[发明专利]一种基于生物效应剂量的肿瘤放射治疗并发症的预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种放疗临床并发症预测技术，具体地说是一种基于生物效应剂量的肿瘤放射治疗并发症的预测方法。

背景技术

肿瘤放射治疗的目的在于通过提高靶区（肿瘤）剂量和减少靶区周围正常组织（危及器官）放射损伤，提高肿瘤的局部控制率，从而进一步提高癌症患者的生存率、改善患者生存质量。然而，肿瘤发病位置通常位于患者体内，射线穿透人体的同时必定会穿过某些正常组织，而且X线的侧向散射也增加了靶区周围正常组织受辐射的剂量，即使目前最精确的放疗技术也无法避免对靶区周围正常组织的误照射。而人体内的器官对X线辐射较为敏感，一定体积的器官受到一定剂量的照射，就会表现出器官功能的受损，从而使人体表现出并发症。

肿瘤放射治疗中的剂量分割模式：

   根据肿瘤细胞的生物学特点，放射治疗在实施过程中，按照分次剂量的不同，分为常规分割、大分割和超分割三种模式，其中

    常规分割是指分次照射剂量为2.0Gy，每天一次，是采用最多的剂量分割模式；   大分割是指分次照射剂量大于2.0Gy，照射间隔大于等于一天，生物效应剂量更高，对肿瘤周围正常组织损伤较常规分割更大；

    超分割是指分次照射剂量小于2.0Gy，每天照射两次，间隔大于6小时，生物效应剂量更低，与常规分割相比，能更好地保护肿瘤周围正常组织。

针对不同的患者，根据肿瘤的所在位置、病理、分期不同，将采用不同的分次剂量治疗方案，因而造成的肿瘤周围正常器官的损伤情况也将有所不同。

放疗并发症：

    某些急性的放疗并发症，如肺癌放疗过程中造成的急性肺损伤出现在患者接受放疗的过程中，由此可能拖延患者的治疗进度，更严重的可能影响放射治疗的顺利实施、威胁患者生命，从而降低了肿瘤控制概率、降低了患者生存率；某些晚期放疗并发症，如前列腺癌放疗过程中造成的膀胱晚期损伤出现在接受放疗后的3个月至5年的时间内，降低了患者的生存质量，为患者带来了更多的痛苦。

对放疗并发症开展预测的可行性及其意义：

    对每一例准备接受放射治疗的患者，都需要在实施治疗前对其进行CT扫描，并将扫描得到的断层图像传送至放疗计划系统，进行三维重建后再进行放疗计划设计。肿瘤放射物理师对放疗计划的设计过程，是通过模拟放射治疗时医用直线加速器射出的X线的入射方向、射线能量、照射野开野形状等参数，模拟辐射剂量在人体内各器官及组织中的分布情况，并通过剂量-体积直方图对肿瘤周围每一器官的受照射剂量进行定量评估。肿瘤放射物理师通过质量保证设备，对剂量分布的模拟结果进行检测，保证模拟结果与人体实际接受照射后得到的实际剂量分布结果一致。这样，就可以在患者接受实际治疗前，对患者将要接受的辐射剂量进行准确的定量评估，并以此为依据，对于正常组织出现并发症的概率进行预测。

在这种情况下，肿瘤放疗科医生可以根据预测结果，在实施治疗前，及时调整放疗方案，有针对性地预防肿瘤周围正常组织的损伤，从而减少或避免放疗并发症的发生。 

正常组织并发症预测模型的作用：

    正常组织并发症概率（NTCP）模型是建立在剂量-体积关系上的一个数学模型，可以通过调整模型参数，来描述不同正常器官在接受一定照射剂量后出现放疗并发症的概率，对放疗毒性反应进行预测，也可依此对不同的治疗方案进行生物效应的量化对比。

 Burman于1991年应用Lyman提出的并发症概率模型，在Emami给出的各器官临床耐受剂量的基础上，通过曲线拟合和观察的方法，给出了27种正常器官在接受全体积均匀照射的情况下出现29种放疗并发症所对应的NTCP模型参数（TD₅₀(1)，n，m）并被广泛应用于临床实践。近年来，也有大量文献报道了通过NTCP模型对放疗方案进行量化评估及比较的相关研究。

 生物效应剂量