随着计算机技术、放射物理学、放射生物学和医学图像处理技术的不断发展，以及放射治疗设备不断开发、放射治疗的新技术的应用，放射肿瘤学取得了许多理论上和技术上的突破，已成为治疗和控制肿瘤的重要手段之一。
1、立体定向治疗
在电子计算机精度提高、双螺旋CT及高清晰度MRI出现的基础上，立体定向治疗应运而生。目前使用的γ－刀，从某种意义来说是，它是一个立体定向放射手术过程，通过聚焦、等中心照准，于单次短时间或多次较长时间，给肿瘤以超常规致死量的照射，最终达到摧毁瘤区细胞的目的。γ刀利用30—200个钴源，在等中心条件下，从立体的不同方向和位置，在短距离内，对细小肿瘤进行一次或多次的照射，给予总剂量超过肿瘤及正常组织的耐受量，用准确聚焦的办法，使多个Co60源的剂量集中在靶区，分射束聚焦使周围正常组织受量仍在可能的耐受量中。由于采用电脑和CT、以及准确的立体设计定位，使得射野边界锐利可达±2毫米以下，因而确保了非瘤区正常组织的安全。
2、三维适形放疗技术
三维适形放疗技术即3D CRT，近年来特别强调由平面二维定位过渡到立体三维定位，与其相适应的遮光器，能够随射野改变而适形变化，准确适应肿瘤形状，使高剂量区分布形状在三维方向上与病变靶区完全一致。使射野形状与病变靶区的投影保持一致，多叶遮光器对射野内诸点的输出剂量率按要求不断进行调整。从三维任意角度勾画肿瘤靶区，能清楚地将均匀的高剂量锁定在该区域，而周围正常组织几乎不受照射，或者少受照射，通过增加肿瘤区照射剂量，从而达到提高肿瘤控制率的目的。目前这项技术已日臻成熟，在前列腺癌和乳腺癌等肿瘤治疗中，已经显示出非常好的前景。
3、三维调强适形放疗技术
近年来，在三维适形技术的基础上发展调强适形放疗技术，这项技术的主要特点是要求放射线的分布与肿瘤体积、厚度等在视轴上高度一致，给予肿瘤组织以有效的杀伤，并且非常好的保护正常重要组织器官，达到提高局部控制率和疗效之目的，这种技术成为21世纪放射治疗技术的主流。但它的不同之处在于，采用逆向算法设计，这是图像引导除三维适形之外，为更精确起见所插入的必要步骤。它不但正面方向的精确剂量计算，而且从逆方向算法来进行验证、审核，使用的高能X线，电子束和质子束等放射源，其射野围绕人体用连续或者固定的集束，在旋转照射方向上达到更精确边界，因而可以提高强度，达到适应肿瘤形状高输出剂量、三维数字图象重建的功能，使三维图象中靶区等重要器官与图象相吻合，剂量分布的合适与否可以一目了然。
4、TOMO放射治疗系统
TOMO放射治疗系统，是当今最先进的肿瘤放射治疗设备，被誉为肿瘤治疗史上“最激动人心的发展”。TOMO放射治疗系统将一台6兆伏（MV）的医用直线加速器的主要部件安装在64排螺旋CT的滑环机架上，集IMRT（调强放射治疗）和IGRT（图像引导放射治疗）于一体，以螺旋CT旋转扫描方式，结合高科技计算机断层影像导航调校，通过360度旋转， 51个弧度照射，从而实现40 cm×160 cm范围内的任何剂量分布要求，杀死这一范围内的各种分布、各种位置和各种形状的癌细胞。同时，通过这一技术，还构建了放疗技术发展的新平台：ART（自适应放疗）或剂量引导放疗（DGRT），全程动态监控癌细胞的变化，并和原来的治疗方案进行对比，及时修正剂量与分布，对肿瘤患者进行超高精度的治疗。最大程度地保护正常组织不受伤害，对患者的器官功能影响小，治疗后的康复周期短。TOMO放射治疗系统一经推出，迅速受到国际放疗界的认可和推崇，已有超过700篇的国际级临床文献和报道，对其技术平台的先进性和临床疗效的优异性予以肯定，一大批世界知名肿瘤中心先后装备了多台TOMO放射治疗系统。 由于设备先进，尽管价格昂贵，截至目前为止，在亚洲地区日本已装机17台，台湾12台。从理论扩展与实际应用方面，TOMO放射治疗系统都被认为是现代肿瘤精确放疗的顶级设备。
TOMO放射治疗系统相比于传统疗法，最大的特点就是：肿瘤剂量适形度更高，肿瘤剂量强度调节更准，肿瘤周围正常组织剂量调节更细。具体体现为：
①、360度旋转，51个弧度，全方位断层扫描照射
在线成像系统确定或精确调整肿瘤位置，数以千计的放射子野以螺旋方式围绕病人实施精确照射。从而可以使高度适形的处方剂量送达靶区，敏感器官的受量大大降低或避免。
②、卓越的图像引导功能
TOMO放射治疗系统的成像和治疗采用同一放射源——兆伏级射线，在放疗的同时即可采集CT数据，使放射治疗和螺旋CT流畅结合。
③、自适应放疗，动态跟踪定位
CT成像探测器会在放疗的同时收集穿透病人身体后的X线，从而推算出肿瘤实际吸收的射线能量，为以后的放疗剂量提供科学准确的参考数据。
④、治疗范围广，治疗环节少，自动化程度高
TOMO放射治疗系统集治疗计划、剂量计算、兆伏级CT 扫描、定位、验证和螺旋放射功能于一体，治疗摆位和验证自动化程度高，花费时间少。
TOMO放射治疗系统用于临床有较宽广的适应证，是用于治疗脑、头颈、胸、腹部、盆腔、脊髓等部位肿瘤。TOMO放射治疗系统能完全满足SBRT的区域：
病人固定稳固且舒适；
② 呼吸调控至最小化，呼吸引起的靶区移动减少至最低程度；
③ 不同影像模式易于切换（MR到4DCT，PET到4DCT等）；
④ 设备对射线的衰减影响减到最低程度，准确计算病人的剂量。
TOMO放射治疗系统可用于至今临床难以解决全中枢神经系统照射、全脊髓照射、全淋巴结照射等特殊治疗。
美国CNN对TOMO放射治疗系统的评价——肿瘤治疗的颠峰产品！
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