肿瘤放射治疗—剂量分割
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d=242.8 cGy
例2 假设一病变4cm*4cm，用铯-137插植， 5天内照射剂量为6000cGy。若用体外4MeV 电子束代替铯-137插植，照射同一病变，每 周5次，每次剂量应为多少？
解： TDF计算：因TDF近距离=TDF体外
4.67*10-3*120*501.35=30*d1.35*(40/30)-0.169*10-3
3、氧效应及泛氧细胞的再结合
如果用单次大剂量照射肿瘤，绝大多数放 射敏感的有氧细胞会被杀死，存活的大多数 细胞将是泛氧的。因此照射后放射生物性泛 氧比例将接近100%，随后逐渐下降并接近初 始值，这种现象Baidu Nhomakorabea叫做再氧合，特指在剩下 的存活细胞中泛氧细胞状态的改变（即放射 生物性泛氧比例）。
再氧合对临床放射治疗具有重要意义。假如一 个肿瘤，90%的肿瘤细胞是氧合好的，10%是泛氧 的，在没有氧合的情况下，随着总剂量的增加，每 次照射将会杀死越来越少的细胞，应为到后期存活 的细胞主要是泛氧细胞。但是在分次照射间隔中发 生再氧合，使原来部分泛氧细胞逐渐成为氧合好的 细胞，从而对射线敏感，因此泛氧细胞对疗效的影 响不会太大。
4、再群体化
组织损伤后，其中干细胞在集体调节机制的调 节下，进行增殖、分化、恢复组织原来形态的过程 成为再群体化。
在常规放疗期间，大部分早反应组织有一定程 度的快速再群体化，而晚反应组织由于它的生物学 特性一般认为疗程中不发生再群体化。如果疗程太 长，疗程后期的分次剂量效应将由于肿瘤内存活的 干细胞已被启动进入快速再群体化而受到损害。
肿瘤放射治疗 剂量分割
分次放射治疗的生物学基础
• 1、细胞放射损伤修复 • 2、周期内细胞再分布 • 3、氧效应及泛氧细胞的再结合 • 4、再群体化
1、细胞放射损伤修复
射线对细胞作用最关键的靶是DNA。目前 临床上所用的照射剂量会造成大量的DNA损 伤，但是大多数的DNA损伤都可被细胞成功 的修复，它与照射后时间长短呈指数关系。
现代放射生物学的观点认为，在照射靶组织中 的正常组织，按细胞照射后损伤表达的时间不同， 可将增值性的组织分为两大类：照射后损伤出现早 或增值快的组织为早或急性反应组织；若损伤在照 射开始后很长时间才表达或增殖慢的组织称为晚反 应组织。
早反应组织包括皮肤、粘膜、小肠上皮细 胞等；晚反应组织如肺、肾、脊髓、脑等组 织。大部分肿瘤组织属于早反应组织，其放 射生物学特点与早反应正常组织相仿。
BED1=BED2有：
50*（1+（2/10））-（35-28）*0.6=21d*(1+(d/10))(49-28)*0.6
d=258cGy
3.早反应组织：设α/β=10Gy K最后=0.2*（1+（2/10））=0.24Gy/d,代入式 中，有
50*（1+（2/10））- 35*0.24= 21d*(1+(d/10))-49*0.24
解得d=215.8 cGy
体外分次照射方案
参数
常规分次
每次剂量 （Gy)
1.7-2.5
次数/天
1
超分次 0.8-1.3
2-5
加速分次
非常规大剂 量
常规大剂量
1.6-2.2
>3
>2.5
2-3
<1
1
总次数
疗程时间 （周）
总剂量 （Gy）
25-35 5-7
45-70
>50 5-7 55-80
25-35 <4
40-65
<20 5-7 30-60
正常组织和肿瘤组织α/β值
组织类型
晚反 应组 织
早反 应组 织
肿瘤 组织
皮肤
肺
脑
脊髓 肠 肾
α/β Gy
