薄層CT對(duì)125I粒子植入治療非小細(xì)胞肺癌的質(zhì)量控制和保證的意義*

王 琳 李小東△ 張遵城 鄭廣鈞 郭永濤 張雪寧 戴 越

近年來隨著影像診斷、影像引導(dǎo)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的快速發(fā)展，125I粒子植入治療作為近距離放療方法之一，在惡性腫瘤治療中具有靶區(qū)劑量高（有效）和周圍組織劑量低（微創(chuàng)）的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)[1-2]。但目前尚少見關(guān)于薄層CT掃描技術(shù)在粒子植入治療過程中臨床價(jià)值的研究報(bào)道。本研究將探討該技術(shù)應(yīng)用于非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）粒子植入治療全過程，尤其是在規(guī)范治療和劑量優(yōu)化方面的作用與意義，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 137例患者中男85例，女52例，年齡36～84歲，平均年齡63.9歲。入選標(biāo)準(zhǔn)：（1）經(jīng)組織病理學(xué)及影像學(xué)檢查，確診為中晚期NSCLC，按TNM分期，為Ⅲ～Ⅳ期患者。（2）有CT上可測(cè)量的腫瘤病灶。（3）卡氏評(píng)分（Karnofsky score，KPS）gt;70分。（4）預(yù)計(jì)生存時(shí)間gt;6個(gè)月。（5）無腦轉(zhuǎn)移、惡性胸水、上腔靜脈或脊髓壓迫征，血常規(guī)、凝血功能、肝腎功能及心肺功能基本正常。（6）患者及其家屬術(shù)前簽署知情同意書。患者腫瘤直徑為2.8～8.0 cm，均為手術(shù)和放療禁忌者且拒絕化療。中心型和周圍型NSCLC患者分別為42例和95例。

1.2 儀器設(shè)備 CT為PICKER-PQ6000和GE公司64排螺旋CT儀。125I粒子由中國原子能研究院提供，粒子釋放能量為27.4～31.4 keV的X射線及35.5 keV的γ射線，半衰期為59.5 d，表觀活度為 1.85×107～1.29×108Bq（0.5～3.5 mCi）。三維治療計(jì)劃系統(tǒng)(TPS)購自北京科霖眾公司，植入針由美國MED-TEC公司生產(chǎn)，其他設(shè)備有植入模板、專用機(jī)械手、操作防護(hù)板、粒子消毒盒、射線報(bào)警器和劑量測(cè)定儀等。

1.3 方法

1.3.1 制定粒子內(nèi)照射治療計(jì)劃 術(shù)前先進(jìn)行CT掃描，層厚為5 mm，測(cè)定肺癌瘤體的體積，勾畫腫瘤大體靶區(qū)（gorss tumor volume，GTV），將靶區(qū)范圍外擴(kuò)5～10 mm作為計(jì)劃靶區(qū)（PTV）。將獲得圖像傳送到TPS上逐層勾畫靶區(qū)，三維重建，確定處方劑量（PD）為80～90 Gy，制定個(gè)體化治療方案。根據(jù)瘤灶形態(tài)、大小和范圍按周緣密集而中心稀疏的原則設(shè)計(jì)植入方式，并限定周圍重要組織器官的受量。然后TPS自動(dòng)計(jì)算出125I粒子在瘤區(qū)及周緣的劑量空間分布，繪制出等劑量曲線、適形分布狀態(tài)、粒子分布圖，并計(jì)算出腫瘤匹配周緣劑量（matched peripheral dose,MPD）。同時(shí)利用TPS模擬手術(shù)方式及植入情況，準(zhǔn)確評(píng)估周圍正常組織，尤其是放射敏感組織的吸收劑量及可能的潛在損傷，然后根據(jù)術(shù)前所制定的穿刺方案制定出可行的粒子分布計(jì)劃、手術(shù)入路及植入計(jì)劃，由此確定植入的導(dǎo)針位置、方向及植入粒子的數(shù)目。

