第一部分：主动呼吸控制技术（ABC）用于原发性肝癌放疗的可行性及剂量学研究目的：研究主动呼吸控制技术（ABC）用于原发性肝癌放疗的可行性并且与自由呼吸（FB）的放疗计划进行剂量学参数的比较。材料与方法：入选病人完成ABC呼吸训练后，进行CT模拟定位，TPS计划设计，摆位验证以及放疗实施，评估ABC应用于原发性肝癌放疗的可行性，ABC放疗的摆位误差和肝脏位置的重复性。并且与平静呼吸的放疗计划比较了计划靶体积（PTV）、未受肝癌累及的正常肝脏的平均剂量（MDTNL）、接受≥23Gy照射的肝脏体积比(V₂₃)和放射性肝病的发生概率（NTCP）等剂量学参数。结果：所有参加ABC放疗的28例病人配合良好，均能全程耐受屏气，没有因为不能耐受屏气而中断放疗者。在平静呼吸状态下，病人膈在头脚方向上运动幅度平均为1.5 cm（范围：1.0 cm—2.2 cm）。在透视下测量得到一次屏气过程中肝脏上下移动幅度平均为1.3 mm（范围：0.0 mm—2.9 mm）。使用ABC放疗时肝脏位置在一次放疗中和分次放疗间在头脚方向上的重复性（标准差）分别为1.6 mm和6.7 mm，在前后方向上的重复性分别为0.9 mm和4.4 mm，在左右方向上的重复性分别为0.7 mm和5.4 mm。PTV的平均体积由FB下的781 cm³±527cm³减少到了ABC技术的529 cm³±320 cm³（P=0.000）。ABC技术下的平均MDTNL为14.3 Gy±3.7 Gy，而FB则为16.9 Gy±4.6 Gy（P=0.000）。ABC计划和FB计划平均的V₂₃分别为30％和41％（P=0.000），而NTCP分别为1.0％和2.5％（P=0.009）。ABC放疗的随机误差和系统误差在头脚、前后和左右方向分别为4.7mm和1.2mm、3.5mm和1.6mm以及2.7mm和1.8mm。ABC放疗所需的时间平均为6.5分种（范围：5分种—14分种）。结论：ABC技术用于肝癌放疗是可行的。没有显著增加放射治疗时间，摆位精确性和重复性好。分次放疗间的重复性要差于一次放疗中的。安全的减少计划靶区的外扩需要结合影像引导的放疗并且要考虑肝脏位置的重复性。ABC技术能减少正常肝脏的照射体积，降低平均剂量，减少了放射性肝病的发生概率。第二部分：原发性肝癌的3D-CRT与IMRT剂量学参数的比较以及IMRT设野方式的研究目的：比较原发性肝癌3D-CRT和IMRT的剂量学参数，明确IMRT应用于原发性肝癌是否具有提高放疗剂量及减轻关键脏器放射损伤的潜能。另一个研究目的是探讨不同肝脏部位（以肝段表示）的肝癌调强放射治疗最佳的设野方式。材料与方法：选择复旦大学附属肿瘤医院原发性肝癌放射治疗Ⅰ／Ⅱ期剂量递增试验的18例用主动呼吸控制技术（ABC）三维适形放疗的病人的CT定位资料分别进行计划设计。3D-CRT计划为能处方给病人最大剂量的TPS计划。调强计划设计两套：（1）IMRT3d：复制3D-CRT的射野数和方向的调强计划。（2）IMRTin：为每个病人设计至少3个个体化的调强计划，再选出野数最少并且能够给予计划靶体积（PTV）最大剂量的计划，为最优的个体化IMRTin计划。比较了IMRT3d和3D-CRT计划PTV和关键脏器相应的剂量学参数，对IMRTin计划也进行了评估。在18例个体化最优设野IMRTin计划中，采用层次聚类分析（Ward Method），探讨不同肝段肝癌在调强射野设置上的差异。结果：所有的3D-CRT、IMRT3d和IMRTin计划95％的处方剂量均覆盖了99％以上的PTV体积。3D-CRT和IMRT3d计划PTV的等效均一剂量（EUD）（均数±标准差）分别为50.3 Gy±5.4 Gy和50.1 Gy±6.2 Gy，差别无统计学意义（P=0.630）。IMRTin计划PTV的EUD（均数±标准差）为60.5 Gy±4.7 Gy，比3D-CRT增加了约10 Gy的EUD，与3D-CRT和IMRT3d计划比较均有统计学意义（P＜0.05）。