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1、三维适形放疗中正常组织的三维适形放疗中正常组织的损伤和耐受剂量损伤和耐受剂量MingLiu,MDProfessorofRadiationOncologyDirectoroftheDepartmentofRadiationOncologyTheThirdHospitalofHebeiMedicalUniversityZiqiangRoad139,Shijiazhuang,Hebei,China050051模拟机定位 平行对穿野照射 照射范围大大超过靶区范围 周围正常组织或是全部器官或是部分器官接受与靶区剂量同样的照射，CT用于模拟定位 三维治疗计划 靶区体积和靶区周围正常组织的显示更加精确。多野
2、照射技术，三维显示正常组织的剂量，并且可以通过调整射野参数改变周围正常组织的剂量分布。早反应组织早反应组织细胞更新快细胞更新快, ,放射后的损伤很快会表现出放射后的损伤很快会表现出来来, ,这类组织这类组织/比值较高比值较高, ,损伤后以活损伤后以活跃的增殖来维持组织中的细胞数量跃的增殖来维持组织中的细胞数量. .如如: :粘膜上皮、骨髓粘膜上皮、骨髓晚反应组织晚反应组织 细胞更新慢细胞更新慢, ,数周甚至一年或更长时间也数周甚至一年或更长时间也不进行自我更新不进行自我更新, ,如神经细胞如神经细胞, ,放射后的损放射后的损伤很晚才表现出来伤很晚才表现出来, ,这类组织这类组织/比值较比值较小
3、小早晚反应组织的差别早晚反应组织的差别 组织类型生存曲线的/比值对分次量大小的敏感性对治疗总时间的敏感性早反应组织高+晚反应组织低+0 正常组织的体积效应正常组织的体积效应受照射体积对正常组织耐受性的影响受照射体积对正常组织耐受性的影响结构性组织耐受（限定体积内细胞的放射敏感性和使成熟细胞群保持在临界水平以上的干细胞活力 ）功能性耐受 （作为一个整体的器官是否能继续行使功能 ）以器官结构来对体积效应分类，平行组织结构平行组织结构的器官的器官，如（肺、肾）与串联组织结构串联组织结构的脊髓 串联组织结构的器官（如脊髓、小肠）串联组织结构的器官（如脊髓、小肠）一个功能亚单位的失活便可导致整个器官功能
4、的丧失这种组织有一个阈值剂量，低于阈值剂量保持正常功能，超过阈值剂量功能丧失对并发症的风险来说没有一个阈值体积，而是强烈地受非均匀性的热点剂量影响 正常组织的体积效应正常组织的体积效应平行组织结构的器官（如肺、肾）平行组织结构的器官（如肺、肾）存在着一个照射的阈值体积，超过这个阈值体积，损伤通常表现为程度不同的反应，即随着照射剂量的增大功能性损害的严重性增加发生并发症的风险取决于在整个器官的剂量分布，而不是小“热点”的存在 正常组织的体积效应正常组织的体积效应不存在纯粹的串联结构组织 平行组织结构的器官内也存在串联结构组织 正常组织的体积效应正常组织的体积效应中间型器官结构（脑）中间型器官结构
5、（脑）对脑的耐受性而言，与所照射的部位而不是受照射的总体积关系更大，即便是很小区域的照射也会导致其所控制区域特定功能的永久性丧失，但脑的其他功能可能并不受影响 正常组织的体积效应正常组织的体积效应正常组织的早、中、晚期放射性反应正常组织的早、中、晚期放射性反应器官早期一过性反应中期放射性损伤晚期放射性损伤小肠腹泻、绞痛、吸收不良6-12个月梗阻1-11年梗阻，可能需手术结肠、直肠腹泻、绞痛6-12个月腹泻、坏死2-3年慢性梗阻、纤维化胃厌食、恶心、酸度降低1-2个月表浅溃疡慢性萎缩性胃炎食管吞咽困难、疼痛无1-5年狭窄口腔黏膜炎、湿性脱皮2-3个月萎缩6个月-1年纤维化、1-5年溃疡、坏死皮肤
