放射療法（簡稱放療）是腫瘤治療中最重要的三大治療方式之一，據統計70%的腫瘤患者治療過程會用到放射療法，約有40%的癌症可以用放療根治，所以放療對於腫瘤患者是不可或缺的。
隨著放療技術的不斷發展，新技術層出不窮，如伽馬刀、TOMO刀、速鋒刀、質子刀等，那麼這些放療技術有什麼不同和特點？適合什麼樣的患者選擇？有沒有一種適合所有人的治療方式？今天小編帶大家系統的來了解放療技術。
一、放療的定義
放療就是利用放射線治療腫瘤的一種局部治療方法。放射線包括放射性同位素產生的α、β、γ射線和各類x射線治療機或加速器產生的x射線、電子線、質子束及其他粒子束等。其根本原理是通過高能射線破壞腫瘤細胞DNA單鏈或雙鏈，抑制腫瘤細胞複製從而導致腫瘤細胞死亡。
這裡需要注意，放療是一種局部治療方法，血液腫瘤、淋巴瘤以及已經廣泛轉移的癌症大多不適合用放療作為主要治療方式，但可以用於局部病灶的治療，以緩解患者病情症狀，提高患者生存質量。
二、放療的分類
放療技術種類繁多，根據不同的分類方式，所屬類別也不同。
1.根據放療目的分類
根治性放療：部分患者由於病情處於早期，病灶集中在某一局部，採用放射療法就能達到治癒的效果，臨床上約有40%的癌症可以用放療根治，常見的有宮頸癌、前列腺癌及包括鼻咽癌在內的頭面部腫瘤。
輔助性放療：有些腫瘤患者病情較重或腫瘤本身的特點，放療已達不到根治效果，但可以作為綜合治療方案中的一部分，達到保留器官、降低復發甚至延長生存期的目的，常見的有膠質瘤、髓母細胞瘤、乳腺癌、肺癌、淋巴瘤等
姑息性放療：有些病情複雜或比較危重的患者，放療可以起到姑息減症的效果，比如常見的骨轉移和腦轉移患者，放療可以消除或縮小局部轉移病灶，減少患者的痛苦，改善患者生存質量，甚至可延長患者生存期。
2.根據放療方式分類
外放射療法：也叫體外照射，就是放射源在人體之外，放療機將高能射線或粒子束通過腫瘤靶區進行照射的方式。大多數放療都屬於體外照射，如普通放療、適形調強、圖像引導放療、質子等。
內放射療法：也叫體內照射，就是將放射源引入體內或配合手術插入腫瘤組織進行體內近距離照射的方式，如粒子植入等。
3.根據放射線性質分類
光子線放療：是電磁波形式的能量傳遞，射線能量較低，進入人體後能量逐漸衰減，直至穿透人體，因此治療過程無法避免穿射性射線損傷及散射性射線損傷。目前臨床常用的放射療法還是以光子射線為主，例如普通X線放療、光子刀、伽馬刀、射波刀、TOMO刀、速鋒刀等）。
粒子線放療：是物質形式的能量傳遞，因為質量遠遠高於光子線，因此射線能量也遠遠高於光子線。另外，粒子線有特殊的「布拉格峰」物理特性，即粒子線以較低的能量進入人體，到達腫瘤組織後瞬間釋放全部能量，腫瘤後方組織無能量照射，因此，粒子線放療很好的避免了穿射性射線損傷，但尚未能避免散射性射線損傷的問題。目前，粒子線放療技術以質子療法為主，另外還有重離子放射治療、硼中子放療技術等。
三、放療的副作用
放療的常見副作用可概括為穿射性射線損傷和散射性射線損傷。
穿射性射線損傷主要是放療過程中射線經正常組織到達腫瘤部位又經正常組織傳出而形成的貫穿式射線損傷，包括照射野局部紅腫、紅疹、瘙癢、破潰甚至皮膚組織壞死等。可通過多野照射、三維立體定向等方式將射線在腫瘤部位集中，減少對正常組織的穿射性損傷。
散射性射線損傷是放療過程中射線延照射路徑發生散射，對腫瘤周圍組織造成的損傷。主要是射線本身性質造成，是目前大多數放射療法不可避免的副作用。可通過降低射線寬度、採用筆形光束等方式減少散射性損傷。
四、常用放療技術優劣勢分析
1.普通放療：是最早用於腫瘤治療的放療方式，它是二維放療，定位簡單，費用低，但是設野難以跟腫瘤形狀一致，周圍正常組織受照量大，反應重。普通放療不能準確評價各個部位的受照劑量，可能會出現靶區欠量的情況，影響治療效果，現在多用於鎖骨上區、皮膚、骨轉移等簡單設野的治療。
