1 射线种类

放疗中使用的放射线主要有三类：①放射性同位素放出的α、β、γ线；②X线治疗机和各类加速器产生的不同能量的X线；③各类加速器产生的电子束、快中子、质子束、负兀介子束以及其它重粒子束等。第一类放射线可用作体内体外照射；第二，三类放射线只能用作体外照射。

1.1 X线和Y线

人们通常所称的X光子和γ光子，正好用"光"字说明了这种射线的本质，因为它们都是光谱这个家族中的成员。它们和可见光、无线电波一样，本质上都是电磁波，都有光线的特性，只是能量不同罢了。X线能量最高、范围最宽，可从紫外线直到几十甚至几百兆电子伏特（MeV），其次是可见光、红外线、直到能量最低的无线电波。由于X线能量高，能穿透一定厚度的物质；能量越高，穿透得越厚，所以医学上常用来透视、照片和放射治疗。
X线和，线两者并无本质上的区别，只是其在产生方式上不同。从历史和习惯上，人们把由高压设备（如加速器，深层、中层和接触治疗机）人工产生的看不见的射线叫做X射线；而把放射性同位素产生出来的射线就称为γ线，如60钴治疗机137铯、192铱后装治疗机产生的就是γ线。

由于不同能量的X线治疗机和加速器产生的X线的能量不同，在临床放疗中就有不同的应用范围。高能X线（2MeV以上）的应用范围同60钴γ线（平均能量 1．25MeV），它们同低能X线（400KV以下）相比具有以下优点：①穿透力强，百分深度剂量高，适合治疗较深部的肿瘤；③保护皮肤，因为最大吸收剂量在皮肤下4～5毫米深度或更深处，皮肤剂量相对较小；③骨和软组织有同等的吸收剂量，对骨损伤小，治疗剂量比较精确；④旁向散射小，保护了射野边缘外的正常组织和减低全身受量；⑤ 60钴γ线治疗机尚具有经济、可靠等优点。

1.2 电子线

电子是质量最小的带电粒子、与X线或γ线不同，它是在电子加速器中被加速到一定的高能时，被直接引出（电子束）用来治疗肿瘤。高能电子束可直接杀伤或电离细胞。其组织吸收剂量分布特点如下：

(1）从皮肤表面到一定的深度，剂量高且分布比较均匀，随着能量增加，此深度也不断增加。剂量建成区很窄，而且很快达到100％。表面剂量大小依能量不同而不同：能量低，表面剂量低；能量高，表面剂量高。如7MeV，表面量为85％；18MeV，表面量为98％。因而不能保护皮肤。

(2）在一定的深度之后，剂量突然下降。如果临床医生将病变选在80％区域内，则病变后正常组织受量极小。但是随着能量不断增加，此特点逐渐消失，对45MeV电子束，此特点几乎全部失去。因此，电子加速器的电子能量选得过高是没有实际意义的，一般最有用的电子能量选在25MeV以内。

(3）不同的放射野对百分深度剂量有影响：低能时，射野影响较小；高能时，射野影响很大，即射野增大，深度剂量增加。

(4）从其同等剂量分布曲线图上还可看出：入射面曲线集中，随深度增加逐渐散开，有较大的旁向散射；曲线的曲度随深度、射野面积和电子能量而变化、而且变化范围比较大。一般来说，特别对大野，曲线中心部分与入射表面平行，不论入射面是平的还是弯曲的。这一点对临床医生考虑不规则表面入射时，很有好处。

高能电子线很适合治疗那些浅表的和偏心的肿瘤，而且多用单野照射，即从一个方向照射。必要时可适当采用组织等效物以改善剂量分布，满足临床治疗的需要。颈部淋巴结的补量放疗，目的在于保护深部颈脊髓免受过量照射；乳腺癌术后的胸壁和内乳淋巴链的照射，均采用电子线照射，以减少深部肺组织受量，以提高生存质量；还有皮肤肿瘤如皮肤癌、黑色素瘤及蕈样霉菌病等；鼻腔筛窦肿瘤也常采用电子线治疗。因为从加速器中引出的电子能量可调，所以可根据病变的不同深度，选择合适的电子能量作治疗。另外，采用多野并适当应用其它技术，也可治疗深部肿瘤，但此种治疗技术临床上基本不用，而代之以高能X线或60钴γ线治疗。此外术中放疗也可考虑用电子线治疗，因为暴露的肿瘤病灶可接受高剂量照射，而病灶后面的正常组织受量低而得到保护。