6、红斑、脱皮6-8周脱皮、色素沉着6个月-5年萎缩、溃疡、纤维化肝肝功异常无6个月-1年肝功损伤正常组织的早、中、晚期放射性反应正常组织的早、中、晚期放射性反应器官早期一过性反应中期放射性损伤晚期放射性损伤肺肺炎13个月肺炎6个月2年纤维化肾无612个月肾硬化1.53年慢性放射性肾炎输尿管无无12年纤维化及硬化膀胱膀胱炎无78个月挛缩，一年后萎缩性溃疡脑水肿612月可逆反应12年坏死心脏无心肌炎12年心包炎血管无动脉纤维化少见眼无无2年以后白内障脊髓无水肿横断性脊髓炎，612个月以内可逆，12年截瘫正常组织的耐受剂量脑组织脑组织部分脑组织常规分割照射时，推测产生5%和10%有临床症状的放射性脑坏
7、死的生物有效剂量分别为120Gy和150Gy，相当于每日1次每次2Gy常规照射的剂量72Gy和90Gy脑组织损伤对2Gy的分割非常敏感在研究中发现每日2次的分割同样增加脑组织损伤正常组织的耐受剂量脑组织耐受剂量的限定值还缺乏高级别的临床证据，QUANTEC根据现有的数据提出了脑组织耐受剂量的估计值，所以在临床上应用这些限定值应谨慎，需结合临床实际情况给予综合判定在儿童18Gy的全脑照射就会产生认知障碍正常组织的耐受剂量脑部肿瘤复发后往往需要再程放疗一项Meta分析发现脑部再程放疗（2次放疗间隔3-55个月）当总剂量100 Gy（相当于每次2 Gy的剂量，/=2）时未见到脑坏死发生。正常组织的耐
8、受剂量视神经和视交叉总剂量和分割剂量是视神经或视交叉损伤的两个最重要的因素Emami推荐视神经及视交叉的TD5/5（视力丧失）为50Gy。正常组织的耐受剂量目前的资料表明50Gy的照射剂量放射性视神经损伤发生的可能性接近零。分割剂量2 Gy，最大剂量点剂量60Gy时，放射性视神经损伤发生率为720%。垂体瘤治疗中视神经的限制剂量应减低，推荐每次分割1.8Gy，视神经最大剂量应64 Gy时脑干损伤的发生率会迅速增加，但目前还没有足够数据说明64 Gy后是否还存在剂量-体积-效应关系正常组织的耐受剂量脊髓常规分割每次1.82Gy，包括整个脊髓断面的照射，54Gy和60Gy的照射剂量产生放射性脊髓病
9、的估计值分别为1和10（50Gy、60Gy和69Gy脊髓病发生率的估计值分别为0.2、6和50）总剂量和分割剂量（/=0.87Gy）是放射性脊髓病的主要相关因素。正常组织的耐受剂量临床及动物实验资料，放疗后6个月出现部分亚致死损伤的修复，放疗后2年亚致死损伤的修复明显增加再程放疗时，如果第一次放疗为常规分割照射，再程放疗为包括全脊髓断面的每次2Gy照射，两次放疗间隔6个月以上，那么两次放疗脊髓耐受剂量至少可以提高25部分脊髓断面照射与放射性脊髓病的剂量/体积/效应关系的数据还不充分正常组织的耐受剂量耳耳蜗体积非常小不便进行剂量/体积/效应分析文献多采用耳蜗的平均剂量评价放射剂量与损伤的关系正常
10、组织的耐受剂量为了减少神经性耳聋，常规分割放疗耳蜗的平均剂量应限制在45 Gy由于现有数据有限，为了避免神经性耳聋的发生应尽量降低耳蜗的剂量，更保守的剂量限制为35Gy正常组织的耐受剂量唾液腺避免一侧腮腺受照射可以避免口干发生保护一侧颌下腺免受照射或颌下腺的平均剂量35Gy可以减少口干一侧腮腺平均剂量20Gy或两侧腮腺平均剂量25Gy，通常可以避免严重口干正常组织的耐受剂量咽和喉咽、喉相关的放射损伤主要有喉水肿、发音功能障碍、下咽困难等发音功能障碍与喉和喉上组织同时受到放射损伤有关，也受唾液分泌减少或周围肌肉组织和软组织损伤的影响正常组织的耐受剂量推荐非肿瘤靶区喉的平均剂量限制值为4045Gy
11、，最高剂量点剂量26Gy，V3046%，心包炎发生的危险性会增加正常组织的耐受剂量食管接受大于4050Gy照射的食管体积与重度放射性食管炎明显相关在非小细胞肺癌放疗中食管照射的最大剂量应少于肿瘤的处方剂量正常组织的耐受剂量V5032, S5032晚期食管毒性发生率30V5032, S5032晚期食管毒性发生率50 Gy的食管长度3.2cm，晚期食管毒性发生率50 Gy的食管长度3.2cm，晚期食管毒性发生率4急性食管毒性反应是晚期食管毒性反应的重要预测因素正常组织的耐受剂量肝脏由于超过5年或更长时间随访的病例数过少，对肝脏的远期损伤或胆道系统的损伤还不十分清楚。正常组织的耐受剂量姑息治疗全肝照
