三維適形放療中正常組織損傷及耐受劑量課件

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模擬機定位 平行對穿野照射 照射范圍大大超過靶區范圍 周圍正常組織或是全部器官或是部分器官接受與靶區劑量同樣的照射，CT用于模擬定位 三維治療計劃 靶區體積和靶區周圍正常組織的顯示更加精確。多野照射技術，三維顯示正常組織的劑量，并且

2、可以通過調整射野參數改變周圍正常組織的劑量分布。早反應組織細胞更新快,放射后的損傷很快會表現出來,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胞數量.如:粘膜上皮、骨髓晚反應組織 細胞更新慢,數周甚至一年或更長時間也不進行自我更新,如神經細胞,放射后的損傷很晚才表現出來,這類組織/比值較小早晚反應組織的差別 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組織高+晚反應組織低+0 正常組織的體積效應受照射體積對正常組織耐受性的影響結構性組織耐受（限定體積內細胞的放射敏感性和使成熟細胞群保持在臨界水平以上的干細胞活力 ）功能性耐受 （作為一個整體的器官是否能繼續行

3、使功能 ）以器官結構來對體積效應分類，平行組織結構的器官，如（肺、腎）與串聯組織結構的脊髓 串聯組織結構的器官（如脊髓、小腸）一個功能亞單位的失活便可導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癥的風險來說沒有一個閾值體積，而是強烈地受非均勻性的熱點劑量影響 正常組織的體積效應平行組織結構的器官（如肺、腎）存在著一個照射的閾值體積，超過這個閾值體積，損傷通常表現為程度不同的反應，即隨著照射劑量的增大功能性損害的嚴重性增加發生并發癥的風險取決于在整個器官的劑量分布，而不是小“熱點”的存在 正常組織的體積效應不存在純粹的串聯結構組織 平行組織結

4、構的器官內也存在串聯結構組織 正常組織的體積效應中間型器官結構（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系更大，即便是很小區域的照射也會導致其所控制區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正常組織的早、中、晚期放射性反應器官早期一過性反應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，可能需手術結腸、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、晚期放射性反應器官早期一過性反應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年以后白內障脊髓無水腫橫斷性脊髓炎，612個月以內可逆，12年截癱正常組織的耐受劑量腦組織部分腦組織常規分割照射時，推測產生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，相當于每日1次每次2Gy常規照射的劑量72Gy和90Gy腦組織損傷對2Gy的分割非常敏感在研究中發現每日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，QUANTEC根據現有的數據提出了腦組織耐受劑量的估計值，所以在臨床上應用這些限定值應謹慎，需結合臨床實際情況給予綜合判定在兒童18Gy的全腦照射就會產生認知障礙正常組織的耐受劑量腦部腫瘤復發后往往需要再程放療一項Meta分析發現腦部再程放療（2次放療間隔3-55個月）當總劑量100 Gy（相當于每次2 Gy的劑量，/=2）時未見到腦壞死發生。正常組織的耐受劑量視神經和視交叉總劑量

7、和分割劑量是視神經或視交叉損傷的兩個最重要的因素Emami推薦視神經及視交叉的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損傷發生的可能性接近零。分割劑量2 Gy，最大劑量點劑量60Gy時，放射性視神經損傷發生率為720%。垂體瘤治療中視神經的限制劑量應減低，推薦每次分割1.8Gy，視神經最大劑量應64 Gy時腦干損傷的發生率會迅速增加，但目前還沒有足夠數據說明64 Gy后是否還存在劑量-體積-效應關系正常組織的耐受劑量脊髓常規分割每次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個月出現部分亞致死損傷的修復，放療后2年亞致死損傷的修復明顯增加再程放療時，如果第一次放療為常規分割照射，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/效應關系的數據還不充分正常組織的耐受劑量耳耳蝸體積非常小不便進行劑量/體積/效應分析文獻多采用耳蝸的平均劑量評價放射劑量與損傷的關系正常組織的耐受劑量為了減少神經

