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放疗的本质是利用高能量射线直接冲击癌细胞，破坏癌细胞的染色体，从而造成癌细胞死亡。但高能量射线的攻击是无差别的，因此正常细胞也会被破坏，这就是放疗副作用产生的原因。
一方面，癌细胞分裂、增殖的速度特别快，对射线非常敏感，而正常细胞分裂、增殖的速度比癌细胞慢得多，对射线相对“反应迟钝”；另一方面，癌细胞的修复能力通常没有正常细胞强。因此高能量射线对癌细胞具有更大的打击力度，可以明显抑制肿瘤生长和扩散。癌症患者进行分期放疗，可以在杀伤癌细胞的同时给予正常细胞足够的恢复时间。
最常用的放疗方式是体外照射，即体外的机器调至特定角度，由放射源发出射线，让射线进入肿瘤组织从而杀伤肿瘤。
随着科学技术的不断进步，放疗设备已由早年能量较低的钴-60治疗机，发展成为高能医用直线加速器，能够更精准地灭杀肿瘤组织。
需要注意的是，放疗不会立即杀死癌细胞，通常在放疗后数天或数周癌细胞才开始死亡，这一过程可持续数周或数月。因此患者没感觉到立竿见影的效果也不必心急。相应地，放疗的副作用也是缓慢出现的。在放疗的过程中，患者不会感觉到不适，无须紧张。
近些年来，放疗在定位技术、射线种类、图像引导技术等方面飞速发展，已经能做到避开肿瘤附近的正常组织、器官，在保护正常组织、器官的同时精确杀灭肿瘤组织，从而减轻患者的痛苦，提高治疗的功效。
例如，质子放疗相比传统的X射线或伽马刀，在治疗过程中不易改变方向，释放的能量少，能够在到达肿瘤组织的时候释放最大限度的能量，对正常细胞的伤害较小。这些成熟的技术标志着现代肿瘤放疗已进入“快、准、狠”的精确时代。
放疗有一些常见的副作用，比如头部接受放疗会导致脱发。头颈部放疗的患者会出现味觉和嗅觉的改变、口咽疼痛、黏膜溃疡等，放疗结束后基本可以恢复。接受胃部或者腹部放疗的患者可能会出现厌食、恶心、腹痛、腹胀、腹泻等症状。
在放疗数次以后，患者可能会出现放疗照射区域皮肤发红的情况，类似于晒伤，会感觉皮肤有些干燥瘙痒，甚至会出现脱皮。副作用严重的话，患者需要暂停放疗。
患癌会造成疲乏，放疗可能会加重这一症状，充分休息、适度活动可以帮助患者更好地度过这一阶段。
目前，在全世界的癌症治疗当中，大约70%的患者在肿瘤发展的某个阶段需要使用放疗，约有40%的癌症可以被放疗根治。对于患者来说，是否采用放疗应该按照肿瘤的规范化治疗原则，根据肿瘤的类型、发展期别以及患者的身体状况等决定。
1.如患有高血压、糖尿病等疾病，应控制血糖、血压在正常范围内。
2.贫血和白细胞、血小板低下者，尽量提高至正常水平。
3.如有感冒、肺部感染等急性炎症，应控制炎症后开始放疗。
4.营养状态差的患者要积极补充营养。
5.放疗前一段时间内应戒烟酒。
6.保持皮肤清洁，保护好体表标记线，不要随意涂抹、更改。
7.X射线照射范围内禁贴胶布、涂膏药，不用刺激性的清洁用品。
8.X射线照射范围内皮肤禁止暴晒，建议穿宽大、柔软的棉质内衣，如照射颈胸部，上衣需低领、开襟，以减少摩擦。
9.术后需在伤口愈合后进行术区放疗。