12、射剂量：肝脏转移瘤，30Gy（单次剂量2Gy）或7次21Gy原发性肝癌，28Gy（单次剂量2Gy）或7次21Gy。正常组织的耐受剂量胃全胃接受45Gy的剂量大约有5%-7%的晚期并发症（如原发性溃疡）正常组织的耐受剂量小肠只勾画小肠本身的情况下，接受15Gy的小肠的绝对体积应45Gy的体积应该小于195cc。接受更高剂量的小肠体积应该缩小。正常组织的耐受剂量肾脏关于肾脏放射损伤的剂量/体积/效应的研究数据很少，一是因为临床医生在临床上尽量减少肾脏受照射的体积和剂量，避免超过目前对肾脏的限制剂量另一方面因为肾脏损伤潜伏期长，病程进展慢，临床不容易观察。随访大于10年的研究很少，所以肾脏的剂量体积
13、效应还不确定正常组织的耐受剂量膀胱由于缺乏可靠的数据，一般参考RTOG0415对前列腺癌的研究时的膀胱限量常规分割照射时，接受大于80Gy剂量的膀胱体积应小于15%接受大于75Gy剂量的膀胱体积应小于25%接受大于70Gy剂量的膀胱体积应小于35%接受大于65Gy剂量的膀胱体积应小于50%。正常组织的耐受剂量直肠常规分割时直肠耐受的最大剂量可以达到78Gy三维适形放疗中，剂量/体积限制为：V50 50%，V60 35%，V65 25%，V70 20%，V75 15%，2级及以上迟发直肠毒性的发生概率小于15%，3级及以上迟发直肠毒性发生概率小于10%表1. QUANTEC汇总表器官 参考体积
14、照射方式 损伤 剂量体积参数（Gy） 损伤发生率 备注（除标注外均为部分器官照射）脑整个器官整个器官整个器官3D-CRT3D-CRT3D-CRT有症状的脑组织坏死有症状的脑组织坏死有症状的脑组织坏死Dmax60Dmax=72Dmax=90351072Gy和90Gy损伤发生率由BED模型外推获得整个器官SRS(单次分割)有症状的脑组织坏死V125-10cc 510 cc发生率会快速升高脑干整个器官整个器官整个器官3D-CRT永久性脑神经损伤或坏死永久性脑神经损伤或坏死Dmax54D1-10cc=5955整个器官3D-CRT永久性脑神经损伤或坏死Dmax645点剂量1cc整个器官SRS(单次分割)
15、永久性脑神经损伤或坏死Dmax 12.55听神经瘤病人视神经/交叉整个器官整个器官整个器官3D-CRT3D-CRT3D-CRT视神经损伤视神经损伤视神经损伤Dmax607-20器官体积很小，3D-CRT通常照射整个器官1整个器官SRS(单次分割)视神经损伤Dmax12 10脊髓部分器官部分器官部分器官3D-CRT3D-CRT3D-CRT脊髓病脊髓病脊髓病Dmax=50Dmax=60Dmax=69 0.2650包括整个脊髓横断面部分器官部分器官SRS(单次分割)SRS(大分割)脊髓病脊髓病Dmax=13Dmax=2011照射脊髓横断面的一部分分3次照射，照射脊髓横断面的一部分耳蜗整个器官3D-C
16、RT神经性听力丧失平均剂量=4530耳蜗平均剂量，在4kHz的听觉,整个器官SRS(单次分割)神经性听力丧失处方剂量=1425有用听力器官 参考体积 照射方式 损伤 剂量体积参数（Gy） 损伤发生率 备注（除标注外均为部分器官照射）腮腺2两侧全腮腺3D-CRT分泌功能长期低于治疗前的25%平均剂量2520两侧腮腺一起评估单侧全腮腺3D-CRT分泌功能长期低于治疗前的25%平均剂量2020至少一侧腮腺受量低于20Gy两侧全腮腺3D-CRT分泌功能长期低于治疗前的25%平均剂量3950两侧腮腺咽部咽部括约肌整个器官吞咽和吸气困难平均剂量5020喉部整个器官3D-CRT发音功能障碍Dmax6620来
