[发明专利]一种利用低强度超声促进放射治疗效应的系统

说明书

技术领域

本发明专利属于肿瘤放射治疗领域，特别是涉及一种采用低强度超声刺激促进肿瘤放射治疗效应的系统。

背景技术

放射治疗已成为治疗恶性肿瘤的主要手段之一，在肿瘤临床治疗中起着重要作用。平均约有70％的恶性肿瘤病人需要接受放射治疗。因此，有效提升放射治疗效果对提高治愈率或改善患者生命质量意义重大，是肿瘤放射治疗领域需要迫切解决的问题。

放射治疗对肿瘤组织细胞的杀伤作用受到多种因素影响，其中组织的放射敏感性是一个直接影响因素。由于放射敏感性不同，不同组织器官以及各种肿瘤组织在受到照射后出现变化的反应程度各不相同。放射敏感性与肿瘤细胞的增殖周期、氧含量等有关。增殖活跃的细胞比不增殖细胞对射线敏感；细胞增殖周期中，对射线敏感也不一致，最敏感的是M期细胞，S期细胞对射线敏感性最差。因此，改善肿瘤细胞放射敏感性，是提升放射治疗效果的有效途径。

许多研究证实，低强度超声的机械作用对细胞微环境具有确定的影响。比如，有研究表明，3MHz超声在0.1W/cm²的强度下可以显著促进骨基质的形成，45KHz和1MHz的超声在较低强度下可以促进血管再生因子II-1β、bFGF,VEGF的产生和NO、PGE2的分泌。我们的研究也表明，1MHz超声在0.4-0.8W/cm²可以显著促进HepG2细胞增殖和H2O2诱导的细胞凋亡效应。

本发明基于上述低强度超声对组织细胞的生物效应，将低强度超声应用于放射治疗中,通过超声波对肿瘤靶区组织细胞的刺激作用调整细胞活性和周期，从而促进放射治疗效应。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种放射治疗系统，能够在肿瘤放射治疗中利用低强度超声刺激肿瘤组织细胞，促进放射效应，从而提高肿瘤临床放射治疗效率和效果。本发明的技术方案如下：

一种利用低强度超声促进放射治疗效应的系统，包括用于对肿瘤靶区进行影像定位的成像单元以及用于对肿瘤靶区提供放射治疗的放射源，其特征在于，还包括一个用于对肿瘤靶区进行超声刺激的超声源，使肿瘤靶区在接受放射治疗的同时受到低强度超声刺激，所述的超声源的低强度超声刺激的强度范围为：100-1000mW/cm²；低强度超声刺激的频率范围为：20KHz-5MHz。

作为优选实施方式，所述的成像单元为超声影像系统；超声源可以是体外超声探头，也可以是腔道内超声探头。

本发明在传统的放射治疗设备的基础上，增加了一个用于产生低强度超声射束的超声源，并对低强度超声源的强度和频率范围进行了界定，使治疗靶区同时受到放射处理和低强度超声刺激，从而促进肿瘤放射治疗效应，提高放射治疗效果。超声刺激的效应是提高细胞内Ca2+浓度，激活细胞周期，促进放射治疗敏感性，提高放射治疗效果。

附图说明

图1是本发明的低强度超声刺激放射治疗系统的结构示意图；

其中：

1：肿瘤靶区          2：放射源

3：影像系统超声源    4：低强度刺激超声源

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的利用低强度超声促进放射治疗效应的系统做出详细说明。

如图1所示，本发明的利用低强度超声促进放射治疗效应的系统，包括放射源和超声源。肿瘤靶区1用放射源照射进行放射治疗。放射源可以是外部放射束2或在肿瘤靶区1放置的内部放射源，比如近距离治疗的情况。低强度刺激超声探头4用于给肿瘤靶区1提供低强度超声刺激。超声探头可以是图示的体外超声探头，也可以是腔道内超声探头。超声影像系统用于定位肿瘤靶区。本实施例采用超声影像系统做成像单元，实际使用中，也可以采用其他的成像技术，例如CT成像技术，实现肿瘤靶区的定位。

用图1描述的系统，首先用超声影像系统对患肿瘤个体进行肿瘤靶区的定位，然后个体肿瘤靶区受放射线照射进行放射治疗。在放射治疗之前、之中或之后施加低强度超声刺激，用预设的参数照射肿瘤靶区，如预设的超声机械指数、频率、脉冲持续时间和重复频率、刺激持续时间等，以促进肿瘤放射治疗效率和效果。

在肿瘤放射治疗过程之前、之中或之后施加100-1000mW/cm²,频率范围为：20KHz-5MHz的低强度超声刺激，超声刺激提高细胞内Ca2+浓度，激活细胞周期，促进放射治疗敏感性，提高放射治疗效果。

本发明包括提供低强度超声刺激的设备，促进肿瘤放射治疗效应。该方法可用于在放射治疗之前、之中或之后来促进放射治疗旁效应，也可用于在近距离治疗或其他模式的放射治疗之中或之后促进放射治疗的旁效应。