正常组织的放射生物学 (2)精选课件.ppt

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1、关于正常组织的放射生物学(2)第一页，本课件共有78页2 2前 言第二页，本课件共有78页3 3放射肿瘤学的内容放射肿瘤学临床肿瘤学放射物理学放疗技术学放射生物学实验放射生物学临床放射生物学第三页，本课件共有78页4 4实验生物学与临床生物学的关系争论:增殖能力与生存能力我国研究现状我科研究现状第四页，本课件共有78页5 5放射肿瘤学的发展特点放射治疗技术的改进，放射物理学的迅猛发展，肿瘤诊断水平提高，治疗效果“越来越好”肿瘤（尤其头颈部癌）的局控率明显增加生存时间延长 生活质量生活质量在治疗效果的评价方面日益重要在治疗效果的评价方面日益重要第五页，本课件共有78页6 6放射生物学的意义放射治

2、疗的两大基本原则 最大程度地杀灭肿瘤最大程度地杀灭肿瘤 最大程度地保护正常组织最大程度地保护正常组织正常组织的放射生物学效应对放疗方案的设计、实施和修改影响巨大第六页，本课件共有78页7 7复发是最严重的并发症?EaglePigeon第七页，本课件共有78页8 8目 的掌握和熟悉正常组织在放射治疗中和放射治疗后的生物学效应，是临床医师更好运用各种放射治疗方案所必须考虑的重点之一如何使正常组织和重要器官在接受放射治疗时能够避免或尽量减少照射剂量是当今放射肿瘤学的一个重要内容第八页，本课件共有78页9 9正常组织的增殖动力学第九页，本课件共有78页1010各组成细胞群的动力学为基础人体正常组织受一

3、种自动稳定控制系统的控制，正常情况下细胞群的增殖相当于细胞群的丢失当组织处于稳定状态时，新生和死亡的细胞数相等但当某一细胞群失去平衡时这种自动控制作用将使细胞加快增殖，以迅速补充缺损第十页，本课件共有78页1111不同组织的细胞群按增殖和生长活动可分为四大类 快更新组织（快更新组织（fast renew tissue）具有未分化的干细胞（具有未分化的干细胞（undifferentiated stem cellundifferentiated stem cell，USCUSC），包），包括造血细胞、小肠上皮、表皮、输精上皮和淋巴生成细胞括造血细胞、小肠上皮、表皮、输精上皮和淋巴生成细胞等等 慢更

4、新组织（慢更新组织（slow renew tissueslow renew tissue）更新时间很长，包括肝、肾、呼吸道、内分泌器官和结缔组织等更新时间很长，包括肝、肾、呼吸道、内分泌器官和结缔组织等 非更新组织非更新组织 偶有分裂，在成年人这种分裂不足以自我更新，包括骨、脂肪和偶有分裂，在成年人这种分裂不足以自我更新，包括骨、脂肪和平滑肌等平滑肌等 无更新组织无更新组织 细胞完全没有分裂，组织无法更新，包括神经细胞、睾丸的足细细胞完全没有分裂，组织无法更新，包括神经细胞、睾丸的足细胞和心肌细胞等胞和心肌细胞等 第十一页，本课件共有78页1212放射损伤的决定因素损伤的表现取决于细胞内干细胞

5、的耗尽程度 损伤发展的过程、程度及严重性取决于干细胞中前体细胞的分化速度和方式以及干细胞增殖速度 第十二页，本课件共有78页1313放射损伤的组织效应模式结构等级制模式(hierarchical model)至少存在两个层次的细胞：干细胞层次和成熟细胞层至少存在两个层次的细胞：干细胞层次和成熟细胞层次次 与照射剂量无关与照射剂量无关 大多数上皮性早反应组织经历的模式大多数上皮性早反应组织经历的模式灵活模式（flexible model)无明确细胞分化层次和严格细胞等级制度无明确细胞分化层次和严格细胞等级制度与照射剂量相关混合模式第十三页，本课件共有78页1414早反应组织和晚反应组织分类基础增

6、殖动力学靶细胞存活公式对/比值的推算临床上将正常组织分为两大类：早反应组织（early response tissue）和晚反应组织（late response tissue）两者在放射损伤的表现方面有明显的区别第十四页，本课件共有78页1515早反应组织快更新组织主要表现为放射急性反应，照射损伤出现时间较早，损伤后主要通过同源干细胞增殖、分化来补充大多数正常组织与肿瘤组织都属于早反应组织 第十五页，本课件共有78页1616晚反应组织慢更新组织主要表现为放射晚期反应，一般都有纤维细胞和其他结缔组织过度增生，形成广泛纤维化，尚有血管内皮细胞的损伤造成血供减少和器官功能的缓慢丧失损伤后不是干细胞增