17、源于一项合并化疗的研究整个器官SRS(单次分割)吸气困难平均剂量5030来源于一项合并化疗的研究整个器官整个器官整个器官3D-CRT喉水肿喉水肿平均剂量44V50=27%2020一项非喉癌病人的研究，未合并化疗3肺整个器官3D-CRT有症状的肺炎V20=30%20两侧肺，剂量依赖性反应整个器官整个器官整个器官整个器官整个器官3D-CRT3D-CRT3D-CRT3D-CRT3D-CRT有症状的肺炎有症状的肺炎有症状的肺炎有症状的肺炎有症状的肺炎平均剂量=7平均剂量=13平均剂量=20平均剂量=24平均剂量=27510203040除外全肺放疗食管整个器官3D-CRT3级以上急性食管炎平均剂量34
18、5-20基于RTOG和其他研究部分器官部分器官部分器官3D-CRT3D-CRT3D-CRT2级以上急性食管炎2级以上急性食管炎2级以上急性食管炎V3550%V5040%V7020%303030多个剂量限制值，剂量/体积依赖性反应器官 参考体积 照射方式 损伤 剂量体积参数（Gy） 损伤发生率 备注（除标注外均为部分器官照射）心脏心包心包3D-CRT3D-CRT心包炎心包炎平均剂量26V3046%1515基于一项单独研究整个器官3D-CRT心源性死亡V2510%1基于危险预测肝整个肝脏-GTV整个肝脏-GTV3D-CRT或全肝3D-CRT经典放射性肝病4经典放射性肝病平均剂量30-32平均剂量4
19、2550原发性肝病或肝细胞肝癌病人耐受剂量较低整个肝脏-GTV整个肝脏-GTV3D-CRT或全肝3D-CRT经典放射性肝病经典放射性肝病平均剂量28平均剂量36550原发性肝病或肝细胞肝癌病人肝脏功能childA级，除外乙型肝炎复发者整个肝脏-GTV整个肝脏-GTVSBRT(大分割) SBRT(大分割)经典放射性肝病经典放射性肝病平均剂量13 18平均剂量15 20555700cc正常肝脏SBRT(大分割)经典放射性肝病Dmax1553-5次分割，基于正常肝体积肾两侧全肾两侧全肾两侧全肾或3D-CRT两侧全肾肾功能障碍肾功能障碍平均剂量15-18平均剂量 28550非全身照射非全身照射两侧全肾
20、3D-CRT肾功能障碍V1255% V2032%V2330% V2820%5对于两肾，非全身照射胃整个器官整个器官胃溃疡D10045 7器官 参考体积 照射方式 损伤 剂量体积参数（Gy） 损伤发生率 备注（除标注外均为部分器官照射）小肠单个小肠肠袢3D-CRT3级以上急性毒性反应V15120cc10基于分别勾画的小肠袢的体积，不是腹膜腔内小肠的空间腹膜腔内小肠的空间3D-CRT3级以上急性毒性反应V45195cc10整个腹膜腔内小肠的空间直肠整个器官整个器官整个器官整个器官整个器官3D-CRT3D-CRT3D-CRT3D-CRT3D-CRT2级及以上迟发直肠毒性3级及以上迟发直肠毒性2级及以
21、上迟发直肠毒性3级及以上迟发直肠毒性2级及以上迟发直肠毒性3级及以上迟发直肠毒性2级及以上迟发直肠毒性3级及以上迟发直肠毒性2级及以上迟发直肠毒性3级及以上迟发直肠毒性V5050%V6035%V6525%V7020%V7515%15101510151015101510基于前列腺癌的治疗膀胱整个器官整个器官3D-CRT3D-CRT3级及以上迟发毒性3级及以上迟发毒性Dmax65V65=50% V70=35%V75=25%V80=15%6基于膀胱癌的治疗，治疗中膀胱大小、形状、位置变化影响获得准确数据基于前列腺癌治疗，RTOG0415推荐阴茎球整个器官整个器官整个器官3D-CRT3D-CRT3D-CRT严重勃起功能障碍严重勃起功能障碍严重勃起功能障碍95%体积的平均剂量50D9050D60-7070 353555摘自 Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys., Vol. 76, No. 3, Supplement, pp. S15S18, 2010.
