第五节 靶区外的低剂量照射
接受外照射放疗的患者也受到了次级射线的照射，即治疗区以外的射线。次级射线通常由光子组成，如果X射线能量超过10MV时则变成了中子。受到次级射线照射的剂量称为外周剂量（PD）或全身剂量。ICRU并没有为PD制定具体的体积命名法或剂量标准。光子束治疗的次级射线由散射线和漏射线组成，前者在治疗野边缘附近占优势，而后者在远离治疗野处占优势。对于高能光子束治疗，次级中子辐射主要是由光子撞击初级准直器、二级（可移动）准直器和均整器产生的，中子辐射由于较高的放射生物效应，其剂量得到了增强。
我国新颁布的GBZ126-2011“电子加速器放射治疗放射防护要求”规定，设备应当提供防护屏蔽，以使与有用线束轴垂直、外延直径为2m的圆形平面内（不包括M区域，即最大照射野外）的泄漏辐射（不包括中子）造成的吸收剂量衰减到以下水平：①吸收剂量与最大吸收剂量的比值不应超过0.2%；②其平均值与最大吸收剂量的比值不应超过0.1%。
Mock等人2004年的一项关于鼻旁窦肿瘤治疗计划的研究，将质子和IMRT与2DRT和3DCRT技术进行了比较。相比于质子计划，光子计划导致了更大体积的10%~70%剂量水平的非靶区的照射。常规2DRT的照射体积增加了1.3~3.1倍、3DCRT增加了1.1~3.8倍、IMRT增加了1.1~3.7倍。与传统的2DRT技术相比，3DCRT和IMRT选项同样减少了OAR的平均剂量。与3DCRT和IMRT技术相比，质子的使用进一步减少了OAR的平均剂量，分别减少了65%和62%。上述研究表明，3DCRT和（或）IMRT与2DRT相比，增加了靶区的剂量，其中包括了肿瘤和少量的正常组织，但整体上减少了接受高剂量的正常组织体积。然而，特别是在IMRT中，有大量的正常组织接受了低剂量的照射。质子和调强放射治疗靶体积剂量覆盖程度相似，但质子对正常组织的剂量更小。
一些研究报告显示，由于漏射线和散射线的存在，IMRT技术导致了照射区以外剂量的增加，主要原因是MU数目的增加。IMRT技术通常使MU增加了2~3倍，螺旋断层技术MU增加多达8~10倍。有研究分析了每MU的剂量当量、离治疗野的距离以及肿瘤深度之间的关系，发现光子剂量当量随离治疗野的距离增加而呈指数级下降。中子剂量当量与离治疗野的距离无关，而随着肿瘤深度的增加而减小。中子是15MV能量以上射线野外剂量的主要贡献者。
不同照射技术的外周剂量也不同，目前常见的照射剂量如下：
Mutic和Low（1998）报告了采用连续断层技术的全身剂量的测量，使用6MV X射线，照射头颈部肿瘤，靶区剂量为70Gy，在患者中层面离射野边缘40cm处剂量为27cGy。Verellen和Vanhavere（1999年）对70Gy治疗时传统RT和连续断层治疗方法进行了比较，总的全身剂量从24cGy（常规RT）增加到197cGy。
Ramsey等人（2006年）报告了HI-ART螺旋断层系统的外周剂量。20cm处，TomoTherapy的PD降至处方剂量的0.4%。泄漏辐射在距离机器等中心60cm的距离内，占到空气中辐射剂量的94%。值得注意的是，由于螺旋断层治疗的出束时间要比传统加速器长得多，所以它的设计是为了减少辐射泄漏。因此，对于传统MLC的IMRT治疗，PD等于或小于已公布的PD。此外，Aoyama等人（2006年）报告说，与常规静态和动态IMRT相比，螺旋断层技术会降低对非靶区体积的照射剂量。
Petti等人（2006年）报道了在赛博刀治疗时，在离射野边缘18~71cm处的PD剂量范围是总MU的0.16%~0.041%（±0.003%）。这些值比那些测量的伽玛刀大脑治疗的数值要大2~5倍，比用IMRT测量的值要大4倍。他们的结论显示，赛博刀的PD是由于较大的漏射线，但离射野边缘小于40cm时，从下或上斜野的入射或出射线也是明显的贡献。距离大于40cm时，PD直接与MU的数量相关，此时漏射线是主要的贡献。
显然，影像学、治疗计划和照射技术的进步正在为放射肿瘤学家提供了增加靶区剂量适形度、同时最大限度减少危及器官剂量的能力。然而，从2DRT到3DCRT和（或）IMRT的转变已经导致了原先剂量学的改变，而这些剂量学正是先前临床经验和第二原发性肿瘤研究的基础。总的来说，患者的靶区剂量增加了，包括肿瘤和少量正常组织的剂量，但接受高剂量的正常组织体积是减少的。然而，特别是在IMRT/IGRT的情况下，会有大量的正常组织接受了低剂量的照射。同时，相比2DRT和3DCRT，当照射相同处方剂量时，IMRT需要更大量的MU数目，由于泄漏辐射和散射辐射的存在从而增加了全身剂量。此外，IGRT使用的增加也给接受RT治疗的患者增加了额外的剂量。
适形、调强放疗增加的整体剂量可能会导致继发性恶性肿瘤的发生率增加，因此，患者全身剂量数据是我们在选择治疗技术以及优化治疗计划时应该考虑的重要因素。需要注意的是，这种不需要的剂量可以通过改进治疗机器的设计来减少，例如在一级准直器以及治疗头上增加防护罩，以及去除均整器等等。