2.5 10 10 7.6 6.9 3.3 2.5 7.9 3.4
2、周期内细胞再分布
一般来说，分次放疗中存在着处于相对放 射抗拒的细胞向放射敏感时相移动的再分布 现象，这有助于提高放射线对肿瘤细胞的杀 伤效果。但如果未能进行有效的细胞周期内 时相的再分布，则有可能成为放射耐受的机 制之一。
<25 <5 30-60
变量TDF模型
TDF=Nd1.538(T/N)-0.169 ×10-3 式中d为分次剂量（cGy）；T/D为间次平均 间隔时间（d）；10-3是一个比例系数。
用于长寿命同位素低剂量率连续照射时TDF: TDF=Tr1.35×4.76×10-3 T为插植时间（h），r为剂量率(cGy), 4.76×10-3是比例系数。
L-Q线性二次模型
外推反应剂量ERD又称为生物效应剂量 （biologically effective dose,BED）
BED=Nd（1+d/（α/β）） 上式表达的BED是分次数N的线性函数，因此 BED像TDF一样，可以直接进行相加：
BED总=BED1+BED2+…
上述公式表达的BED中没有考虑到照射后 的细胞增殖，所以利用浪费剂量WD，对其进 行时间因子的修正：
d=236.9cGy
按L-Q模型计算： 1.晚反应正常组织：α/β=2.5Gy,忽略细胞增
殖，则有：
BED1=BED2 50*(1+(2/2.5))=21*d*(1+(d/2.5))
d=225cGy
2.肿瘤：设α/β=10Gy，T0=28天, K最后=0.5*（1+（2/10））=0.6Gy/d,代入
应用实例
• 例1 治疗方案比较：常规每周5次，每 次200cGy,共25次，若改为每周3次， 共21次，每次剂量应该给多少？
解： 按TDF模型计算：
因肿瘤组织有关TDF参数不知道，假定与 正常组织相同，题中又没有规定任何正常组 织，按常量TDF模型计算：
TDF1=TDF2
25*2001.538*(7/5)-0.169×10-3=21*d1.538*(7/3)-0.169×10-3
短寿命同位素临时性插植治疗，TDF变成： TDF=r01.35×4.76×10-3(1-e-1.35λT)/1.35λ 式 始中剂λ量为率同（位c素Gy衰）变。常数（h-1）,r0为插植是初
对短寿命同位素永久性插植，T→∞，上式变 为： TDF=λ-1r01.35×3.53×10-3
外照射和近距离照射的TDF值可以直接相加 ： TDF总=TDF外照射+TDF近距离
早反应组织对放射损伤的修复能力低，修复速 度快，照射会加快早反应组织的细胞增殖。因此适 当次间隔（不能小于亚致死损伤的修复时间）的分 次小剂量拉长疗程的照射会有利于减少早反应正常 组织的放射反应。
晚反应正常组织对放射损伤的修复能力较大、 修复速度慢，为避免晚反应正常组织的损伤，必须 减少分次照射的剂量，但拉长疗程不会给它带来太 多好处。
小结
肿瘤组织属于早反应组织，如果不考虑肿瘤内泛 氧细胞的存在，应该采用单次大剂量或少数几次大 剂量缩短疗程的照射，以减弱甚至消除其细胞修复 能力、修复速度和照射中干细胞的增殖对疗效的影 响，确保肿瘤得到局部控制。由于肿瘤组织内部部 分泛氧，不能用单次或少数几次大剂量将它们杀灭 ，加上肿瘤组织周围早、晚反应正常组织的存在和 限制，必须采取适当的剂量分次方式。
WD=KT
式中K为计及整个疗程期T（d）内，因细胞 增殖每次照射应增加的剂量：
BED=Nd（1+d/（α/β））-K最后(T-T0) T0为细胞增殖的触发时间。
正常组织和肿瘤组织BED计算参数
组织类型
晚反应组织
早反应组织
肿瘤组织
T0(d)
0
