1、三維適形放療中正常組織的損傷和耐受劑量MingLiu,MDProfessorofRadiationOncologyDirectoroftheDepartmentofRadiationOncologyTheThirdHospitalofHebeiMedicalUniversityZiqiangRoad139,Shijiazhuang,Hebei,China050051模擬機(jī)定位 平行對穿野照射 照射范圍大大超過靶區(qū)范圍 周圍正常組織或是全部器官或是部分器官接受與靶區(qū)劑量同樣的照射，CT用于模擬定位 三維治療計劃 靶區(qū)體積和靶區(qū)周圍正常組織的顯示更加精確。多野照射技術(shù)，三維顯示正常組織的劑量，并且

2、可以通過調(diào)整射野參數(shù)改變周圍正常組織的劑量分布。早反應(yīng)組織細(xì)胞更新快,放射后的損傷很快會表現(xiàn)出來,這類組織/比值較高,損傷后以活躍的增殖來維持組織中的細(xì)胞數(shù)量.如:粘膜上皮、骨髓晚反應(yīng)組織 細(xì)胞更新慢,數(shù)周甚至一年或更長時間也不進(jìn)行自我更新,如神經(jīng)細(xì)胞,放射后的損傷很晚才表現(xiàn)出來,這類組織/比值較小早晚反應(yīng)組織的差別 組織類型生存曲線的/比值對分次量大小的敏感性對治療總時間的敏感性早反應(yīng)組織高+晚反應(yīng)組織低+0 正常組織的體積效應(yīng)受照射體積對正常組織耐受性的影響結(jié)構(gòu)性組織耐受（限定體積內(nèi)細(xì)胞的放射敏感性和使成熟細(xì)胞群保持在臨界水平以上的干細(xì)胞活力 ）功能性耐受 （作為一個整體的器官是否能繼續(xù)行

3、使功能 ）以器官結(jié)構(gòu)來對體積效應(yīng)分類，平行組織結(jié)構(gòu)的器官，如（肺、腎）與串聯(lián)組織結(jié)構(gòu)的脊髓 串聯(lián)組織結(jié)構(gòu)的器官（如脊髓、小腸）一個功能亞單位的失活便可導(dǎo)致整個器官功能的喪失這種組織有一個閾值劑量，低于閾值劑量保持正常功能，超過閾值劑量功能喪失對并發(fā)癥的風(fēng)險來說沒有一個閾值體積，而是強(qiáng)烈地受非均勻性的熱點(diǎn)劑量影響 正常組織的體積效應(yīng)平行組織結(jié)構(gòu)的器官（如肺、腎）存在著一個照射的閾值體積，超過這個閾值體積，損傷通常表現(xiàn)為程度不同的反應(yīng)，即隨著照射劑量的增大功能性損害的嚴(yán)重性增加發(fā)生并發(fā)癥的風(fēng)險取決于在整個器官的劑量分布，而不是小“熱點(diǎn)”的存在 正常組織的體積效應(yīng)不存在純粹的串聯(lián)結(jié)構(gòu)組織 平行組織結(jié)

4、構(gòu)的器官內(nèi)也存在串聯(lián)結(jié)構(gòu)組織 正常組織的體積效應(yīng)中間型器官結(jié)構(gòu)（腦）對腦的耐受性而言，與所照射的部位而不是受照射的總體積關(guān)系更大，即便是很小區(qū)域的照射也會導(dǎo)致其所控制區(qū)域特定功能的永久性喪失，但腦的其他功能可能并不受影響 正常組織的體積效應(yīng)正常組織的早、中、晚期放射性反應(yīng)器官早期一過性反應(yīng)中期放射性損傷晚期放射性損傷小腸腹瀉、絞痛、吸收不良6-12個月梗阻1-11年梗阻，可能需手術(shù)結(jié)腸、直腸腹瀉、絞痛6-12個月腹瀉、壞死2-3年慢性梗阻、纖維化胃厭食、惡心、酸度降低1-2個月表淺潰瘍慢性萎縮性胃炎食管吞咽困難、疼痛無1-5年狹窄口腔黏膜炎、濕性脫皮2-3個月萎縮6個月-1年纖維化、1-5年潰