7、殖分化的结果，而是由附近的功能细胞进入分裂周期，通过细胞复制来代偿 第十六页，本课件共有78页1717加速再增殖理论经射线照射后可引起细胞群的再增殖，在一定的剂量作用下还可能存在加速再增殖，这种加速再增殖在其他治疗方式（例如外科、化疗、加温治疗等）所致的损伤时很少出现或根本没有，不同组织加速再增殖的开始时间存在较大的差异 第十七页，本课件共有78页18183“A”学说（Dorr）治疗一段时间后，组织细胞在接受一定损伤刺激，正常组织和肿瘤内部会出现三种情况 干细胞加速分裂（干细胞加速分裂（Accelerated stem cell divisionAccelerated stem cell di

8、vision）不对称丢失（不对称丢失（Asymmetry lossAsymmetry loss）流产分裂（流产分裂（Abortive divisionAbortive division）它们相互影响，使组织发生比治疗前要快几倍的再增殖 第十八页，本课件共有78页1919临床上加速再增殖的表现有 分段放疗的疗效比连续放疗的疗效差；分段放疗的疗效比连续放疗的疗效差；肺肿瘤治疗后短期内复发，复发时间远远小于肿瘤倍增时间肺肿瘤治疗后短期内复发，复发时间远远小于肿瘤倍增时间 临床观察到头颈肿瘤的放疗时间延长，肿瘤复发比例增加临床观察到头颈肿瘤的放疗时间延长，肿瘤复发比例增加 头颈肿瘤放疗前与放疗中的肿瘤

9、细胞倍增时间由最初的头颈肿瘤放疗前与放疗中的肿瘤细胞倍增时间由最初的6060天左右缩天左右缩短至短至4 4天左右天左右 正常组织加速再增殖理论上应该存在且与肿瘤组织类似正常组织加速再增殖理论上应该存在且与肿瘤组织类似 常规分割，单纯放疗的鼻咽癌患者，在放疗常规分割，单纯放疗的鼻咽癌患者，在放疗DT40GyDT40Gy以后，口腔以后，口腔粘膜反应程度会有所减轻粘膜反应程度会有所减轻 具体是组织细胞群再增殖还是加速再增殖的作用更大无定论具体是组织细胞群再增殖还是加速再增殖的作用更大无定论第十九页，本课件共有78页2020正常组织放射敏感性正常组织放射敏感性 第二十页，本课件共有78页2121放射敏

10、感性定义放射敏感性是指一切照射条件完全严格一致时，机体器官或组织对辐射反应的强弱或速度快慢不同；若反应强、速度快，其敏感性就越高，反之则低 细胞放射生物学角度来看，放射敏感性定义为造成一次击中所需的辐射量（剂量）越小，放射敏感性越高 BT 定律第二十一页，本课件共有78页2222根据放射敏感性来将全身正常组织分为四大类（1）高度敏感组织 剂量范围为剂量范围为100010002000cGy 包括生殖腺包括生殖腺卵巢、睾丸，发育中的乳腺，生长卵巢、睾丸，发育中的乳腺，生长中的骨和软骨，骨髓等中的骨和软骨，骨髓等中度敏感组织 剂量范围为剂量范围为200020004500cGy4500cGy 胃，小肠

11、，结肠，肾，肺，肝，甲状腺，垂体，生长胃，小肠，结肠，肾，肺，肝，甲状腺，垂体，生长中的肌肉，淋巴结等中的肌肉，淋巴结等 第二十二页，本课件共有78页2323根据放射敏感性来将全身正常组织分为四大类（2）低度敏感组织低度敏感组织 剂量范围剂量范围500050007000cGy7000cGy 皮肤，口腔粘膜，食管，直肠，唾液腺，胰腺，膀胱，成熟皮肤，口腔粘膜，食管，直肠，唾液腺，胰腺，膀胱，成熟的骨和软骨，中枢神经系统，脊髓，眼，耳，肾上腺等的骨和软骨，中枢神经系统，脊髓，眼，耳，肾上腺等 不敏感组织不敏感组织 剂量范围剂量范围7500cGy7500cGy以上以上 输尿管，子宫，成人乳腺，成人肌

12、肉，血液，胆道，关节输尿管，子宫，成人乳腺，成人肌肉，血液，胆道，关节软骨和周围神经，肺尖可耐受软骨和周围神经，肺尖可耐受600060009000cGy9000cGy的剂量，常规的剂量，常规剂量放疗对这些组织基本不发生严重并发症剂量放疗对这些组织基本不发生严重并发症 第二十三页，本课件共有78页2424组织放射敏感性的放射生物学因素再增殖和加速再增殖氧效应（再氧化）再修复细胞周期再群体化第二十四页，本课件共有78页2525放射线对正常组织的影响放射线对正常组织的影响 第二十五页，本课件共有78页2626放射线生物损伤的机理放射线作用于组织，组织内细胞群会发生一系列物理、化学和生物反应射线作用于