K(Gy/d)
0
0
28
0.2
0.5
K最后=K×(1+d/(α/β))
例2 假设一病变4cm*4cm，用铯-137插植， 5天内照射剂量为6000cGy。若用体外4MeV 电子束代替铯-137插植，照射同一病变，每 周5次，每次剂量应为多少？
解： TDF计算：因TDF近距离=TDF体外
4.67*10-3*120*501.35=30*d1.35*(40/30)-0.169*10-3
3、氧效应及泛氧细胞的再结合
如果用单次大剂量照射肿瘤，绝大多数放 射敏感的有氧细胞会被杀死，存活的大多数 细胞将是泛氧的。因此照射后放射生物性泛 氧比例将接近100%，随后逐渐下降并接近初 始值，这种现象Baidu Nhomakorabea叫做再氧合，特指在剩下 的存活细胞中泛氧细胞状态的改变（即放射 生物性泛氧比例）。
再氧合对临床放射治疗具有重要意义。假如一 个肿瘤，90%的肿瘤细胞是氧合好的，10%是泛氧 的，在没有氧合的情况下，随着总剂量的增加，每 次照射将会杀死越来越少的细胞，应为到后期存活 的细胞主要是泛氧细胞。但是在分次照射间隔中发 生再氧合，使原来部分泛氧细胞逐渐成为氧合好的 细胞，从而对射线敏感，因此泛氧细胞对疗效的影 响不会太大。
4、再群体化
组织损伤后，其中干细胞在集体调节机制的调 节下，进行增殖、分化、恢复组织原来形态的过程 成为再群体化。
在常规放疗期间，大部分早反应组织有一定程 度的快速再群体化，而晚反应组织由于它的生物学 特性一般认为疗程中不发生再群体化。如果疗程太 长，疗程后期的分次剂量效应将由于肿瘤内存活的 干细胞已被启动进入快速再群体化而受到损害。
肿瘤放射治疗 剂量分割
分次放射治疗的生物学基础
• 1、细胞放射损伤修复 • 2、周期内细胞再分布 • 3、氧效应及泛氧细胞的再结合 • 4、再群体化
1、细胞放射损伤修复
射线对细胞作用最关键的靶是DNA。目前 临床上所用的照射剂量会造成大量的DNA损 伤，但是大多数的DNA损伤都可被细胞成功 的修复，它与照射后时间长短呈指数关系。
现代放射生物学的观点认为，在照射靶组织中 的正常组织，按细胞照射后损伤表达的时间不同， 可将增值性的组织分为两大类：照射后损伤出现早 或增值快的组织为早或急性反应组织；若损伤在照 射开始后很长时间才表达或增殖慢的组织称为晚反 应组织。
早反应组织包括皮肤、粘膜、小肠上皮细 胞等；晚反应组织如肺、肾、脊髓、脑等组 织。大部分肿瘤组织属于早反应组织，其放 射生物学特点与早反应正常组织相仿。
BED1=BED2有：
50*（1+（2/10））-（35-28）*0.6=21d*(1+(d/10))(49-28)*0.6
d=258cGy
3.早反应组织：设α/β=10Gy K最后=0.2*（1+（2/10））=0.24Gy/d,代入式 中，有
50*（1+（2/10））- 35*0.24= 21d*(1+(d/10))-49*0.24
解得d=215.8 cGy
体外分次照射方案
参数
常规分次
每次剂量 （Gy)
1.7-2.5
次数/天
1
超分次 0.8-1.3
2-5
加速分次
非常规大剂 量
常规大剂量
1.6-2.2
>3
>2.5
2-3
<1
1
总次数
疗程时间 （周）
总剂量 （Gy）
25-35 5-7
45-70
>50 5-7 55-80
25-35 <4
40-65
<20 5-7 30-60
正常组织和肿瘤组织α/β值
组织类型
晚反 应组 织
早反 应组 织
肿瘤 组织
皮肤
肺
脑
脊髓 肠 肾
α/β Gy
2.5 10 10 7.6 6.9 3.3 2.5 7.9 3.4