5、瘍、壞死皮膚紅斑、脫皮6-8周脫皮、色素沉著6個月-5年萎縮、潰瘍、纖維化肝肝功異常無6個月-1年肝功損傷正常組織的早、中、晚期放射性反應(yīng)器官早期一過性反應(yīng)中期放射性損傷晚期放射性損傷肺肺炎13個月肺炎6個月2年纖維化腎無612個月腎硬化1.53年慢性放射性腎炎輸尿管無無12年纖維化及硬化膀胱膀胱炎無78個月攣縮，一年后萎縮性潰瘍腦水腫612月可逆反應(yīng)12年壞死心臟無心肌炎12年心包炎血管無動脈纖維化少見眼無無2年以后白內(nèi)障脊髓無水腫橫斷性脊髓炎，612個月以內(nèi)可逆，12年截癱正常組織的耐受劑量腦組織部分腦組織常規(guī)分割照射時，推測產(chǎn)生5%和10%有臨床癥狀的放射性腦壞死的生物有效劑量分別為12

6、0Gy和150Gy，相當(dāng)于每日1次每次2Gy常規(guī)照射的劑量72Gy和90Gy腦組織損傷對2Gy的分割非常敏感在研究中發(fā)現(xiàn)每日2次的分割同樣增加腦組織損傷正常組織的耐受劑量腦組織耐受劑量的限定值還缺乏高級別的臨床證據(jù)，QUANTEC根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)提出了腦組織耐受劑量的估計值，所以在臨床上應(yīng)用這些限定值應(yīng)謹(jǐn)慎，需結(jié)合臨床實際情況給予綜合判定在兒童18Gy的全腦照射就會產(chǎn)生認(rèn)知障礙正常組織的耐受劑量腦部腫瘤復(fù)發(fā)后往往需要再程放療一項Meta分析發(fā)現(xiàn)腦部再程放療（2次放療間隔3-55個月）當(dāng)總劑量100 Gy（相當(dāng)于每次2 Gy的劑量，/=2）時未見到腦壞死發(fā)生。正常組織的耐受劑量視神經(jīng)和視交叉總劑量

7、和分割劑量是視神經(jīng)或視交叉損傷的兩個最重要的因素Emami推薦視神經(jīng)及視交叉的TD5/5（視力喪失）為50Gy。正常組織的耐受劑量目前的資料表明50Gy的照射劑量放射性視神經(jīng)損傷發(fā)生的可能性接近零。分割劑量2 Gy，最大劑量點(diǎn)劑量60Gy時，放射性視神經(jīng)損傷發(fā)生率為720%。垂體瘤治療中視神經(jīng)的限制劑量應(yīng)減低，推薦每次分割1.8Gy，視神經(jīng)最大劑量應(yīng)64 Gy時腦干損傷的發(fā)生率會迅速增加，但目前還沒有足夠數(shù)據(jù)說明64 Gy后是否還存在劑量-體積-效應(yīng)關(guān)系正常組織的耐受劑量脊髓常規(guī)分割每次1.82Gy，包括整個脊髓斷面的照射，54Gy和60Gy的照射劑量產(chǎn)生放射性脊髓病的估計值分別為1和10（5

8、0Gy、60Gy和69Gy脊髓病發(fā)生率的估計值分別為0.2、6和50）總劑量和分割劑量（/=0.87Gy）是放射性脊髓病的主要相關(guān)因素。正常組織的耐受劑量臨床及動物實驗資料，放療后6個月出現(xiàn)部分亞致死損傷的修復(fù)，放療后2年亞致死損傷的修復(fù)明顯增加再程放療時，如果第一次放療為常規(guī)分割照射，再程放療為包括全脊髓斷面的每次2Gy照射，兩次放療間隔6個月以上，那么兩次放療脊髓耐受劑量至少可以提高25部分脊髓斷面照射與放射性脊髓病的劑量/體積/效應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)還不充分正常組織的耐受劑量耳耳蝸體積非常小不便進(jìn)行劑量/體積/效應(yīng)分析文獻(xiàn)多采用耳蝸的平均劑量評價放射劑量與損傷的關(guān)系正常組織的耐受劑量為了減少神經(jīng)

9、性耳聾，常規(guī)分割放療耳蝸的平均劑量應(yīng)限制在45 Gy由于現(xiàn)有數(shù)據(jù)有限，為了避免神經(jīng)性耳聾的發(fā)生應(yīng)盡量降低耳蝸的劑量，更保守的劑量限制為35Gy正常組織的耐受劑量唾液腺避免一側(cè)腮腺受照射可以避免口干發(fā)生保護(hù)一側(cè)頜下腺免受照射或頜下腺的平均劑量35Gy可以減少口干一側(cè)腮腺平均劑量20Gy或兩側(cè)腮腺平均劑量25Gy，通常可以避免嚴(yán)重口干正常組織的耐受劑量咽和喉咽、喉相關(guān)的放射損傷主要有喉水腫、發(fā)音功能障礙、下咽困難等發(fā)音功能障礙與喉和喉上組織同時受到放射損傷有關(guān)，也受唾液分泌減少或周圍肌肉組織和軟組織損傷的影響正常組織的耐受劑量推薦非腫瘤靶區(qū)喉的平均劑量限制值為4045Gy，最高劑量點(diǎn)劑量26Gy，

