射，或发射高能波或粒子，是一种通过破坏癌细胞DNA的治疗方法。它是杀死癌细胞的有效工具，因为与健康细胞相比，癌细胞通常不太擅长DNA修复。破坏DNA的特定部分可以阻止癌细胞的繁殖，从而有效地杀死它们。

放射治疗的一个主要限制是，当它通过健康器官到达身体深处的肿瘤时，可能会造成损害。保护健康器官的需要限制了可以传递到癌组织的辐射剂量，从而减少了成功治疗的机会。

克服这一挑战一直是医学物理学家和像我们这样的放射肿瘤学家的使命。放疗技术的改进将使临床医生不仅能够更好地控制肿瘤整体，而且还为那些对放疗更有抵抗力的癌症患者带来更有利的结果。

放射治疗基础

放射治疗的核心是一个基本原理，即癌细胞比健康细胞更容易受到辐射的影响。然而，也有例外。有时癌细胞对辐射的抵抗力可能与其邻近细胞相当，甚至更强。

当肿瘤靠近对辐射高度敏感的重要器官，如大脑或肠道时，可以传递的辐射量就会受到极大限制。如果肿瘤对辐射的敏感性明显低于其周围器官，放射治疗可能不是最佳选择。

病人固定是减少辐射毒性的另一个关键方面。在治疗过程中，患者需要完全静止不动，以确保放射束主要针对肿瘤，而不是肿瘤周围的健康组织。如果病人在治疗过程中移动，这可能意味着放射束部分甚至完全错过了癌症目标。这种情况既使癌症剂量不足，又增加了损害健康组织的风险。

有几种常见的放射疗法，它们以不同的方式提供辐射:

外束放射治疗

外部光束辐射包括将辐射从外部源引导到身体的单个部位。

线性加速器，通常被称为LINACs，是目前在放射治疗中最常用的技术。这些机器产生高能电子束和x射线，可以精确地瞄准癌症组织。这些光束的高能量允许深入穿透人体到达肿瘤。

另一种形式的放射治疗是质子束疗法，即PBT，它将质子而不是x射线引导到肿瘤上。目前，PBT仅在有限的地点提供。它通常被推荐用于儿科患者等特定人群，因为与x射线不同，它有一个可调节的范围，可以最大限度地减少辐射对目标区域以外器官的影响，从而潜在地降低毒性。

影像引导放射治疗

在21世纪初，研究人员将CT扫描仪集成到LINACs中。这使得在治疗前或治疗过程中对患者的解剖结构进行实时成像成为可能。通过充当护理团队的眼睛，成像减少了肿瘤位置的不确定性，提高了放射治疗的精度和准确性。

较新的线性加速器现在结合了核磁共振成像，这大大提高了患者解剖和肿瘤的可视化，进一步提高了治疗的精度和准确性。

研究人员还增加了正电子发射断层扫描(PET)扫描仪，可以提供有关肿瘤代谢功能的信息。这一进步使得在肿瘤最活跃的区域增加辐射剂量成为可能。

自适应治疗

一种新兴的放射治疗方法被称为适应性治疗，它使用成像技术，随着肿瘤或其位置每天的变化而动态调整治疗。

在传统的放射治疗中，患者在多个治疗阶段接受相同的治疗计划。然而，适应性治疗可能会进行一些调整或导致一个全新的治疗计划，以解决在治疗过程中肿瘤状况的变化。

从历史上看，适应性治疗的概念更多的是理论而不是实践。它面临着许多挑战，包括缺乏合适的成像技术。此外，制定治疗计划涉及大量的计算工作和护理团队中各个专业之间的协作。事实上，这个过程需要多次重复，这使得适应性治疗特别耗费资源和时间。然而，研究人员正在寻找使用人工智能来自动化这些步骤的方法，以使这种方法更加实用。

近距离放射疗法

近距离放射疗法——源于希腊语“brachys”，意思是“短”——是另一种广泛使用的放射治疗方法。它包括在肿瘤或受影响区域附近或直接放置一种称为种子的放射源，以缩短辐射源与目标的距离。

与外部放射治疗不同的是，近距离放射治疗将辐射直接应用于肿瘤，而外部放射治疗通常必须通过健康组织才能到达癌细胞。这项技术对某些类型的癌症尤其有利，这些癌症可以通过非侵入性或微创手术进行治疗，如皮肤癌、妇科肿瘤和泌尿生殖系统肿瘤。

传统的近距离治疗方法是用针在癌变组织内部或附近放置或注射放射性种子。这些种子将暂时或永久地留在体内，目的是以低剂量长期照射该区域。

一种越来越流行的近距离放射疗法被称为高剂量率近距离放射疗法，它使用一根管子将放射性更高的种子直接引导到受影响的组织中，几分钟后将其移除。该种子在短时间内发出高剂量的辐射，这使得临床医生能够在门诊环境中快速治疗患者。

放射治疗的未来

放射疗法正在不断发展，以更有效、更精确地治疗癌症。

例如，一种被称为FLASH-RT的以超高速率提供辐射的技术在增加剂量而不产生过度毒性方面显示出了希望。研究人员还在探索使用比质子重的离子更有效地破坏癌细胞中的DNA并提高放射治疗效果的治疗方法。

这一领域的进步预示着未来更个性化的放射治疗，突出了技术和医学专业知识在对抗癌症方面的融合。

Behzad Ebrahimi博士。Mark Korpics医学博士是芝加哥大学放射与细胞肿瘤学的助理教授。

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