3D-CRT和IMRT3d计划中平均的正常肝脏的平均剂量（MDTNL）（均数±标准差）分别为13.9 Gy±3.2 Gy和12.3Gy±3.0 Gy（P=0.000）。IMRT3d计划平均的正常肝脏V₂₃（接受大于23 Gy剂量的正常肝脏的体积百分比）、V₁₀和V₅较3D-CRT计划减小，放射性肝病（RILD）的发生概率（NTCP）也减小，差异有统计学意义。IMRT3d没有增加胃肠道（胃、十二指肠和升结肠）接受的照射剂量。大于20 Gy双肺体积之和在两个计划中差别无统计学意义，IMRT3d平均为363 cm³±297 cm³，3D-CRT平均为372 cm³±303 cm³，两者比较P=0.160。左侧肾脏接受的大于20 Gy剂量的计划只有1例病人，在IMRT3d和3D-CRT中均为1％。右肾平均的V₂₀ 3D-CRT和IMRT3d分别为23％和21％（P=0.002）。两个计划脊髓的最大剂量均没有超过45 Gy。IMRTin计划中平均的正常肝脏的MDTNL为18.7 Gy±3.5 Gy，平均RILD的发生概率为2.5％±1.7％。其余关键器官均满足剂量限制。聚类分析得出了IMRTin不同肝段肝癌射野方向的差别，对肝左叶Ⅰ—Ⅳ段典型的5个射野方向为床角度为0°，机架角分别为：0°、35°、70°、290°和325°。对肝右叶Ⅴ、Ⅵ段肿瘤，5个共面射野机架角范围在集中160°到340°之间，而Ⅶ、Ⅷ段典型的共面射野的机架角分别为：200°、235°、270°、305°和340°。结论：与3D-CRT比较，IMRT在给予的相同肿瘤剂量时，减少了正常肝脏的平均剂量，降低了正常肝脏RILD的发生概率，减少了或至少不增加其他正常关键脏器的损伤。IMRT在满足正常组织剂量限制的情况下，具备有效增加原发性肝癌肿瘤剂量的潜能。对不同肝脏部位的肝癌应采用不同的设野方式，可参照以下规律：对肝左叶肿瘤，射野主要设置在身体的前方偏左侧，肝右叶肿瘤主要设置在身体的右侧偏后方的原则个体化的根据累及肝段设置5个左右的共面放射野。第三部分：大鼠部分肝照射后正常肝脏再生的实验研究目的：通过对大鼠进行部分肝脏（右半肝）照射，检测未受照射的正常肝脏肝细胞是否出现再生现象，探讨再生的时间以及参与的细胞因子的作用。材料与方法：大鼠随机分为照射前组（0天）、照射后14天组、30天组、60天组、90天组和120天组，每组6只动物。使用采用⁶⁰Co-γ线单次照射大鼠右侧肝脏（半肝照射）25 Gy。分别在照射后相应时间点处死大鼠取照射区肝脏进行H.E.染色、TGF-β1免疫组化染色和三色染色以检测肝放射性损伤；在非照射区肝脏进行H.E.染色进行有丝分裂细胞数、增殖细胞核抗原（PCNA）免疫组织化学染色以检测肝的再生。另外用免疫组化检测了TGF-β1在非照射区的表达情况。在各组大鼠血清中分别检测了肝细胞生长因子（HGF）、谷丙转氨酶（ALT）和谷草转氨酶（AST）。结果：H.E.染色、TGF-β1免疫组化染色和三色染色检测出了照射区肝脏的肝放射性损伤。照射后60天组，ALT和AST升高至峰值，分别为正常大鼠的1.56倍和1.53倍。在非照射区每1000个肝细胞有丝分裂的细胞数目的峰值出现在照射后60天，为4.50个±0.43个，与在照射前、照射后14天、30天、90天和120天比较差异均显著，P值小于0.05。每1000个肝细胞PCNA强染色的细胞数目的峰值出现在照射后60天组，非照射区核强染色细胞数目为77.33个±2.11个。与照射前、照射后14天、30天、90天和120天比较，差异均有统计学意义，P值小于0.05。在照射后90天和120天组，肝非照射区肝小叶中央静脉周围出现了TGF-β1阳性表达。大鼠血清HGF在照射后14天开始升高，照射后30天升至峰值，与在照射前（0天）、照射后90天和120天比较有显著性差异（P＜0.05）。结论：接受25Gy半肝照射大鼠的正常肝脏在照射后出现了肝脏再生，在60天左右再生最为显著。需要进一步研究相关细胞因子在照射后肝脏再生的作用。