10、V3046%，心包炎發(fā)生的危險性會增加正常組織的耐受劑量食管接受大于4050Gy照射的食管體積與重度放射性食管炎明顯相關(guān)在非小細(xì)胞肺癌放療中食管照射的最大劑量應(yīng)少于腫瘤的處方劑量正常組織的耐受劑量V5032, S5032晚期食管毒性發(fā)生率30V5032, S5032晚期食管毒性發(fā)生率50 Gy的食管長度3.2cm，晚期食管毒性發(fā)生率50 Gy的食管長度3.2cm，晚期食管毒性發(fā)生率4急性食管毒性反應(yīng)是晚期食管毒性反應(yīng)的重要預(yù)測因素正常組織的耐受劑量肝臟由于超過5年或更長時間隨訪的病例數(shù)過少，對肝臟的遠(yuǎn)期損傷或膽道系統(tǒng)的損傷還不十分清楚。正常組織的耐受劑量姑息治療全肝照射劑量：肝臟轉(zhuǎn)移瘤，30G

11、y（單次劑量2Gy）或7次21Gy原發(fā)性肝癌，28Gy（單次劑量2Gy）或7次21Gy。正常組織的耐受劑量胃全胃接受45Gy的劑量大約有5%-7%的晚期并發(fā)癥（如原發(fā)性潰瘍）正常組織的耐受劑量小腸只勾畫小腸本身的情況下，接受15Gy的小腸的絕對體積應(yīng)45Gy的體積應(yīng)該小于195cc。接受更高劑量的小腸體積應(yīng)該縮小。正常組織的耐受劑量腎臟關(guān)于腎臟放射損傷的劑量/體積/效應(yīng)的研究數(shù)據(jù)很少，一是因為臨床醫(yī)生在臨床上盡量減少腎臟受照射的體積和劑量，避免超過目前對腎臟的限制劑量另一方面因為腎臟損傷潛伏期長，病程進(jìn)展慢，臨床不容易觀察。隨訪大于10年的研究很少，所以腎臟的劑量體積效應(yīng)還不確定正常組織的耐受

12、劑量膀胱由于缺乏可靠的數(shù)據(jù)，一般參考RTOG0415對前列腺癌的研究時的膀胱限量常規(guī)分割照射時，接受大于80Gy劑量的膀胱體積應(yīng)小于15%接受大于75Gy劑量的膀胱體積應(yīng)小于25%接受大于70Gy劑量的膀胱體積應(yīng)小于35%接受大于65Gy劑量的膀胱體積應(yīng)小于50%。正常組織的耐受劑量直腸常規(guī)分割時直腸耐受的最大劑量可以達(dá)到78Gy三維適形放療中，劑量/體積限制為：V50 50%，V60 35%，V65 25%，V70 20%，V75 15%，2級及以上遲發(fā)直腸毒性的發(fā)生概率小于15%，3級及以上遲發(fā)直腸毒性發(fā)生概率小于10%表1. QUANTEC匯總表器官 參考體積 照射方式 損傷 劑量體積參

13、數(shù)（Gy） 損傷發(fā)生率 備注（除標(biāo)注外均為部分器官照射）腦整個器官整個器官整個器官3D-CRT3D-CRT3D-CRT有癥狀的腦組織壞死有癥狀的腦組織壞死有癥狀的腦組織壞死Dmax60Dmax=72Dmax=90351072Gy和90Gy損傷發(fā)生率由BED模型外推獲得整個器官SRS(單次分割)有癥狀的腦組織壞死V125-10cc 510 cc發(fā)生率會快速升高腦干整個器官整個器官整個器官3D-CRT永久性腦神經(jīng)損傷或壞死永久性腦神經(jīng)損傷或壞死Dmax54D1-10cc=5955整個器官3D-CRT永久性腦神經(jīng)損傷或壞死Dmax645點(diǎn)劑量1cc整個器官SRS(單次分割)永久性腦神經(jīng)損傷或壞死Dm