2、周期内细胞再分布
一般来说，分次放疗中存在着处于相对放 射抗拒的细胞向放射敏感时相移动的再分布 现象，这有助于提高放射线对肿瘤细胞的杀 伤效果。但如果未能进行有效的细胞周期内 时相的再分布，则有可能成为放射耐受的机 制之一。
<25 <5 30-60
变量TDF模型
TDF=Nd1.538(T/N)-0.169 ×10-3 式中d为分次剂量（cGy）；T/D为间次平均 间隔时间（d）；10-3是一个比例系数。
用于长寿命同位素低剂量率连续照射时TDF: TDF=Tr1.35×4.76×10-3 T为插植时间（h），r为剂量率(cGy), 4.76×10-3是比例系数。
L-Q线性二次模型
外推反应剂量ERD又称为生物效应剂量 （biologically effective dose,BED）
BED=Nd（1+d/（α/β）） 上式表达的BED是分次数N的线性函数，因此 BED像TDF一样，可以直接进行相加：
BED总=BED1+BED2+…
上述公式表达的BED中没有考虑到照射后 的细胞增殖，所以利用浪费剂量WD，对其进 行时间因子的修正：
d=236.9cGy
按L-Q模型计算： 1.晚反应正常组织：α/β=2.5Gy,忽略细胞增
殖，则有：
BED1=BED2 50*(1+(2/2.5))=21*d*(1+(d/2.5))
d=225cGy
2.肿瘤：设α/β=10Gy，T0=28天, K最后=0.5*（1+（2/10））=0.6Gy/d,代入
应用实例
• 例1 治疗方案比较：常规每周5次，每 次200cGy,共25次，若改为每周3次， 共21次，每次剂量应该给多少？
解： 按TDF模型计算：
因肿瘤组织有关TDF参数不知道，假定与 正常组织相同，题中又没有规定任何正常组 织，按常量TDF模型计算：
TDF1=TDF2
25*2001.538*(7/5)-0.169×10-3=21*d1.538*(7/3)-0.169×10-3
短寿命同位素临时性插植治疗，TDF变成： TDF=r01.35×4.76×10-3(1-e-1.35λT)/1.35λ 式 始中剂λ量为率同（位c素Gy衰）变。常数（h-1）,r0为插植是初
对短寿命同位素永久性插植，T→∞，上式变 为： TDF=λ-1r01.35×3.53×10-3
外照射和近距离照射的TDF值可以直接相加 ： TDF总=TDF外照射+TDF近距离
早反应组织对放射损伤的修复能力低，修复速 度快，照射会加快早反应组织的细胞增殖。因此适 当次间隔（不能小于亚致死损伤的修复时间）的分 次小剂量拉长疗程的照射会有利于减少早反应正常 组织的放射反应。
晚反应正常组织对放射损伤的修复能力较大、 修复速度慢，为避免晚反应正常组织的损伤，必须 减少分次照射的剂量，但拉长疗程不会给它带来太 多好处。
小结
肿瘤组织属于早反应组织，如果不考虑肿瘤内泛 氧细胞的存在，应该采用单次大剂量或少数几次大 剂量缩短疗程的照射，以减弱甚至消除其细胞修复 能力、修复速度和照射中干细胞的增殖对疗效的影 响，确保肿瘤得到局部控制。由于肿瘤组织内部部 分泛氧，不能用单次或少数几次大剂量将它们杀灭 ，加上肿瘤组织周围早、晚反应正常组织的存在和 限制，必须采取适当的剂量分次方式。
WD=KT
式中K为计及整个疗程期T（d）内，因细胞 增殖每次照射应增加的剂量：
BED=Nd（1+d/（α/β））-K最后(T-T0) T0为细胞增殖的触发时间。
正常组织和肿瘤组织BED计算参数
组织类型
晚反应组织
早反应组织
肿瘤组织
T0(d)
0
K(Gy/d)
0
0
28
0.2
0.5
K最后=K×(1+d/(α/β))