1.3.2125I粒子的植入 先使患者仰臥位或俯臥位于檢查床上，然后對(duì)病變區(qū)進(jìn)行CT掃描，根據(jù)CT掃描圖像進(jìn)行體表定位，依據(jù)TPS計(jì)劃，選定穿刺點(diǎn)、穿刺方位和角度，測(cè)量穿刺深度；通過改變體位選擇距離體表近的穿刺部位，縮短穿刺距離，近背部的腫瘤采取俯臥位背部進(jìn)針以減少或避免氣胸的發(fā)生；肋骨遮擋的病灶進(jìn)針時(shí)先至皮下胸壁外，通過控制呼吸避開肋骨；根據(jù)腫瘤大小確定所要穿刺點(diǎn)的數(shù)目。穿刺點(diǎn)消毒和鋪巾，麻醉后在CT引導(dǎo)下將施源穿刺針有規(guī)律地插入病變部位，采用平行進(jìn)針，間隔為1～1.5 cm，按照中間稀疏、周圍密集的原則植入粒子。按方案粒子植入完成后，再次行CT掃描，根據(jù)CT掃描結(jié)果適時(shí)調(diào)整植入計(jì)劃，即根據(jù)圖像確定和調(diào)整進(jìn)針角度、深度、針尖位置和粒子數(shù)目，進(jìn)行術(shù)中計(jì)劃的實(shí)時(shí)驗(yàn)證。注意避開重要血管、神經(jīng)及骨等解剖結(jié)構(gòu)。要使穿刺針安全而準(zhǔn)確地到達(dá)預(yù)定的靶點(diǎn)。

1.3.3 植入后放射劑量優(yōu)化和質(zhì)量控制[3]粒子植入后即刻行CT逐層掃描，將CT掃描圖像輸入治療計(jì)劃系統(tǒng)，識(shí)別各個(gè)層面粒子的分布和數(shù)量，根據(jù)等劑量曲線圖和劑量體積-直方圖（DVH）等推算出靶區(qū)90%體積（D90）受到的照射量、平均MPD、靶區(qū)接受的平均照射劑量、表示承受處方劑量的體積與靶區(qū)體積的比值即適形系數(shù)r和危及器官（如心、肺和脊髓等）的受量。根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果及時(shí)糾正熱區(qū)及冷區(qū)，通過調(diào)整粒子的分布、數(shù)量等（如粒子分布有稀疏或遺漏，補(bǔ)種粒子），使劑量分布均勻，提高靶區(qū)有效劑量，以期與植入前治療計(jì)劃相符，并觀察有無氣胸及出血等并發(fā)癥。

1.4 療效評(píng)價(jià)與隨訪 術(shù)后6個(gè)月內(nèi)復(fù)查CT，評(píng)價(jià)局部控制效果，將治療前后CT圖像上2個(gè)相互垂直的腫瘤最大直徑的乘積進(jìn)行比較。根據(jù)WHO實(shí)體腫瘤療效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)判。（1）完全緩解（CR）：治療后腫瘤病灶完全消失，影像學(xué)檢查不能顯示腫瘤或僅有條索影像。（2）部分緩解（PR）：治療后腫瘤縮小gt;50%。（3）無變化（NC）：腫瘤縮小lt;50%或增大＜25%。（4）惡化（PD）：病變?cè)龃蟆?5%或出現(xiàn)新病灶。隨訪2年，1年和2年生存指標(biāo)用總生存率。統(tǒng)計(jì)方法采用乘積極限法（Kaplan-Meier法）檢驗(yàn)。放射療效毒性損傷效應(yīng)指標(biāo)采用美國放射腫瘤學(xué)研究中心和歐洲腫瘤放射學(xué)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)[4]。

2 結(jié)果

2.1 療效 137例中129例（94%）植入粒子數(shù)與TPS計(jì)劃粒子數(shù)及分布一致。其中6例因肋骨阻擋和無法控制呼吸動(dòng)度而未按計(jì)劃植入，2例進(jìn)行了立即補(bǔ)種。植入術(shù)后CT掃描劑量驗(yàn)證后結(jié)果顯示，90%體積受到的照射量為91.5 Gy、平均匹配周緣劑量為87.6 Gy，瘤體受照平均劑量為153.7 Gy，接近周緣匹配劑量的2倍；適形系數(shù)r為0.94～1.09，也在合適范圍內(nèi)；瘤體靶區(qū)外1 cm和2 cm處接近危及器官的平均照射劑量分別為31.0 Gy和7.5 Gy，明顯低于正常組織耐受劑量。粒子植入6個(gè)月后CR 35例（25.5%），PR 91例（66.4%），NC 6例（4.4%），PD 5例（3.6%）?？傆行剩–R+PR）為91.9%（126/137）。見圖1、2。術(shù)后1年和2年生存率分別為91.2%（125例）和50.4%（69例）。