2.三維適形放射治療(3DCRT)：是立體定向放射治療技術的擴展。利用多葉光柵或適形擋鉛技術、將照射野的形狀由普通放療的方形或矩形調整為腫瘤的形狀，使照射的高劑量區在人體內的三維立體空間上與腫瘤的實際形狀相一致，提高了腫瘤的照射劑量，保護了腫瘤周圍的正常組織，降低放射性併發症，提高腫瘤的控制率。目前，大部分放療技術都能做到三維適形放療的水平。
三維適形放射治療適用於頭、體部位體積較大的腫瘤，如鼻咽癌、喉癌、肺癌、食管癌、肝癌、肝血管瘤、婦科腫瘤等，目前臨床使用範圍廣泛，是放射治療的重要方法之一。
三維適形放射治療治療腫瘤，靶區形狀雖適形，但由於腫瘤組織本身薄厚不一致，靶區內劑量分布欠均勻。
3.調強適形放療（IMRT）：隨著計算機技術的發展，放療過程可以實現把一束射線分解為幾百束細小的射線，分別調節每一束射線的強度，射線以一種在時間和空間上變化的複雜形式進行照射，這就是適形調強放療。調強的概念由瑞典放射物理學家Brahme教授最先提出。
調強適形放射治療就是一種較為理想的放療技術，採用多野等中心技術，在每個照射野內分為許多子野，子野的照射強度是不一樣的，其靶區劑量適形性更好，特別對於不規則形靶區或靶區附近有重要組織器官需要保護的病例，調強適形放射治療比三維適形放療有更好的優勢。理論上講，照射野設置越多，調強越精，劑量適形越好。主要適合於前列腺癌、鼻咽癌、乳腺癌、肺癌、胰腺癌、肝癌等。
調強適形放療比常規治療多保護15%~20%的正常組織，同時可增加20%一40%的靶區腫瘤劑量，這種高精度的放療技術使腫瘤放射治療進入新的時代。並將逐步取代常規放療技術，成為一種新的常規技術。
4.圖像引導放療（IGRT）：是一種四維的放射治療技術，在患者進行治療前、治療中利用各種先進的影像設備對腫瘤及正常器官進行實時的監控。它在三維放療技術的基礎上加入了時間因數的概念，充分考慮了解剖組織在治療過程中的運動和分次治療間的位移誤差，如呼吸和蠕動運動、日常擺位誤差、靶區收縮等引起放療劑量分布的變化和對治療計劃的影響等方面的情況，並能根據器官位置的變化調整治療條件使照射野緊緊「追隨」靶區，使之能做到真正意義上的精確治療。
由於各種原因的限制，目前，圖像引導放療技術的應用還比較少，這一技術尚待進一步完善推廣。
五、常見放療設備優劣勢分析
1.伽馬刀
伽馬刀是一種立體定向放療，使用鈷-60產生的伽瑪射線進行一次性大劑量地聚焦照射，使之產生局灶性的壞死或功能改變而治療癌症。而靶灶外劑量遞減迅速，對正常組織的損傷很小，所產生的放射性壞死灶與周圍正常組織間邊界銳利如刀割，俗稱伽瑪刀。治療精度可達0.3mm。對於顱內＜3cm的腫瘤病灶，伽馬刀是最佳的治療方案。
第一代伽馬刀使用179個放射源，之後的改進B型刀放射源增加到201個。目前，大多數醫院都引進了伽馬刀設備，有頭部伽馬刀和體部伽馬刀之分。目前頭部伽馬刀的應用比較廣泛，優勢在於不用開顱，避免了手術風險，聚焦照射可以保證周圍正常組織受到保護，焦點一次性大劑量照射對於腫瘤等疾病治療效果很好，且治療周期短，性價比較高。
受體位固定、腫瘤特點、放射源數量等因素限制，體部伽馬刀應用較少。
2.光子刀
「光子刀」也稱X刀，是「光子同位儀系統」的簡稱，是繼伽馬刀後發展起來的立體定向放射治療技術。它並非真正意義上的「刀」，而是一種三維適形技術。該技術是在計算機的指導下根據病變的大小、位置、深度來進行準確定位，並自動調節光束，選擇不同能量的光子對病灶進行照射，從而使病灶組織充血、水腫，直至壞死。
與人工手術相比，光子刀要更精確。手術在腫瘤切割及拿出過程中，很難保證腫瘤組織細胞完全不脫落，一旦脫落，就會像播種一樣，把腫瘤種植在正常組織上，生長、擴大形成新的腫瘤！這就是醫學上常見的種植性「轉移」。