2 放疗设备

2.1 接触治疗机

接触治疗机是管电压在10～60千伏特之间的X线治疗机。其X线是通过阴极钨灯丝发射的电子在高真空度的管球内，经过高速运动后撞击阳极靶而产生的。由于管电压低，因此产生出来的X线能量低，穿透能力很低，照射面积比较小。临床上一般多用于治疗皮肤表面或体腔浅层疾病。如表皮的血管瘤，经久不愈的湿疹，神经性皮炎，手或足部位的指、趾疣等良性病变；也可用于眼睑、口腔、浅表病变，或身体其它部位皮肤的基底细胞癌等病变。一般接受此种治疗的患者受照皮肤会出现放射性皮炎，色素沉着致颜色变深，这属于正常的皮肤反应。其原因是该治疗机X线的最大吸收剂量在体表或粘膜表面，因而使其受量过高所致。当治疗结束后，其受照射部位的皮肤会逐渐恢复正常。当然，在口腔也会出现急性放射性粘膜炎，而放疗后受照粘膜也会逐渐恢复正常。

2.2 深部X线治疗机

深部X线治疗机通常是指管电压在180～400千伏特之间的X线机，这种机器在结构和X射线产生的原理上与接触治疗机相同。但由于该机管电压比接触治疗机高，其产生的X线强度及穿透能力均较大，故多用于良性疾病和位于较表浅的恶性肿瘤的治疗。因此可用作60钴治疗机和加速器高能X线治疗的辅助手段，补充浅层部位剂量的不足。根据治疗的需要，该治疗机在设计上可分为固定照射型、摆动照射型和旋转照射型3种，使深部X线治疗机的应用更为广泛。

深部X线治疗机常用于皮肤瘢痕、腋臭、神经性皮炎、鸡眼、较深部位血管瘤和阴茎海绵体硬结症等良性疾病的治疗，效果较理想。对于皮肤癌、皮肤附件癌、颈部淋巴结转移癌的补量放疗，也取得明显疗效。对较浅部位的骨转移癌（如肋骨或锁骨转移癌）的止痛放疗，疗效更好，这是因为该能段的X线的光电效应较大，骨的X钱吸收较高的缘故。由于该治疗机能量较低，组织深部的剂量低，不适合对深部肿瘤的治疗，而且皮肤反应重，故只能用于较浅表部位肿瘤的治疗。在我国许多地区，该机仍然广泛用作60钴治疗机和加速器治疗的补充。

2.3 60钴治疗机

60钴是一种人工生产的放射性核素。"钴炮"是以60钴做放射源，用γ射线杀伤癌细胞，对肿瘤实施治疗的装置。60钴机由下列部分组成，一个密封的放射源；一个源容器及防护机头；具有开关的遮线器装置；具有定向限束的限光筒，支持机头的机械系统及其附属的设备和一个操纵台构成。

其优点是：1）射线穿透力强 即可治疗相当深度的肿瘤。 2）保护皮肤 60钴射线在皮下4～ 5毫米处能量的吸收最大，表皮剂量相对较小。3）骨和软组织有同等的吸收剂量 即当射线穿过时，骨和软组织对射线吸收基本相同，不像普通X线，骨比软组吸收多，对骨造成危害大。4）旁向散射小 保护周边外的正常组织。5）经济、可靠，结构简单、维修方便。

缺点是：1）60钴能量单一。（而加速器可有多种能量的X线和电子线）。2）60钴深度剂量偏低，为了提高深处的剂量，必须提高外照射剂量，造成全身受量增加。加速器深度剂量高，全身受量少。3）60钴半衰期短（约5．3年），需定期更换放射源。4）60钴属放射线核素，不断有射线释放，防护复杂，工作人员受量大。5）60钴存在半影问题，使野外的正常组织受一定的剂量影响。总之，"钴机造价低，维修方便，使其比其它放疗设备发展快，目前仍是放射治疗的主要设备。