2.2 不良反應(yīng)及處理125I粒子植入術(shù)后，CT顯示51例出現(xiàn)不同程度氣胸，氣胸量較少，且中心型肺癌的氣胸發(fā)生率為64.3%（27/42），高于周圍型的25.3%（24/95），經(jīng)對(duì)癥處理后緩解。4例出現(xiàn)粒子墜入胸腔游走至肺組織，動(dòng)態(tài)觀察胸片及CT未出現(xiàn)肺栓塞，未遷移至其他器官。植入治療后7例患者出現(xiàn)咳血，7例出現(xiàn)發(fā)燒，2例穿刺點(diǎn)少量出血，經(jīng)對(duì)癥處理后好轉(zhuǎn)。早期和晚期放射反應(yīng)發(fā)生率分別為12.4%（17例）和2.3%（3例）。1例部分緩解的患者術(shù)后11個(gè)月主動(dòng)要求微創(chuàng)手術(shù)行肺腫物楔形切除術(shù)，病理報(bào)告顯示腫瘤細(xì)胞變性壞死，腫瘤邊緣肺組織纖維化，鄰近的細(xì)支氣管和肺泡未見損傷，余患者未發(fā)現(xiàn)放射性肺炎或肺纖維化，也未出現(xiàn)胸腔內(nèi)出血和心律紊亂。

Figure 1 CT Scan of central lung cancer with125I Implantation圖1 中央型肺癌患者植入125I粒子治療的CT掃描圖像

Figure 2 CT Scan of peripherial lung cancer with125I Implantation圖2 周圍型肺癌患者植入125I粒子治療的CT掃描圖像

3 討論

125I粒子沿切緣植入能降低肺部腫瘤的局部復(fù)發(fā)，延長生存率[5]。影像引導(dǎo)的放射性粒子植入術(shù)可在CT、B超或腔鏡實(shí)時(shí)成像引導(dǎo)下進(jìn)行，可根據(jù)三維立體放射治療計(jì)劃將放射性粒子植入到腫瘤與腫瘤浸潤組織中，通過粒子長時(shí)間持續(xù)釋放低能量X射線及γ射線，從而達(dá)到既持續(xù)有效照射、殺傷腫瘤細(xì)胞又較好地避免了正常組織的輻射損傷的目的。隨著影像技術(shù)的發(fā)展，尤其是CT，圖像顯示更加清晰，且操作簡單、微創(chuàng)，為粒子植入提供了良好的影像基礎(chǔ)。CT掃描在粒子植入治療肺癌術(shù)中的引導(dǎo)、定位及術(shù)后的劑量驗(yàn)證已被廣泛應(yīng)用。

植入前CT掃描是制定內(nèi)照射植入治療計(jì)劃的必然步驟。美國近距離治療協(xié)會(huì)規(guī)定，放射性粒子植入前必須制定治療計(jì)劃，以預(yù)測(cè)放射劑量的分布[6]。薄層螺旋CT有較高的密度、空間分辨率，并且不受氣體及脂肪組織的干擾，CT圖像能精確地顯示肺部病灶大小、形態(tài)以及周圍組織結(jié)構(gòu)的解剖關(guān)系，在制定治療計(jì)劃中為臨床醫(yī)生和物理醫(yī)師提供了治療靶區(qū)及其周圍重要器官組織的影像定位信息。將CT掃描獲得的數(shù)據(jù)輸入到TPS，不僅能確認(rèn)最佳處方劑量、周邊匹配劑量、粒子數(shù)目、穿刺部位、進(jìn)針數(shù)目及路徑，而且還能驗(yàn)證放射劑量分布和評(píng)估治療計(jì)劃的質(zhì)量，為制定出完善的內(nèi)照射治療計(jì)劃提供了影像學(xué)基礎(chǔ)。本研究在植入術(shù)前行CT掃描，根據(jù)CT掃描圖像勾畫出腫瘤大體靶區(qū)，將圖像輸入到TPS進(jìn)行治療計(jì)劃的設(shè)計(jì)，確定處方劑量，計(jì)算出吸收劑量、需要的粒子數(shù)、最佳的進(jìn)針部位、進(jìn)針數(shù)、進(jìn)針角度和進(jìn)針路徑；應(yīng)用等劑量曲線和DVH進(jìn)行劑量分布的評(píng)估。