13、生物体，产生了大量的快速运动电子，许多电子能够使吸收介质的其他原子电离，破坏机体内不可缺少的化学键，造成一系列后果，最终表现为生物损伤第二十六页，本课件共有78页2727生物损伤的表现生物损伤 微观上表现为细胞死亡，细胞内结构和细胞连接组成微观上表现为细胞死亡，细胞内结构和细胞连接组成的改变的改变宏观上表现为组织功能暂时或永久的丧失不同类型细胞其死亡的定义也有不同 已分化不再增殖的细胞，如神经细胞、肌肉细胞、分已分化不再增殖的细胞，如神经细胞、肌肉细胞、分泌细胞指功能的丧失泌细胞指功能的丧失 增殖性细胞，指丧失持续增殖的能力，即失去完整的增殖性细胞，指丧失持续增殖的能力，即失去完整的增殖能力增

14、殖能力第二十七页，本课件共有78页2828基于放射损伤的器官分类（1）类器官包括骨髓、肝、胃、小肠、脑、脊髓、心脏、肺、肾和胎儿等多为人体的重要器官，如果受到照射的话，在一定剂量下可能会产生严重的放射损伤，甚至影响患者的生命临床计划设计时应尽量避免不照射或少照射第二十八页，本课件共有78页2929基于放射损伤的器官分类（2）类器官类器官 包括皮肤、口腔、咽部、食管、直肠、唾液腺、膀胱、子宫、睾包括皮肤、口腔、咽部、食管、直肠、唾液腺、膀胱、子宫、睾丸、卵巢、生长期软骨、儿童骨、成人软骨、成人骨、眼（视网丸、卵巢、生长期软骨、儿童骨、成人软骨、成人骨、眼（视网膜、角膜、晶体）、内分泌腺（甲状腺、

15、肾上腺、垂体）、周围膜、角膜、晶体）、内分泌腺（甲状腺、肾上腺、垂体）、周围神经、耳（中耳、内耳）等神经、耳（中耳、内耳）等 可以耐受一定的放射剂量，产生中度的放射损伤，损伤后可能导致一可以耐受一定的放射剂量，产生中度的放射损伤，损伤后可能导致一定的功能障碍，但基本对生命无严重影响定的功能障碍，但基本对生命无严重影响 临床计划设计可在肿瘤剂量充足的条件下考虑减少此类器官的照射量临床计划设计可在肿瘤剂量充足的条件下考虑减少此类器官的照射量第二十九页，本课件共有78页3030基于放射损伤的器官分类（3）类器官包括肌肉、淋巴结和淋巴管、大动静脉、关节软骨、子宫、阴道、乳腺等组织的耐受量大多高于肿瘤的

16、致死量，照射后一般不产生或产生轻度的放射损伤临床计划设计时常优先考虑肿瘤的致死量，而不着重考虑此类器官的耐受和损伤问题第三十页，本课件共有78页3131正常组织器官的耐受量定义：产生临床可接受的综合症的剂量最小耐受量（TD5/5）是指在标准治疗条件下，照射后是指在标准治疗条件下，照射后5 5年内放射合并症发生年内放射合并症发生率不超过率不超过5（实际工作中指发生率为（实际工作中指发生率为1 15 5）所）所对应的放射剂量对应的放射剂量最大耐受量（TD50/5）是指标准治疗条件下，照射后是指标准治疗条件下，照射后5 5年内放射合并症发年内放射合并症发生率不超过生率不超过50（实际工作中指发生率为

17、（实际工作中指发生率为25253030）所对应的放射剂量）所对应的放射剂量 第三十一页，本课件共有78页3232耐受剂量的正确认识 只能代表一种几率只能代表一种几率 非标准条件的照射方式的影响非标准条件的照射方式的影响 再程放疗的影响再程放疗的影响 精确设计和精确治疗精确设计和精确治疗年龄的影响 全身性疾病的影响全身性疾病的影响其他治疗手段的影响（化疗、生物修饰剂甚至手术）医生记录及评价标准的影响第三十二页，本课件共有78页3333正常组织的放射耐受量（cGy）组织组织器官器官损伤损伤TD5/5TD5/5TD50/5TD50/5设设野面野面积积或或长长度度皮肤皮肤溃疡溃疡，严严重重纤维纤维化化

18、5 5005 5007 0007 000100cm100cm2 2脑脑梗死，坏死梗死，坏死6 0006 0007 0007 000全全脑脑梗死，坏死梗死，坏死7 0007 0008 0008 0002525脑脑干干梗死，坏死梗死，坏死5000500065006500全脑干全脑干脊髓脊髓梗死，坏死梗死，坏死4 5004 5005 5005 50010cm10cm垂体垂体功能低下功能低下4 5004 50020 00020 00030 30 000000全垂体全垂体眼眼全眼炎，出全眼炎，出血血5 5005 50010 00010 000全眼全眼角膜角膜角膜炎角膜炎5 0005 0006 0006

