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第一部分VMAT技术应用于局部进展期中低位直肠癌新辅助放疗的剂量学研究目的:通过对容积旋转调强(volumetric modulated arc therapy, VMAT)技术应用于局部进展期中低位直肠癌术前同期加量(simultaneous integrated boost-VMAT,SIB-VMAT58 75Gy,简称为SIB组)和非同期加量(VMAT50Gy,简称为对照组)放疗的靶区适形度、剂量均匀性和危及器官受照剂量的比较,探讨开展直肠癌术前SIB-VMAT58.75Gy剂量学方面的可行性,为临床应用提供依据。方法:对9例Ⅱ～Ⅲ期直肠癌术前放化疗患者分别行SIB组和对照组VMAT计划设计。SIB组剂量分割模式为局部直肠病变及阳性淋巴结给予58.75Gy分25次(2.35Gy/次),盆腔淋巴引流区给予50Gy分25次(2.0Gy/次):对照组剂量分割模式为盆腔淋巴引流区50Gy分25次(2.0Gy/次)。利用DVH图评价靶区和危及器官照射剂量。结果:两种计划均能满足靶区处方剂量要求;PTV适形指数方面,两组CI差异无统计学意义(1.0±0.0和1.0±0.0, p>0.05); PTV剂量均匀指数(HI)方面,SIB组差于对照组,差异有统计学意义(0.2±0.2和0.1±0.0, p<0.05)。小肠受照剂量D2cc方面SIB组较对照组稍增加(p=0.038),对于小肠、膀胱、股骨头、骨盆等危及器官照射剂量参数V10-V50方面两种计划间无明显差异。结论:SIB组计划可以满足靶区处方剂量分布和危及器官剂量限制要求,在剂量学方面安全可行,可以应用于临床研究。第二部分局部进展期中低位直肠癌新辅助放化疗前瞻性Ⅱ期临床研究初步结果目的:观察和评价局部进展期中低位直肠癌术前同期加量调强放疗(SIB-IMRT)联合卡培他滨诱导化疗联合全直肠系膜切除术治疗方案的可行性、安全性及疗效。方法:2015年3月至2016年8月入组43例Ⅱ或Ⅲ期直肠癌患者接受术前放疗,直肠病变及阳性淋巴结给予58.75Gy分25次,盆腔淋巴引流区给予50Gy分25次,同步卡培他滨化疗。同步放化疗结束后休息1周,继续行1周期卡培他滨诱导化疗。同步放化疗结束后6-8周接受直肠癌根治性手术。研究主要终点为病理完全缓解率,次要终点为急性放化疗反应、TN降期率、术后并发症发生率、无病生存率、总生存率及保肛手术率。结果:43例患者顺利完成术前同步放化疗,40例行手术治疗,2例因症状缓解拒绝手术,1例患者因肛周水肿手术延迟;ypCR率为40%,T降期为80%,N降期为93%,R0切除率为100%,保肛手术率为75%;放化疗期间大部分为1、2级急性不良反应,3级不良反应共5例,未见4、5级不良反应。术后并发症为1例输尿管损伤和1例肠梗阻,围手术期内未见死亡。结论:局部进展期中低位直肠癌行术前SIB-IMRT58.75Gy联合卡培他滨诱导化疗及TME手术方案安全可行,ypCR和肿瘤降期达到预期,患者耐受性好。