专利名称：一种利用低强度超声促进放射治疗旁效应的系统的制作方法放射治疗作为主要的治疗手段之一，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。放射诱导的旁效应是指未直接受到放射线照射的组织细胞表现出与受到直接照射的组织细胞类似的生物学效应，如细胞凋亡、基因突变、基因表达改变、微核、基因不稳定性以及细胞生长异常等。旁效应是细胞对低剂量辐射响应的主要决定因素，具有良好的应用前景[1]。肿瘤细胞的放射旁效应可引起未受照射肿瘤组织细胞的致命损伤，直接对治疗剂量选择和疗效产生影响。旁效应可一定程度上补偿剂量非均勻分布对放射治疗效果的影响，激活旁效应因子可影响放疗剂量效率[2]。细胞内Ca2+浓度在调节细胞对电离辐射的响应中发挥重要作用[3-5]。在放射治疗方面，细胞内Ca2+浓度的升高将增强射线的杀伤效果W-7]。Ca2+信号是旁效应重要的调节器[8]，在辐射诱导的旁效应中导致染色体损伤的早期响应[9]，参与旁效应中细胞凋亡的触发[10]等。超声刺激可激活细胞膜离子通道、G-蛋白和膜生物分子，提高细胞内 Ca2+浓度[11]。目前，超声在医学临床中的应用主要涉及超声诊断和治疗。超声诊断是利用超声回波对组织器官成像获取组织器官的病变信息。超声治疗则主要包括超声物理治疗、超声波碎石和高强度聚焦超声对病变组织的杀伤和消融。本发明基于前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，通过超声波对肿瘤靶区组织细胞的刺激作用促进放射治疗中的旁效应。相关文献[1]王转子，李文建，魏巍，荆西刚，曲颖.电离辐射旁效应的研究方法概述.辐射研究与辐射工艺学报，2009，27 (4) 193-200.[2]邵春林，Folkard M,and Prise KM. 一氧化氮在亚细胞结构精确照射诱导旁效应中的作用.辐射研究与辐射工艺学报，2007，25 O) :119-123.[3]Du YC, Gu S, Zhou J, Wang T, Cai H, MacInnes MA, Bradbury EM, and Chen X. The dynamic alterationsof H2AX complex during DNA repair detected by a proteomic approach reveal the criticalroles of Ca2+/Calmodulin in the ionizing radiation-induced cell cycle arrest. Mol. CellProteomics,2006,5(6) 1033-1044.[4]Zhao Q,Kondo T,Noda A,and Fujiwara Y. Mitochondrial and intracellular free-Calciumregulation of radiation-induced apoptosis in human leukemic cells. International Journalof Radiation Biology,1999,75 (4) :493-504.[5]Teshima K,Yamamoto A,Yamaoka K,Honda Y,Honda S,Sasaki Τ,and Kojima S. Involvement ofCalcium ion in elevation of mRNA for y-glutamylcysteine synthetase ( γ-GCS) induced bylow-dose y-rays. International Journal of Radiation Biology,2000,76(12) :1631-1639.[6]McConkey D, Orrenius S. The role of Calcium in the regulation of apoptosis.Biochemical andBiophysical Research Communications,1997,239 357-366.[7]Szumiel I.Ionizing radiation-dinuced cell death.International Journal of Radiation Biology,1994,66(4) :329-341.[8] Lyng F, Maguire P, McClean B, Seymour, C. and Mothersill, C. The Involvement of Calciumand MAP Kinase Signaling Pathways in the Production of Radiation-Induced Bystander Effects. Radiation Research, 2006,165 :400-409.[9] Shao C, Lyng F, Folkard M, and Prise, K. M. Calcium Fluxes Modulate the Radiation-InducedBystander Responses in Targeted Glioma and Fibroblast Cells. Radiation Research, 2006,166 :479-487.[10]Acheva A, Georgieva R, Rupova I, Boteva R, and Lyng F. Bystander responses in low doseirradiated cells treated with plasma from gamma irradiated blood. Journal of Physics-Conference Series,2008,101 :012005.[ll]Parvizi J,Parpura V,Greenleaf JF,and Bolander ME. Calcium signaling is required forultrasound-stimulated aggrecan synthesis by rat chondrocytes. Journal of OrthopaedicResearch,2002,20(1) :51-57.
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，促进旁效应，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旁效应的系统，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，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。作为优选实施方式，所述的成像单元为超声影像系统；低强度超声刺激的强度范围为10-3000mW/cm2 ；低强度超声刺激的频率范围为20ΚΗζ_1ΜΗζ。放射源可以是外部放射设备，也可以是短程治疗采用的放射材料；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，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的旁效应，提高放射治疗效果。超声刺激的效应是激活细胞膜离子通道、G-蛋白和膜生物分子，提高细胞内Ca2+浓度，与电离辐射诱导的Ca2+浓度升高协同作用，促进放射治疗的旁效应， 提高放射治疗效果。在同样的放射治疗剂量下可以取得更好的肿瘤放射治疗效果；或者要得到同样的放射治疗效果，可以适当降低放射剂量，使患者受到的辐射减少。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；图2是肿瘤放射治疗旁效应的示意图。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5 直接受辐射细胞6 旁细胞


本发明属于肿瘤放射治疗领域，涉及一种利用低强度超声促进放射治疗旁效应的系统，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，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。超声源的强度范围最好为10-3000mW/cm2，频率范围最好为20KHz-1MHz.本发明能够促进肿瘤放射治疗的旁效应，提高放射治疗效果。