19、000全角膜全角膜晶体晶体白内障白内障5005001 2001 200全部或部分晶体全部或部分晶体第三十三页，本课件共有78页3434正常组织的放射耐受量（cGy）组织组织器官器官损伤损伤TD5/5TD5/5TD50/5TD50/5设设野面野面积积或或长长度度耳（中耳）耳（中耳）严严重中耳炎重中耳炎6 0006 0007 0007 000全中耳全中耳耳（前庭）耳（前庭）梅尼埃病梅尼埃病6 0006 0007 0007 000全前庭全前庭口腔粘膜口腔粘膜溃疡溃疡，粘膜炎，粘膜炎症症6 0006 0007 5007 50050cm50cm2 2唾液腺唾液腺口腔干燥口腔干燥5 0005 0007 0

20、007 00050cm50cm2 2甲状腺甲状腺功能低下功能低下4 5004 50015 00015 000全甲状腺全甲状腺喉喉食管食管食管炎，食管炎，溃疡溃疡，狭窄狭窄6 0006 0007 5007 50075cm75cm2 2胃胃溃疡溃疡，穿孔，穿孔，出血出血4 5004 5005 5005 500100cm100cm2 2小小肠肠溃疡溃疡，穿孔，穿孔，出血出血5 0005 0006 5006 500100cm100cm2 2结肠结肠溃疡溃疡，狭窄，狭窄4 5004 5006 5006 500100cm100cm2 2直直肠肠溃疡溃疡，狭窄，狭窄6 0006 0008 0008 0001

21、00cm100cm2 2肺肺急、慢性肺炎急、慢性肺炎3 0003 0003 5003 500100cm100cm2 21 5001 5002 5002 500全肺全肺第三十四页，本课件共有78页3535正常组织的放射耐受量（cGy）组织组织器官器官损伤损伤TD5/5TD5/5TD50/5TD50/5设设野面野面积积或或长长度度心心脏脏心包炎，全心心包炎，全心炎炎4 5004 5005 5005 5006060乳腺（儿童）乳腺（儿童）不不发发育育1 0001 0001 5001 500全乳全乳乳腺（成人）乳腺（成人）萎萎缩缩，坏死，坏死5 0005 00010 00010 000全乳全乳肝肝脏脏

22、急、慢性肝炎急、慢性肝炎2 5002 5004 0004 000全肝全肝1 5001 5002 0002 000全肝条状照射全肝条状照射肝功能衰竭，肝功能衰竭，腹水腹水3 5003 5004 5004 500全肝全肝肾脏肾脏急、慢性急、慢性肾肾炎炎2 0002 0002 5002 500全全肾肾1 5001 5002 0002 000全全肾肾条状照射条状照射肾肾上腺上腺功能低下功能低下6 0006 000全全肾肾上腺上腺第三十五页，本课件共有78页3636正常组织的放射耐受量（cGy）组织组织器官器官损伤损伤TD5/5TD5/5TD50/5TD50/5设设野面野面积积或或长长度度膀胱膀胱挛缩挛

23、缩6 0006 0008 0008 000全膀胱全膀胱输输尿管尿管狭窄狭窄7 5007 50010 00010 0005 510cm10cm尿道尿道睾丸睾丸永久不育永久不育100100400400全睾丸全睾丸(5cGy/(5cGy/天天,散射散射)卵巢卵巢永久不育永久不育20020030030062562512001200全卵巢全卵巢子子宫宫坏死，穿坏死，穿孔孔10 00010 00020 00020 000全子全子宫宫阴道阴道溃疡溃疡，瘘，瘘管管9 0009 00010 00010 000全阴道全阴道胎儿胎儿死亡死亡200200400400全胎儿全胎儿骨、骨、软软骨骨（儿童）（儿童）生生长长

24、受阻，受阻，侏儒侏儒1 0001 0003 0003 000整整块块骨或骨或10cm10cm2 2骨、骨、软软骨骨（成人）（成人）坏死，骨坏死，骨折硬化折硬化6 0006 00010 00010 000整整块块骨或骨或10cm10cm2 2关关节节骨髓骨髓再生不良再生不良200200450450全身骨髓全身骨髓3 0003 0004 0004 000局部骨髓局部骨髓第三十六页，本课件共有78页3737正常组织的放射耐受量（cGy）组织组织器官器官损伤损伤TD5/5TD5/5TD50/5TD50/5设设野面野面积积或或长长度度毛毛细细血管血管扩张扩张，硬化，硬化5 0005 0006 6 000