2.4 加速器

加速器是人工利用电场和磁场的作用力，把带电粒子加速到高能的一种装置或设备。加速器既可产生高能电子束，又可产生高能X线和快中子，其能量范围在4～50MeV之内。

放疗中常用的加速器有以下三种：电子感应加速器，电子直线加速器和电子回旋加速器。特点如下：电子感应加速器优点是技术上比较简单，制造成本低，而且很容易做到25兆电子伏特这样的高能量。其所产生的电子线，输出量足够大，能量可调范围较宽。缺点是X线输出量比较低，照射野也小。同时此设备体积大，重量沉，给安装和医疗带来一定困难。电子直线加速器优点是克服了以上缺点，它对电子线和X线均有足够高的输出量，从而有潜力扩大照射野，并可采用偏转系统做等中心治疗。缺点是结构复杂，成本较贵，维修要求高。电子回旋加速器既有电子感应加速器的经济性，又具有直线加速器的高输出量特点，其电子线和X线的能量在医疗上使用皆很理想。总之它结构简单，体积小，成本低，是直线加速器的发展方向。

2.5 快中子治疗

快中子治疗就是人们所说的"中子治癌"，就是利用中子束流有效地杀死癌细胞，达到提高癌症局部控制率，延长癌症病人生存期的目的。中子属于不带电的粒子，依据中子所具有能量，可分为热中子、慢中子和快中子。快中子属于高LET射线（它是一个专业名词，指线性能量传递的简称）。它具有高LET射线特点，其特点为：生物学方面：①氧增强比低，能克服乏氧肿瘤细胞对射线的抗拒，治疗对一般放射线抗拒肿瘤；②相对生物效应强，相同的吸收剂量所产生的生物效应，中子大约比普通X线作用大3倍；③肿瘤细胞动力学中，细胞周期不同时相与中子的敏感性无差异，因而快中子对肿瘤细胞杀伤作用强。物理学特点：①快中子束与X线（光子束）相似。深度剂量递减呈指数递减规律；②穿透力差，深度剂量可随中子源表面距离增大而增大；③快中子束半影大，射野边缘剂量大，皮肤和皮下组织反应大。总之，快中子依赖它优越的放射生物学特性有效地杀伤某些肿瘤，有其严格的适应证。

2.6 近距离后装治疗

近距离后装治疗是将放射源施用器放置于人体管腔内瘤体表面或用针插植到瘤体内，通过计算机控制系统，使放射源直接在瘤体表面或瘤体内进行放疗。本世纪初，近距离放疗时医务人员用手工操作将放射源置于瘤体，受辐射量很大，50年代由于后装技术的展开，在不受辐射下工作人员进行操作和摆位，大大减少了工作人员受量，提高了治疗的准确性。按剂量率来分类，每小时小于2Gy的为低剂量率，每小时大于12Gy的为高剂量率，目前国内的近距离后装治疗几乎全部是高剂量率类型。按临床应用分，它包括腔内、管内、组织间插植，术中置管及模型敷贴五种类型。

腔内放疗 腔内治疗是利用人体的自身腔体和管道置放治疗管的一种近距离治疗。腔内治疗置管时一般通过内窥镜或根据解剖部位将直径1．7～2．0毫米塑料管放在治疗区域内，然后按相应步骤治疗。它能治疗鼻咽癌、食管癌、气管癌、支气管癌、直肠癌、宫颈癌等。

组织间插植术 组织间插植术是指将组织间插植针或治疗管按一定排列顺序，直接插入到瘤体内进行放疗的一种近距离后装治疗技术。它适合于一些根治性放疗后肿瘤复发或残存的，解剖部位允许的或为保持功能所需的病人，病变位于体表及近体表部位。它能治疗乳腺癌、舌癌、口腔癌、前列腺癌、胸膜间皮瘤、脑瘤等。

2.7 模拟定位机

模拟定位机就是模拟放射治疗机（如医用加速器）、治疗的几何条件而定出照射部位的放射治疗辅助设备，它实际上是一台特殊的X线机。它的作用正像它的机名一样，就是模拟定位。那么什么叫模拟定位呢？实际上就是：当病人被诊断患有肿瘤并准备行放射治疗时，在放射治疗前要制定周密的放疗计划，然后在定位机上定出所照射的部位，并做好标记后才能在医用加速器或60钴治疗机上去执行放疗。这就是模拟机的作用。