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目的：第一部分：建立犬精确脊柱图像引导放射治疗（Image guided radiation therapy，IGRT）模型，筛选脊柱IGRT在确保脊髓生物安全性的前提下，最大的放疗总剂量。第二部分：基于正交设计原理，通过MRI、肌电图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。第三部分：基于正交设计原理，通过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。方法：第一部分：选用雄性成年比格犬6只，随机数字表法随机分组，模拟犬胸7～12椎体及附件转移瘤，以IGRT方式分别对6只比格犬胸7～12椎体及附件给予50、60、70、80、90和100Gy剂量的放疗，于放疗3个月后活杀取材，取相同部位、相同位置的胸7～12节段椎体骨组织、脊髓材料。采用HE染色观察不同放疗剂量组骨组织的形态学的改变，透射电镜观察不同放疗剂量骨细胞超微结构改变。采用HE染色观察不同放疗剂量组脊髓神经细胞形态学的改变，透射电镜观察脊髓神经元细胞、脊髓神经髓鞘超微结构改变，采用TUNEL法观察不同放疗剂量组脊髓神经元细胞凋亡情况。第二部分：脊柱IGRT计划中包括：放疗射野5、7、9野3水平；分割剂量16Gy、20Gy2水平；剂量率4Gy/min、6Gy/min2水平；射线角度等角度、不等角度2水平，采用L12（3×23）正交试验表对以上因素进行分配，共需12只比格犬。重复两次实验，共需36只比格犬。选用雄性成年比格犬36只，随机数字表法随机后，在5周内对其各犬胸7～12椎体行总剂量为80Gy的IGRT。并于放疗前、放疗开始后每2周进行常规MRI及弥散加权成像（diffusion-weighted imaging，DWI）检测；于放疗前、放疗后12小时、1天、1周、2周分别检测皮质体感诱发电位（corticalsomatosensory evoked potential，CSEP）和运动诱发电位（motorevoked potential，MEP）。采用spss19.0统计分析软件包进行数据处理，所测数据均以±s表示，采用正交实验的方差分析法，α=0.05，当P＜0.05时认为差异有统计学意义。第三部分：脊柱IGRT计划中包括：放疗射野5、7、9野3水平；分割剂量16Gy、20Gy2水平；剂量率4Gy/min、6Gy/min2水平；射线角度等角度、不等角度2水平，采用L12（3×23）正交试验表对以上因素进行分配，共需12只比格犬。重复两次实验，共需36只比格犬。选用雄性成年比格犬36只，随机数字表法随机后，在5周内对其各犬胸7～12椎体行总剂量为80Gy的IGRT。并于放疗3个月后活杀取材，取各犬相同节段、相同部位（胸7～12）脊髓。采用HE染色观察脊髓神经细胞形态学的改变，透射电镜观察脊髓神经细胞超微结构改变，采用TUNEL法定量测定脊髓神经细胞凋亡情况，采用免疫组织化学法半定量测定脊髓组织中Caspase-3蛋白表达量，采用RT-PCR方法定量测定脊髓组织中Caspase-3mRNA基因表达量。采用spss19.0统计分析软件包进行数据处理，所测数据均以±s表示，采用正交实验的方差分析法，α=0.05，当P＜0.05时认为差异有统计学意义。结果：第一部分：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。第二部分：①DWI、CSEP和MEP均可敏感地检测脊柱IGRT后脊髓的损伤。②DWI、CSEP和MEP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。第三部分：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。结论：第一部分：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。第二部分：①DWI、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。②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。第三部分：①HE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表达结果与DWI、CSEP和MEP的结果相吻合。②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。