25、0007 0007 00010 00010 000大大动动脉脉硬化硬化8 0008 00010 00010 00010cm10cm2 2大静脉大静脉硬化硬化8 0008 00010 00010 00010cm10cm2 2淋巴淋巴结结（管）（管）萎萎缩缩，硬化，硬化5 0005 0007 0007 000整个淋巴整个淋巴结结肌肉（儿肌肉（儿童）童）萎萎缩缩2 0002 0003 3 0000004 0004 0005 0005 000整整块块肌肉肌肉肌肉（成肌肉（成人）人）纤维纤维化化6 0006 0008 0008 000整整块块肌肉肌肉周周围围神神经经神神经经炎炎6 0006 00010

26、00010 00010cm10cm2 2第三十七页，本课件共有78页3838剂量体积与放射耐受量剂量体积与放射耐受量 第三十八页，本课件共有78页3939串联器官与并联器官串联器官与并联器官 正常器官组织的耐受量是与剂量和体积两者均相关联的，许多器官的损伤可能与照射剂量或照射体积的多少密切相关，正常组织放射并发症的发生概率（NTCP）依赖于组织的放射性类型 各器官损伤实质是射线破坏了器官的“功能元单位”，根据“功能元单位”的性质，可以将全身器官分成以下四种类型 第三十九页，本课件共有78页4040串联器官器官的功能单位呈“串行”相连接，其中一个单位的损伤会导致其它功能单位的功能障碍如脊髓、脑干

27、、视神经等，这类器官的损伤程度与全结构中最大剂量相关第四十页，本课件共有78页4141并联器官器官的功能单位以“并行”形式相连接，某一功能单位的损伤不会引起周围功能单位的功能障碍如肝脏、肺脏，腮腺，颞叶等等。该类器官的损伤程度与全器官中受损的功能单位数量多少有关，即与某个平均剂量水平的受照射体积大小有关第四十一页，本课件共有78页4242串并联器官器官中既含有串联的功能单位，又有并联的功能单位，两者之一损害会影响另一种功能单位如心脏，心肌系统属并联结构，冠脉系统属串联结构，任一结构损伤都会立即引起另一结构的继发性损伤，而且两者相互影响，加重整个器官的功能障碍第四十二页，本课件共有78页4343

28、混合器官同串并联器官类似，此类器官中亦同时存在两种功能单位，但彼此之间损伤相对较独立，除非损伤严重情况下，当一种性质损伤发生时，另一种性质损伤可以不出现如肾脏。肾单位为并联结构，肾集合管等却为串联结构，此类器官属混合器官第四十三页，本课件共有78页4444总剂量与正常组织的放射损伤总剂量与正常组织的放射损伤 放射总剂量与正常组织的损伤密切相关，剂量越高，放射损伤的几率也越大。临床设计应保证在组织受量最低的同时尽量给予肿瘤组织最高的剂量放疗的总剂量主要与组织的急性反应相关，急性放射反应的轻重程度基本上与总剂量的多少成正比，当然剂量达到一定的域值时，都可能会引起组织器官的慢性损伤 第四十四页，本课

29、件共有78页4545单次剂量与正常组织的放射损伤单次剂量与正常组织的放射损伤 单次剂量与正常晚反应组织晚期损伤程度明显相关单次剂量大者，组织器官的出现严重晚期放射损伤的几率会明显增加常规放疗的单次剂量指1.82.0Gy，但低分割的定义为2.5Gy，临床实践中也把2.02.5Gy看作常规分次剂量的范围之内。超过2.5Gy者放射晚期损伤就会明显增加 第四十五页，本课件共有78页4646整体器官受照射的耐受剂量（TD5/5TD50/5）组织组织器官器官单单次照射次照射剂剂量（量（GyGy）组织组织器官器官分次照射分次照射剂剂量（量（GyGy）淋巴淋巴组织组织2 25 5睾丸睾丸1 12 2骨髓骨髓2

30、 21010卵巢卵巢6 61010卵巢卵巢2 26 6眼（晶体）眼（晶体）6 61212睾丸睾丸2 21010肺肺20203030眼（晶体）眼（晶体）2 21010肾肾20203030肺肺7 71010肝肝35354040胃胃肠肠5 51010皮肤皮肤30304040结结直直肠肠10102020甲状腺甲状腺30304040肾肾10102020心心脏脏40405050心心脏脏1 12020淋巴淋巴组织组织40405050肝肝15152020骨髓骨髓40405050粘膜粘膜5 52020胃胃肠肠50506060脉管脉管结缔组织结缔组织系系统统10102020脉管脉管结缔组织结缔组织系系统统5050