9、性耳聾，常規分割放療耳蝸的平均劑量應限制在45 Gy由于現有數據有限，為了避免神經性耳聾的發生應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腮腺受照射可以避免口干發生保護一側頜下腺免受照射或頜下腺的平均劑量35Gy可以減少口干一側腮腺平均劑量20Gy或兩側腮腺平均劑量25Gy，通常可以避免嚴重口干正常組織的耐受劑量咽和喉咽、喉相關的放射損傷主要有喉水腫、發音功能障礙、下咽困難等發音功能障礙與喉和喉上組織同時受到放射損傷有關，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喉的平均劑量限制值為4045Gy，最高劑量點劑量26Gy，

10、V3046%，心包炎發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在非小細胞肺癌放療中食管照射的最大劑量應少于腫瘤的處方劑量正常組織的耐受劑量V5032, S5032晚期食管毒性發生率30V5032, S5032晚期食管毒性發生率50 Gy的食管長度3.2cm，晚期食管毒性發生率50 Gy的食管長度3.2cm，晚期食管毒性發生率4急性食管毒性反應是晚期食管毒性反應的重要預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過少，對肝臟的遠期損傷或膽道系統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：肝臟轉移瘤，30G

11、y（單次劑量2Gy）或7次21Gy原發性肝癌，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%的晚期并發癥（如原發性潰瘍）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45Gy的體積應該小于195cc。接受更高劑量的小腸體積應該縮小。正常組織的耐受劑量腎臟關于腎臟放射損傷的劑量/體積/效應的研究數據很少，一是因為臨床醫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還不確定正常組織的耐受

12、劑量膀胱由于缺乏可靠的數據，一般參考RTOG0415對前列腺癌的研究時的膀胱限量常規分割照射時，接受大于80Gy劑量的膀胱體積應小于15%接受大于75Gy劑量的膀胱體積應小于25%接受大于70Gy劑量的膀胱體積應小于35%接受大于65Gy劑量的膀胱體積應小于50%。正常組織的耐受劑量直腸常規分割時直腸耐受的最大劑量可以達到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級及以上遲發直腸毒性的發生概率小于15%，3級及以上遲發直腸毒性發生概率小于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（Gy） 損傷發生率 備注（除標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永久性腦神經損傷或壞死永久性腦神經損傷或壞死Dmax54D1-10cc=5955整個器官3D-CRT永久性腦神經損傷或壞死Dmax645點劑量1cc整個器官SRS(單次分割)永久性腦神經損傷或壞死Dm

14、ax 12.55聽神經瘤病人視神經/交叉整個器官整個器官整個器官3D-CRT3D-CRT3D-CRT視神經損傷視神經損傷視神經損傷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（Gy） 損傷發生率 備注（除標注外均為部分器官照射）腮腺2兩側全腮腺3D-CRT分泌功能長期低于治療前的25%平均劑量2520兩側腮腺一起評估單側全腮腺3D-CRT分泌功能長期低于治療前的25%平均劑量2020至少一側腮腺受量低于20Gy兩側全腮腺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%20兩側肺，劑量依賴性反應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/體積依賴性反應器官 參考體積 照射方式 損傷 劑量體積參數（Gy） 損傷發生率 備注（除標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基于一項單獨研究整個器官3D-CRT心源性死亡V2510%1基于危險預測肝整個肝臟-GTV整個肝臟-GTV3D-CRT或全肝3D-CRT經典放射性肝病4經典放射性肝病平均劑量30-32平均劑量42550原發性肝病或肝細胞

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經典放射性肝病經典放射性肝病平均劑量28平均劑量36550原發性肝病或肝細胞肝癌病人肝臟功能childA級，除外乙型肝炎復發者整個肝臟-GTV整個肝臟-GTVSBRT(大分割) SBRT(大分割)經典放射性肝病經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)經典放射性肝病Dmax1553-5次分割，基于正常肝體積腎兩側全腎兩側全腎兩側全腎或3D-CRT兩側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（Gy） 損傷發生率 備注（除標注外均為部分器官照射）小腸單個小腸腸袢3D-CRT3級以上急