在植入過程中CT逐層實(shí)時(shí)掃描，進(jìn)行驗(yàn)證定位和修正。CT能準(zhǔn)確顯示穿刺過程中各層組織結(jié)構(gòu),通過術(shù)中增強(qiáng)還可以清楚地顯示病灶內(nèi)外的重要組織結(jié)構(gòu)，避免損傷重要的血管、神經(jīng)及骨骼等解剖結(jié)構(gòu)。在肺部穿刺定位中，與B超相比，CT引導(dǎo)組織分辨率更高，定位更精準(zhǔn)[7]。CT掃描速度快，可以做任意角度的各種重建,可以立體直觀的觀察病變區(qū)的三維立體結(jié)構(gòu)及粒子在病變中的分布關(guān)系，且穿刺針及植入的放射性粒子源均為金屬物體，在CT上能夠準(zhǔn)確顯示穿刺針的位置及粒子在病灶內(nèi)的分布情況，避免粒子植入的劑量不當(dāng)或植入到非腫瘤組織內(nèi)，有利于治療計(jì)劃的實(shí)施及術(shù)中的實(shí)時(shí)指導(dǎo)。與外科手術(shù)下植入相比，CT引導(dǎo)是一種微創(chuàng)介入方法，降低了手術(shù)創(chuàng)傷程度，加快了患者術(shù)后康復(fù)時(shí)間。本研究的結(jié)果顯示94%的患者植入粒子數(shù)和劑量分布與TPS計(jì)算的粒子數(shù)和劑量分布一致。

植入后CT掃描協(xié)助進(jìn)行放射劑量學(xué)驗(yàn)證優(yōu)化與質(zhì)量控制，必要時(shí)調(diào)整粒子的分布和數(shù)量，旨在使劑量分布符合有效和微創(chuàng)的原則。植入術(shù)后的劑量學(xué)驗(yàn)證和質(zhì)量評(píng)估是不可缺少的環(huán)節(jié)，這是因?yàn)橹踩肭爸贫ǖ闹委熡?jì)劃與粒子植入后可能存在差異，如植入過程的技術(shù)誤差、體位變化和粒子移位等都會(huì)導(dǎo)致劑量分布發(fā)生很大變化，療效和并發(fā)癥都與之密切相關(guān)[8]。植入后行CT掃描，可將采集到的治療區(qū)域圖像輸入到治療計(jì)劃系統(tǒng)，根據(jù)等劑量曲線圖和DVH等顯示靶區(qū)和周圍危及器官的實(shí)際受量，來驗(yàn)證粒子植入的質(zhì)量，根據(jù)實(shí)際植入粒子數(shù)，重新做治療計(jì)劃，與術(shù)前治療計(jì)劃進(jìn)行對(duì)照和評(píng)估，如有粒子稀疏或遺留，可補(bǔ)種粒子，提高粒子的植入質(zhì)量。本研究在粒子植入術(shù)后即刻行CT逐層掃描，層厚與術(shù)前一致，將CT掃描圖像輸入治療計(jì)劃系統(tǒng)，得到粒子種植區(qū)域?qū)嶋H的劑量分布。本研究的劑量驗(yàn)證結(jié)果表明薄層CT掃描技術(shù)是保證粒子植入質(zhì)量必不可少的手段。

治療后隨訪和療效評(píng)價(jià)需要CT掃描來判定術(shù)后腫瘤壞死、縮小情況及周圍正常組織的放射損傷情況，以評(píng)估療效與并發(fā)癥，對(duì)治療無效、復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移者進(jìn)行早期的判斷，以便采取其他治療手段進(jìn)行綜合治療。此外，CT的高密度分辨率還有利于及早而準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)和預(yù)防并發(fā)癥。有研究顯示，外照射療效毒性急性放射性肺損傷率為33%，后期放射損傷中82%為肺纖維化[9-10]，本研究與之相比，低損微創(chuàng)的優(yōu)勢(shì)明顯。

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