31、6060皮肤皮肤15152020脊髓脊髓50506060外周神外周神经经15152020外周神外周神经经65657777脊髓脊髓15152020粘膜粘膜65657777脑脑15152525脑脑60607070骨和骨和软软骨骨3030骨和骨和软软骨骨7070肌肉肌肉3030肌肉肌肉7070第四十六页，本课件共有78页4747正常组织器官靶细胞耐受剂量（单次照射剂量，整个器官）靶靶细细胞胞损伤损伤表表现现剂剂量范量范围围（GyGy）TD5/5TD5/5TD50/5TD50/5范范围围:1:110Gy10Gy淋巴淋巴组织组织和淋巴和淋巴细细胞胞淋巴淋巴细细胞减少症胞减少症2 25 5骨髓造血干骨髓造

32、血干细细胞胞发发育不全育不全2 21010晶体上皮晶体上皮细细胞胞白内障白内障2 28 8卵巢卵母卵巢卵母细细胞胞不育不育2 26 6睾丸精原睾丸精原细细胞胞不育不育2 26 6型肺泡型肺泡细细胞胞肺炎肺炎7 71010胃胃肠肠上皮上皮细细胞胞胃胃肠肠炎炎5 51010范范围围:10:1020Gy20Gy结结直直肠肠上皮上皮细细胞胞大大肠肠炎炎10102020上呼吸消化道粘膜上呼吸消化道粘膜粘膜炎粘膜炎15152020第四十七页，本课件共有78页4848正常组织器官靶细胞耐受剂量（单次照射剂量，整个器官）靶靶细细胞胞损伤损伤表表现现剂剂量范量范围围（GyGy）TD5/5TD5/5TD50/5T

33、D50/5范范围围:1:110Gy10Gy肾脏肾脏肾肾炎炎11111919心心脏脏心心脏脏炎炎18182020肝肝脏脏肝炎肝炎15152020外周神外周神经经神神经损伤经损伤15152020脊髓脊髓脊髓病脊髓病15152020脑脑脑脑病病15152020微循微循环环脉管炎脉管炎15152020结缔组织间质结缔组织间质炎症炎症15152020范范围围:20Gy:20Gy骨和骨和软软骨骨骨炎骨炎/骨折骨折2020肌肉肌肉肌炎肌炎/肌病肌病2020内分泌内分泌:垂体垂体/肾肾上腺上腺垂体功能减退症垂体功能减退症2020胰腺胰腺阿狄森氏病阿狄森氏病2020胰腺炎胰腺炎/糖尿病糖尿病2020第四十八页，

34、本课件共有78页4949照射体积与正常组织的放射损伤照射体积与正常组织的放射损伤 传统的临床经验常用组织器官所接受的放疗剂量来判断各器官将来出现并发症的机会近年来研究的重点除照射剂量外，体积因素亦越来越被临床医师重视一种联系整体（整个器官）和局部（部分体积）损伤的新架构正在逐渐建成，损伤的出现可能性通过剂量体积直方图（Dose Volume Histograms,DVHs）而体现第四十九页，本课件共有78页5050体积与正常组织耐受量（单位：cGy）器官器官TD5/5TD5/5体体积积TD50/5TD50/5体体积积损伤损伤1/31/32/32/33/33/31/31/32/32/33/33/

35、3肾脏肾脏5005000 03003000 0*230023004004000 0*28002800肾肾炎炎膀胱膀胱N/AN/A8008000 065006500N/AN/A8508500 080008000挛缩挛缩骨骨股骨股骨头头5200520065006500坏死坏死颞颌颞颌关关节节下下颌颌骨骨6506500 06006000 0600060007707700 07207200 072007200关关节节功能功能显显著受限著受限肋骨肋骨5005000 06506500 0病理性骨折病理性骨折皮肤皮肤10c10cm m2 27007000 030c30cm m2 26006000 0100c

36、100cm m2 25500550010c10cm m2 230c30cm m2 2100c100cm m2 270007000毛毛细细血管血管扩张扩张，坏死坏死溃疡溃疡脑脑6006000 05005000 0450045007507500 06506500 045004500坏死、梗塞坏死、梗塞第五十页，本课件共有78页5151体积与正常组织耐受量（单位：cGy）脑脑干干6006000 0530053005050000065650000坏死、梗塞坏死、梗塞视视神神经经不考不考虑虑部分部分体体积积5050000065650000失明失明视视交叉交叉不考不考虑虑部分部分体体积积50500000不

37、考不考虑虑部分部分体体积积65650000失明失明脊髓脊髓5cm5cm5005000 010cm10cm500050002020cmcm474700005cm5cm7007000 010c10cm m7007000 02020cmcm脊髓坏死脊髓坏死马马尾神尾神经经根根不考不考虑虑部分部分体体积积60600000不考不考虑虑部分部分体体积积75750000显显著神著神经经功功能能损伤损伤骶骶丛丛神神经经根根6206200 061006100606000007707700 07607600 075750000显显著神著神经经功功能能损伤损伤晶体晶体不考不考虑虑部分部分体体积积1010000018