光子刀由先進的計算機系統控制，能夠使腫瘤組織直接在體內死亡，死亡後的腫瘤細胞可通過人體的免疫系統吞噬、消化，逐漸變小或消失。光子刀使腫瘤在人體內死亡不再產生危害，與手術切除拿出體外的目的是一樣的，因而可代替手術，而不會產生種植性「轉移」，另外光子刀治療後無出血、感染等手術常見併發症發生。
與普通放療相比，光子刀更先進，精準性和安全性都更好。普通放療，是從單一的一個平面對腫瘤進行照射。一個平面治療時，為了保護包繞著腫瘤的正常組織，放射線的劑量不可能一下子達到腫瘤的致死量，如果劑量達到致死量，正常組織勢必也殺死了。因此普通放療對於腫瘤的殺傷不夠徹底。另外，由於腫瘤受體位、呼吸等因素的影響，位置很難固定，所以，普通放療治療腫瘤時不可避免的使射線照射在正常組織上面，不但不能有效的治療腫瘤，反而對人體產生很大的危害。
光子刀很好地解決了治療過程中體部腫瘤的固定問題，其採用的三維立體定向體架，在現代化智能型電腦控制下，光子刀能夠準確對準腫瘤組織進行多射野、多角度、並按腫瘤的不同形狀與大小進行全方位立體適形治療，從而最大限度地保證將所有的射線都集中在腫瘤上面，避免射線對正常組織的損傷。高能量光子線可在瘤灶靶區形成放射量的積累，逐漸達到腫瘤組織的致死量，從而在正常組織受影響極小的情況下，殺滅癌組織。
X光刀有較高穿透性、較低的皮膚劑量、較高的射線均勻度等特點，是目前國內主流的放療設備之一。尤其適用於肺癌的早期治療。
3.射波刀
射波刀(Cyberknife)，又稱「立體定位射波手術平臺」，是新型的全身立體定位放射治療設備，是利用X線進行體外放療技術的一種。2001年獲FDA批准用於身體任何部位的腫瘤治療。
射波刀的技術核心是交互式機器人技術，一體化的系統可持續接收到病人位置、腫瘤位置及其隨呼吸運動而移位的信息反饋。根據反饋的信息，射波刀自動持續地以低於微米級的精度定位每一次的治療光束，做到射線隨腫瘤靶區的移動而移動，即實時追蹤照射。這樣就可以使治療的誤差包括隨呼吸移動的器官內的腫瘤靶區控制在微米級水平。
目前放療技術的劑量分割模式分兩種：常規劑量分割和大劑量分割。普通直線加速器完成的常規劑量分割就是每天照2Gy/日，5次/周，30次為一療程，需要住院6周，腫瘤照射總劑量=60Gy，生物等效劑量（BED）=72Gy；而射波刀採用大劑量分割模式，就是照射1-5次，住院1周，照射總劑量是普通放療的2倍，腫瘤生物等效劑量（BED）高達110-180Gy，這是基於射波刀的高精準性才能完成的治療。
射波刀比伽馬刀的靶區更大，對不規則形狀的病灶，有更大的靈活性。創造性地加入機器人交互輔助系統和靶區定位、呼吸追蹤系統，易於實現分塊和動態照射，可更為精確地將高劑量照射區落在腫瘤靶區，進而更大程度地照射腫瘤和保護正常組織。對於位於腦幹、脊髓等關鍵器官附近的病灶具有無與倫比的優勢。
射波刀的問世，將腫瘤精準治療從頭部擴大到體部，對於全身腫瘤，除空腔臟器以外的所有實質性器官的早期腫瘤及直徑≤6cm的轉移性小病灶，如原發性腦瘤（包括良性腫瘤）及腦轉移瘤、原發性肺癌及肺轉移瘤、原發性肝癌及肝轉移瘤、胰腺癌、前列腺癌、脊柱及各部位骨轉移瘤及全身各部位淋巴結轉移瘤等，都可以採用射波刀治療。
4.TOMO刀
TOMO刀也稱「託姆刀」，是螺旋斷層放射治療（TOMO Therapy）系統的簡稱，是利用X線進行體外放療技術的一種。這种放療設備將直線加速器與螺旋CT完美結合，突破了傳統加速器的諸多限制，集調強適形放療（IMRT）、影像引導放療（IGRT）於一體，在CT引導下360度聚焦斷層照射腫瘤，對惡性腫瘤進行高效、精確、安全的治療，在使放療劑量緊扣腫瘤的同時，將對周圍正常組織的傷害降到最低。是當今最先進的腫瘤放射治療技術之一。