14、ax 12.55聽神經(jīng)瘤病人視神經(jīng)/交叉整個器官整個器官整個器官3D-CRT3D-CRT3D-CRT視神經(jīng)損傷視神經(jīng)損傷視神經(jīng)損傷Dmax607-20器官體積很小，3D-CRT通常照射整個器官1整個器官SRS(單次分割)視神經(jīng)損傷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包括整個脊髓橫斷面部分器官部分器官SRS(單次分割)SRS(大分割)脊髓病脊髓病Dmax=13Dmax=2011照射脊髓橫斷面的一部分分3次照射，照射脊髓橫斷面的一部分耳蝸整個器官3D-CRT神經(jīng)性聽力喪失平均劑量

15、=4530耳蝸平均劑量，在4kHz的聽覺,整個器官SRS(單次分割)神經(jīng)性聽力喪失處方劑量=1425有用聽力器官 參考體積 照射方式 損傷 劑量體積參數(shù)（Gy） 損傷發(fā)生率 備注（除標(biāo)注外均為部分器官照射）腮腺2兩側(cè)全腮腺3D-CRT分泌功能長期低于治療前的25%平均劑量2520兩側(cè)腮腺一起評估單側(cè)全腮腺3D-CRT分泌功能長期低于治療前的25%平均劑量2020至少一側(cè)腮腺受量低于20Gy兩側(cè)全腮腺3D-CRT分泌功能長期低于治療前的25%平均劑量3950兩側(cè)腮腺咽部咽部括約肌整個器官吞咽和吸氣困難平均劑量5020喉部整個器官3D-CRT發(fā)音功能障礙Dmax6620來源于一項合并化療的研究整個

16、器官SRS(單次分割)吸氣困難平均劑量5030來源于一項合并化療的研究整個器官整個器官整個器官3D-CRT喉水腫喉水腫平均劑量44V50=27%2020一項非喉癌病人的研究，未合并化療3肺整個器官3D-CRT有癥狀的肺炎V20=30%20兩側(cè)肺，劑量依賴性反應(yīng)整個器官整個器官整個器官整個器官整個器官3D-CRT3D-CRT3D-CRT3D-CRT3D-CRT有癥狀的肺炎有癥狀的肺炎有癥狀的肺炎有癥狀的肺炎有癥狀的肺炎平均劑量=7平均劑量=13平均劑量=20平均劑量=24平均劑量=27510203040除外全肺放療食管整個器官3D-CRT3級以上急性食管炎平均劑量34 5-20基于RTOG和其他

17、研究部分器官部分器官部分器官3D-CRT3D-CRT3D-CRT2級以上急性食管炎2級以上急性食管炎2級以上急性食管炎V3550%V5040%V7020%303030多個劑量限制值，劑量/體積依賴性反應(yīng)器官 參考體積 照射方式 損傷 劑量體積參數(shù)（Gy） 損傷發(fā)生率 備注（除標(biāo)注外均為部分器官照射）心臟心包心包3D-CRT3D-CRT心包炎心包炎平均劑量26V3046%1515基于一項單獨(dú)研究整個器官3D-CRT心源性死亡V2510%1基于危險預(yù)測肝整個肝臟-GTV整個肝臟-GTV3D-CRT或全肝3D-CRT經(jīng)典放射性肝病4經(jīng)典放射性肝病平均劑量30-32平均劑量42550原發(fā)性肝病或肝細(xì)胞

18、肝癌病人耐受劑量較低整個肝臟-GTV整個肝臟-GTV3D-CRT或全肝3D-CRT經(jīng)典放射性肝病經(jīng)典放射性肝病平均劑量28平均劑量36550原發(fā)性肝病或肝細(xì)胞肝癌病人肝臟功能childA級，除外乙型肝炎復(fù)發(fā)者整個肝臟-GTV整個肝臟-GTVSBRT(大分割) SBRT(大分割)經(jīng)典放射性肝病經(jīng)典放射性肝病平均劑量13 18平均劑量15 20555700cc正常肝臟SBRT(大分割)經(jīng)典放射性肝病Dmax1553-5次分割，基于正常肝體積腎兩側(cè)全腎兩側(cè)全腎兩側(cè)全腎或3D-CRT兩側(cè)全腎腎功能障礙腎功能障礙平均劑量15-18平均劑量 28550非全身照射非全身照射兩側(cè)全腎3D-CRT腎功能障礙V1255% V2032%V2330% V2820%5對于兩腎，非全身照射胃整個器官整個器官胃潰瘍D10045 7器官 參考體積 照射方式 損傷 劑量體積參數(shù)（Gy） 損傷發(fā)生率 備注（除標(biāo)注外均為部分器官照射）小腸單個小腸腸袢3D-CRT3級以上急