38、180000白内障白内障视视网膜网膜不考不考虑虑部分部分体体积积4545000065650000失明失明第五十一页，本课件共有78页5252体积与正常组织耐受量（单位：cGy）外耳外耳/中耳中耳300030003000300030003000*400040004000400040004000*急性急性浆浆液性炎液性炎外耳外耳/中耳中耳550055005500550055005500*650065006500650065006500*慢性慢性浆浆液性炎液性炎腮腺腮腺32003200*32003200*46004600*46004600*口干口干喉喉79007900*70007000*700070

39、00*90009000*80008000*80008000*软软骨坏死骨坏死喉喉4500450045004500*80008000*喉水喉水肿肿肺肺脏脏450045003000300017501750650065004000400024502450肺炎肺炎心心脏脏600060004500450040004000700070005500550050005000心包炎心包炎食管食管600060005800580055005500720072006700670065006500狭窄狭窄/穿孔穿孔胃胃600060005500550050005000700070006700670065006500溃疡溃

40、疡穿孔穿孔小小肠肠5000500040004000*6000600055005500梗阻穿孔梗阻穿孔/瘘道瘘道结肠结肠55005500450045006500650055005500梗阻穿孔梗阻穿孔/溃疡溃疡瘘道瘘道直直肠肠100cm100cm3 360006000100cm100cm3 380008000严严重直重直肠肠炎炎/坏死坏死/瘘道瘘道/僵硬僵硬不考不考虑虑部分体部分体积积不考不考虑虑部分体部分体积积肝肝脏脏500050003500350030003000550055004500450040004000肝衰竭肝衰竭第五十二页，本课件共有78页5353放射反应与放射损伤放射反应与放射损

41、伤 第五十三页，本课件共有78页5454放射治疗的毒副作用 正常组织器官受到一定剂量的射线照射后，在一定的时正常组织器官受到一定剂量的射线照射后，在一定的时间内会出现不同的反应，即放射治疗的毒副作用间内会出现不同的反应，即放射治疗的毒副作用 传统称之为传统称之为“放射性炎症放射性炎症”，如，如“放射性皮炎放射性皮炎”、“放射放射性口腔炎性口腔炎”、“放射性肺炎放射性肺炎”、“放射性肝炎放射性肝炎”、“放射放射性肾炎性肾炎”、“放射性结肠炎放射性结肠炎”等等以上未反映出放射效应的病理特点，在射线作用开始之时，并无典型炎症表现，而大多表现为该组织器官的毛细血管扩张、通透性增加，影响该组织器官的部分

42、功能，从而引起临床症状。同一症状可同时出现于不同的组织器官，同一组织器官可同一症状可同时出现于不同的组织器官，同一组织器官可有多种放射反应（损伤）的表现有多种放射反应（损伤）的表现第五十四页，本课件共有78页5555放射效应分类按照时间顺序，将放射效应分为三种疗中和疗后6个月发生的放射反应为急性反应612个月亚急性反应12个月以后则为晚反应。晚反应表现不同于细胞动力周期的特点（更新速率的快慢）与所给予的剂量有关第五十五页，本课件共有78页5656急性放射反应 在放疗过程中出现的放射性损伤，临床指放疗开始第一天至放疗结束后90天内所发生的放射性损伤 全身各器官组织的急性放射反应在不同的个体、不同

43、时期、不同照射条件下发生的几率和严重程度也不尽相同 对早期效应来说，靶细胞的特征通常是很清楚的，增殖较快的细胞数量及速度决定了急性反应的损伤程度 第五十六页，本课件共有78页5757晚反应 RTOG/EORTC将晚期放射并发症的观察时间定义为放射治疗结束第90天后，与上述的放射反应分类有所不同 实质细胞耗竭后无力再生而最终导致纤维化，或者说晚反应应该看作是成纤维细胞的直接效应，它所产生的晚期反应被假设包括成纤维细胞的内在敏感性，血管损伤，成纤维细胞激活，产物过度和胶原降解下降 第五十七页，本课件共有78页5858晚反应产生的分子机制 放射诱发的长久性细胞因子级联效应。照射后细胞成份放射诱发的长

44、久性细胞因子级联效应。照射后细胞成份（如膜、胞浆体和（如膜、胞浆体和DNADNA等）的损伤启动了细胞间对话，从而使基因表达发生了改变遗传异质性所支配的宿主反应和剂量效应 照射体积外免疫细胞的大量涌入所致的照射体积内的照射体积外免疫细胞的大量涌入所致的照射体积内的急性、自发免疫样反应急性、自发免疫样反应放射的远地伴随效应。激活的巨噬细胞的迁徙可以产生某种物质敏化其他细胞而产生远地伴随效应 第五十八页，本课件共有78页5959急性反应和晚反应的关系晚反应的发生率和严重程度与急性反应不一定完全相关，因为两者的细胞存活曲线斜率是不同的，说明两种反应并非是同一事件的不同阶段RTOG/EORTC定义，从另