美國放療協會ASTRO主辦的著名紅皮雜誌以及其他大量國際知名腫瘤專業期刊對Tomo刀各種臨床應用結果都有非常詳盡的比較分析和報告。其結論是：Tomo刀放療在對絕大多數腫瘤的治療方面超越現有常規放射治療技術，並且操作和實施較為簡單。
對比常規直線加速器放療，Tomo刀放療具有以下獨特優勢：
Tomo刀相比常規放療和常規調強IMRT，可以同時實現更高程度的適形度和劑量分布均勻度，即很容易根據靶區形狀和內部腫瘤敏感性要求對不同腫瘤進行「劑量雕刻」。因此在同樣的放療劑量下，其放療副作用發生率較常規的放療要低很多。
大幅度超越傳統調強治療的範圍局限。Tomo刀放療治療範圍大小不限、腫瘤位置不限，並且可同時照射多靶區，甚至可以實現全身(60釐米的直徑X160釐米長)調強治療，而傳統加速器放療的區域小於40釐米，調強放療治療的範圍更小。因而適用於全身大範圍的腫瘤照射而無須患者移動或重新調整體位。
Tomo刀設備整合了一臺螺旋CT，有進行影像引導放療（IGRT）的先天能力。在每次治療前，可對病人進行極低劑量的CT掃描獲得相當清晰且無金屬偽影的治療體位三維影像，用來校準擺位誤差，從而可使照射劑量準確無誤按照計劃實施。
Tomo刀螺旋斷層成像和治療採用同一放射源—兆伏級射線，成像中心等同治療中心。每天照射到病人身體內的劑量及分布都可以通過CT掃描圖像準確地計算出來，可讓放療醫生對實際照射劑量和計劃劑量進行定量分析，從而決定在整個放療過程中初始治療計劃是否要修改，完成放療前沿的自適應放療和劑量引導放療（DGRT）。
Tomo刀也無常規加速器擁有的許多治療附屬件和複雜的人工參與工作。由於其完全的數位化和高度的集成性，質量驗證（QA）等複雜的任務變得非常容易，操作也簡便，治療發生錯誤的機率大大降低。
Tomo刀6MV能量也不會產生任何中子汙染，輻射防護要求低，對比傳統加速器也是一大優勢。
TOMO刀放療能夠應用於身體任何部位甚至最複雜的病例，例如多發轉移的腦部腫瘤；頭頸、肺、肝腹部多部位腫瘤；盆腔部位的婦科腫瘤，前列腺；全身多處轉移病灶，全腦全脊髓以及全身骨髓放療等複雜情況。治療前的兆伏級CT掃描改善了靶區定位的精確度，從而使放療醫生在充分保護正常器官的前提下，可以提高靶區照射劑量。具體來講，以下腫瘤尤其適合TOMO刀放療：
膠質瘤、腦轉移瘤、腦膜瘤等顱內良惡性腫瘤；
鼻咽癌、上頜竇瘤、喉癌、舌癌等頭頸部惡性腫瘤；
肺癌、乳腺癌、食管癌、縱隔腫瘤等胸部惡性腫瘤；
肝癌、胃癌、胰腺癌、膽道系統、腎臟等腹部惡性腫瘤；
前列腺癌、精原細胞瘤、宮頸癌、子宮內膜癌、直腸癌、膀胱癌等盆腔惡性腫瘤；
脂肪肉瘤、骨肉瘤、基底細胞癌、皮膚鱗癌、黑色素瘤等皮膚和軟組織惡性腫瘤；
白血病、惡性淋巴瘤等造血系統病變；
各類惡性腫瘤的骨、肝、肺、淋巴結等轉移性病變。
TOMO刀設備於2003年開始臨床應用，現在全球37個國家和地區近300多個放療中心得到應用。我國於2012年開始臨床應用，目前我國預計投入臨床應用的有15臺左右。除北京、上海、廣州幾個國內三甲級腫瘤醫院外，位於河北涿州的一洲腫瘤醫院也引進了最先進的TOMO刀治療系統。
5. 速鋒刀
速鋒刀EDGE Radiosurgery系統（EDGE放射手術腫瘤治療系統）由美國Varian公司研發，於2013年獲得美國FDA批准用於臨床，是迄今為止世界尖端的體外無創腫瘤清除技術和立體定向放射治療技術。
速峰刀也是利用X射線，在原有加速器平臺上，加載了六維治療臺、高精度多葉光柵、高級成像定位技術等附件，實現立體定向放療功能。臨床應用與試驗研究表明速鋒刀(EDGE)對腫瘤病灶的殺傷更加精準，殺傷力更加強大，並且沒有常規手術和放療的副作用。
速鋒刀有以下優勢：
