脊柱适形调强放疗对脊髓生物安全性影响的动物实验研究

适形调强放疗（IMRT）因其显著的放射物理学和放射技术学优势，已被广泛应用于多种肿瘤的临床治疗中。目前脊柱转移瘤的治疗已成为肿瘤临床研究热点之一，虽然已有各种治疗方法但总体效果仍不甚满意。采用IMRT治疗未突破脊椎间室的脊柱转移瘤，在对转移瘤实施根治性放疗的同时避免放射性脊髓损伤，是一个较为理想的治疗方法。但脊柱IMRT起步晚，脊柱解剖复杂，如何有效达到脊髓保护成为制定及实施放疗计划的拦路虎，目前尚无较成熟的经验报道。.本研究通过对犬脊柱实施IMRT，对放疗方案中放疗射野、分割剂量、剂量率及射线角度等主要因素及各因素不同水平按正交设计进行实验研究，并通过脊髓影像学及功能学评分、脊髓神经细胞病理及超微结构的改变、凋亡率、Caspases及MBP的表达等指标判断脊柱IMRT的脊髓生物安全性，最终选择和确定经济且优化的脊柱IMRT方案。为临床进一步实施脊柱转移瘤的根治性及辅助性放疗提供科学依据。

本项目通过建立犬精确脊柱图像引导放射治疗（Image guided radiation therapy，IGRT）模型，并基于正交设计原理，通过MRI、肌电图活体检测放疗后脊髓损伤，通过检测HE染色、透射电镜、TUNEL法、免疫组织化学法及RT-PCR法检测放疗后脊髓损伤，探讨脊柱IGRT计划中的：不同水平的放疗射野、分割剂量、剂量率、射线角度对脊髓损伤的影响程度，以优化组合出脊髓生物安全性最好的放疗方案。通过研究，本项目得出以下结果：①本研究所应用的方法可以较好地模拟临床的脊柱图像引导放射治疗，各组犬实验顺利，效果良好；②HE染色、透射电镜、免疫组织化学法及RT-PCR法结果均提示：放疗总剂量如果达到80Gy，则达到骨坏死的病理标准，椎体骨不再具有再生能力。放疗总剂量如果大于80Gy，则脊髓生物安全性不能得到保证。③DWI、CSEP和MEP均可敏感地检测脊柱IGRT后脊髓的损伤。④DWI、CSEP和MEP、HE染色、透射电镜、TUNEL结果、免疫组织化学法及RT-PCR法检测Caspase-3蛋白及mRNA表达结果均提示：当单次放疗剂量为16Gy，剂量率为4Gy/min、射野数为9野及射线角度为等角度时，脊柱IGRT的脊髓生物安全性最好。并得到以下结论:①本研究提供了一种建立犬精确脊柱图像引导放射治疗模型的方法。②通过筛选犬脊柱IGRT放疗计划，在确保脊髓生物安全性的前提下，确定80Gy是最大的放疗总剂量。③DWI、CSEP和MEP对放射性脊髓损伤检测敏感，可以在脊柱IGRT时定期检测，以预防放射性脊髓损伤的发生。④单次放疗剂量为16Gy，剂量率为4Gy/min、射野数为9野及射线角度为等角度的组合是脊柱IGRT的较优方案。