45、一角度表明，急性放射反应与晚反应不是序贯发生的，有可能在放疗期间就有某种器官组织的晚反应出现。这是由正常器官组织早反应和晚反应的发生机制不同决定的 第五十九页，本课件共有78页6060放射反应和放射损伤的区别放射反应是允许的、不可避免的、对病人的功能影响不大、也不会危及病人生命放射损伤是不允许的、通过精心设计是可避免的、对病人的功能影响较大、甚至危及病人的生命有些情况下，为了控制或治愈肿瘤，必须造成一定的损伤，但如果不影响病人功能或损伤可以补救，为了治愈肿瘤仍应该给予积极治疗 第六十页，本课件共有78页6161各器官组织放射效应的特点各器官组织放射效应的特点 第六十一页，本课件共有78页626

46、2急性全身放射反应急性全身放射反应(Acute effects of whole-body irradiation)电离辐射对整个机体的影响不仅从动物实验获得许多数据，对人类本身的全身照射也有不少珍贵的研究资料放射线照射所致人体全身的反应主要有表现在两个方面：早期致死效应前驱放射综合征 第六十二页，本课件共有78页6363早期致死效应 指因受到特别高强度的照射，在几周内发生的死亡指因受到特别高强度的照射，在几周内发生的死亡 动物实验，大多数动物的急性照射所致死亡可以分为三种不动物实验，大多数动物的急性照射所致死亡可以分为三种不同的方式同的方式 剂量非常高，超过剂量非常高，超过1010，0000

47、001515，000cGy000cGy时，几小时内就出现死亡，并出现时，几小时内就出现死亡，并出现神经和心血管的破坏，这种死亡机制称为中枢神经系统综合征神经和心血管的破坏，这种死亡机制称为中枢神经系统综合征(The Central(The Central Nervous System Syndrome)Nervous System Syndrome)剂量为中等水平剂量为中等水平5005001200cGy1200cGy时，死亡在几天内发生，这种死亡和广时，死亡在几天内发生，这种死亡和广泛的血性腹泻及胃肠粘膜破坏有关，称为胃肠道综合征泛的血性腹泻及胃肠粘膜破坏有关，称为胃肠道综合征(The(The

48、 Gastrointestinal Syndrome)Gastrointestinal Syndrome)。受低剂量受低剂量250250500cGy500cGy水平照射时，由于造血器官的影响，死亡在照射后水平照射时，由于造血器官的影响，死亡在照射后几周内发生，这种死亡形式称为骨髓死亡几周内发生，这种死亡形式称为骨髓死亡(Bone Marrow Death)(Bone Marrow Death)或造血综合征或造血综合征(The Hematopoietic Syndrome)(The Hematopoietic Syndrome)中枢神经系统综合征的确切死因尚未明了，另两种死亡的机中枢神经系统综合

49、征的确切死因尚未明了，另两种死亡的机制是由于关键的自身更新组织的干细胞（胃肠上皮细胞和循制是由于关键的自身更新组织的干细胞（胃肠上皮细胞和循环血细胞）的枯竭而致环血细胞）的枯竭而致第六十三页，本课件共有78页6464皮肤皮肤 作用主要靶作用主要靶 皮肤的功能单位，即真皮乳头细胞血管簇及相应的真皮和表皮部分。该功能单皮肤的功能单位，即真皮乳头细胞血管簇及相应的真皮和表皮部分。该功能单位的放射剂量效应决定了皮肤的剂量效应位的放射剂量效应决定了皮肤的剂量效应 损伤机制损伤机制 皮肤属于快更新组织，照射后容易发生损伤。皮肤放射反应是最常见到、皮肤属于快更新组织，照射后容易发生损伤。皮肤放射反应是最常见

50、到、最早见到的损伤。当皮肤基底细胞数目下降时，真皮毛细血管直径增大最早见到的损伤。当皮肤基底细胞数目下降时，真皮毛细血管直径增大但管腔变窄，然后再扩宽，出现红斑反应但管腔变窄，然后再扩宽，出现红斑反应 随着放射剂量的增加，常规分次照射时，当照射剂量小于随着放射剂量的增加，常规分次照射时，当照射剂量小于20Gy20Gy时，皮肤损时，皮肤损伤主要为脱毛，组织学改变为毛囊细胞受破坏，开始出现时间约为伤主要为脱毛，组织学改变为毛囊细胞受破坏，开始出现时间约为1 11818天天 典型的急性皮肤损害可分为红斑、充血、干性脱皮和湿性脱皮典型的急性皮肤损害可分为红斑、充血、干性脱皮和湿性脱皮四个过程四个过程