治療強度更高：速鋒刀放射治療強度是伽馬刀和射波刀的6倍以上，更高的治療強度可以保證腫瘤切除更加徹底。
治療精度更高：速鋒刀實際治療精度可達0.2mm，而質子刀、重離子、射波刀等技術的臨床治療精度為1.0mm左右，速鋒刀更高的治療精度確保手術過程對周圍正常組織的傷害更小。
一次可切除更多腫瘤灶：速鋒刀一次可以切除多達5個腫瘤灶，而伽馬刀和射波刀一次只能切除1個腫瘤灶。
治療時間更短：速鋒刀對多發性腦轉移瘤的切除，只需要10分鐘左右，而伽馬刀或射波刀等其他放射治療則需1到5個小時。對於早期的小病灶患者和不適合手術的老人，速鋒刀優勢明顯。它將以前需要30多次、6周左右一個療程的放療，縮短到了3-5次、1-2周即可治療結束。
治療效果更好，幾乎無副作用。
治療費用更低：相對於質子刀、重離子等技術，速鋒刀治療費用更低。
速鋒刀是射波刀的升級換代產品，因此理論上適合射波刀治療的患者均可以接受速鋒刀治療。由於速鋒刀的精準度可達到0.1mm，比射波刀精準十倍，可完美保護周圍正常組織，最大限度降低副作用，因此非常適合由於病灶位置及身體條件等不利因素，無法手術的腫瘤患者，如腦瘤、脊柱腫瘤、肺癌、頭頸腫瘤、胰腺癌、前列腺癌等疾病。
6. 質子刀
質子刀也稱質子放療系統，與上述光子放療技術不同，質子刀是利用粒子束進行放療的技術之一。質子治療利用去掉電子的氫原子核質子，質量更大，被加速到光速的0.7倍後能獲得更大的能量，因此對腫瘤細胞的殺傷力更強，可以顯著提高治療效果。
另外質子治療具有特殊的「布拉格峰」物理效應。質子束在進入人體後只有少量能量損失，在到達腫瘤組織後能量瞬間完全釋放，對腫瘤組織造成爆破式殺傷效果，而腫瘤後方組織幾乎不受質子射線損傷。並且通過設備控制可根據腫瘤組織不同形狀雕刻質子束的形狀，使質子束精準地照射到腫瘤部位。這種效應不僅能對腫瘤組織造成最大程度的殺傷，而且能很好的保護周圍組織，顯著降低第二原發癌的風險。
據統計，相較調強放療，質子治療可大大降低大多數疾病部位發生第二原發癌的風險，包括：
前列腺癌患者，風險降低82%；
頭頸癌患者，風險降低58%；
隨訪5年以上的乳腺癌患者，風險降低38%；
在所有癌症患者中，風險降低69%。
由於質子治療擁有更高的放射強度和更高的保護性，尤其適合於頭面部和重要臟器附近的腫瘤，以及兒童腫瘤患者。下圖是適合質子治療的癌種總結。
質子放療技術已相對成熟，目前全世界已有上百家質子治療中心，主要集中在美國、德國、日本等發達國家。近年來，我國的質子治療技術也逐漸發展起來，目前全國運營的質子治療中心有4家，其中山東淄博萬傑腫瘤醫院質子中心是運營最早的質子中心，而位於河北涿州的一洲國際質子治療中心擁有全國最先進的質子治療系統，是國內唯一採用筆形術斷層掃描技術進行治療的質子中心。
7. 重離子放療
重離子放療與質子類似，也是粒子放療技術的一種，它使用碳原子同位素作為射線進行治療。也具有「布拉格峰」效應，與質子束相比，碳原子質量更大，能量更高，因此對腫瘤的殺傷性更強。
理論上，凡適合質子治療的患者都適合重離子放療。由於技術設備限制，目前，重離子放療的應用較少，國內粒子放療還是以質子刀為主。
以上是所有放療技術的對比介紹，不同的放療技術有不同的優勢，同樣也有技術本身的局限性。對於患者來說，要綜合考慮自身病情及經濟情況，選擇性價比最高的放療方式，不知如何選擇的患者也可登錄全球腫瘤醫生網向專業醫生諮詢，對於放療技術，不是最貴的就是最好的，一定要從患者自身病情出發，在保證治療效果的前提下，將副作用降到最低。
我們也希望，隨著放療技術的不斷進步，那些高端的、先進的放療技術可以降低治療費用，讓更多經濟困難的患者可以接受到最好的救治，也期待越來越多的患者能夠使用放療達到根治效果，提高患者生存率。