三维适形放疗中正常组织的损伤和耐受剂量概述

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能)
• 以器官结构来对体积效应分类,平行组织结构的 器官,如(肺、肾)与串联组织结构的脊髓
正常组织的体积效应
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
三维适形放疗中正常组织的 损伤和耐受剂量
Ming Liu, MD Professor of Radiation Oncology Director of the Department of Radiation Oncology The Third Hospital of Hebei Medical University Ziqiang Road 139, Shijiazhuang,
1.5~3年慢性放射性肾炎 1~2年纤维化及硬化
7~8个月挛缩,一年后萎缩性 溃疡
1~2年坏死
1~2年心包炎 少见
2年以后白内障
横断性脊髓炎,6~12个月以 内可逆,1~2年截瘫
正常组织的耐受剂量
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
Hebei, China 050051
• 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。
组织类型
早反应组 织
生存曲线 的α/β 比值

对分次量 大小的 敏感性
++
对治疗总 时间的 敏感性
+
晚反应组

++++
0

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
• 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
射严重的脑干损伤发生率很低
正常组织的耐受剂量
• 小照射体积照射60~64 Gy剂量后脑干损伤的剂量/ 体积/效应的研究数据很少。
• 很小体积的脑干(1-10cc)可以接受59Gy(每次2 Gy)的照射,当剂量>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
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<55Gy时,视神 经损伤发生率很低,剂量升至55~60 Gy时发生率 为3~7%,而且发生视神经损伤的患者中大多是视 神经的照射剂量接近60Gy(如59Gy)的患者。
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 以肾脏的剂量体积效应还不确定
正常组织的耐受剂量
结肠、直肠 腹泻、绞痛
胃 食管 口腔 皮肤
厌食、恶心、酸 度降低
吞咽困难、疼痛
黏膜炎、湿性脱 皮
红斑、脱皮

肝功异常
6-12个月梗阻
6-12个月腹泻、坏 死
1-2个月表浅溃疡
1-11年梗阻,可能需 手术
2-3年慢性梗阻、纤维 化
慢性萎缩性胃炎

1-5年狭窄
2-3个月萎缩
6-8周脱皮、色素 沉着

6个月-1年纤维化、15年溃疡、坏死
正常组织的耐受剂量
脊髓 • 常规分割每次1.8~2Gy,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(α/β=0.87Gy)是 放射性脊髓病的主要相关因素。
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

脑干
视神经/ 交叉
整个器官 整个器官 整个器官
整个器官
整个器官 整个器官
6个月-5年萎缩、溃疡、 纤维化
6个月-1年肝功损伤
正常组织的早、中、晚期放射性反应Biblioteka Baidu
器官 肺 肾 输尿管 膀胱
脑 心脏 血管 眼 脊髓
早期一过性反应 肺炎 无 无 膀胱炎
水肿 无 无 无 无
中期放射性损伤 1~3个月肺炎 6~12个月肾硬化 无 无
6~12月可逆反应 心肌炎 动脉纤维化 无 水肿
晚期放射性损伤 6个月~2年纤维化
与放射性肺炎的发生有关 • 临床上放射性肺炎的程度
和诊断标准不完全一致 • 没有一个公认的可接受的
毒性反应程度
正常组织的耐受剂量
• 目前没有明确和一致的剂量/体积限制值 • 为了达到靶区的覆盖,肺癌的放射治疗照射野可
能较大;医生和患者通常需要接受明显的肺损伤 的风险。 • 放疗前患者间肺功能的显著差异可能影响症状的 发展 • 放疗后肿瘤治疗相关的功能损伤可能增加

正常组织的体积效应
中间型器官结构(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
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
正常组织的体积效应
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
• 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
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,α/β=2)时未见到脑坏死发生。
正常组织的耐受剂量
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)
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
生率<30% • 剂量>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
• 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
• 心包平均剂量>26Gy,V30>46%,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40~50Gy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
• V50>32%, S50>32%晚期食管毒性发生率<30% • V50<32%, S50<32%晚期食管毒性发生率<7% • 剂量>50 Gy的食管长度>3.2cm,晚期食管毒性发
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
• 常规分割照射剂量>60Gy时,放射性视神经损伤 发生率为7~20%。
• 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<46Gy。
正常组织的耐受剂量
脑干 • 避免脑干损伤非常重要 • 有关脑干损伤研究的病例数都
少于100例 • 整个脑干54 Gy的常规分割照
床情况下具有不同的临床意义 ,应该依据病人的实际情况以 及肿瘤控制率综合考虑。 • 乳腺癌病人,在保证靶区剂量 覆盖的前提下推荐尽量减少心 脏受照体积
正常组织的耐受剂量
• 淋巴瘤的治疗中,以前认为全心接受接近30Gy的 照射是能够耐受的
• 现在人们很少不采用化疗而单纯应用放疗来治疗 淋巴瘤
• 大多数淋巴瘤患者接受了含有阿霉素的化疗和放 射治疗,全心脏剂量应该限制到≤15Gy
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 40~45Gy,最高剂量点剂量<63~66 Gy
• 尽量减少喉及咽部括约肌≥60Gy剂量照射的 体积
• 在不减少靶区剂量情况下减少≥50Gy的受照 体积也可以减少下咽困难和呼吸困难的发生 。
正常组织的耐受剂量
肺 • 报道多个剂量/体积参数
早反应组织
• 细胞更新快,放射后的损伤很快会表 现出来,这类组织α/β比值较高,损 伤后以活跃的增殖来维持组织中的细 胞数量.如:粘膜上皮、骨髓
晚反应组织
• 细胞更新慢,数周甚至一年或更长时 间也不进行自我更新,如神经细胞,放 射后的损伤很晚才表现出来,这类组 织α/β比值较小
早晚反应组织的差别
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
常规分割V20≤30-35%,肺平均剂量≤2030Gy时,放射性肺炎的发生危险≤20%,
平均剂量7、13、20、24、27Gy时,有症 状的肺炎 的发生率为5%、10%、20%、 30%、40%
中央气道≤80Gy可能减少气管狭窄发生的 危险性
正常组织的耐受剂量
心脏 • 放射相关性心脏损伤在不同临

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<120cc • 如果勾画了包括腹膜空间的全部体
积,接受>45Gy的体积应该小于 195cc。接受更高剂量的小肠体积应 该缩小。
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