3D打印模板聯(lián)合CT引導(dǎo)粒子植入治療前列腺癌一例報(bào)告并文獻(xiàn)復(fù)習(xí)

張宏濤 蘇曉華 梁巖松 高貞 于慧敏 趙金鑫 隋愛霞 王娟

放射性粒子植入因其微創(chuàng)、不開刀、并發(fā)癥少、療效確切等優(yōu)點(diǎn)在歐美等國(guó)家已經(jīng)作為早期前列腺癌的首選根治性治療手段[1-3]。目前所用標(biāo)準(zhǔn)術(shù)式仍為1983年Holm教授首創(chuàng)：患者取截石位，直腸超聲探頭聯(lián)合模板引導(dǎo)，經(jīng)會(huì)陰部沿身體長(zhǎng)軸穿刺前列腺進(jìn)行粒子植入[4]。此術(shù)式可重復(fù)、精準(zhǔn)的按照術(shù)前計(jì)劃植入粒子。但是該術(shù)式復(fù)雜的過程給老年患者帶來(lái)一定負(fù)擔(dān)，如全身麻醉的潛在風(fēng)險(xiǎn)、手術(shù)時(shí)間較長(zhǎng)、患者長(zhǎng)時(shí)間保持截石位，均增加了下肢靜脈血栓的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，且穿刺針道較多加重手術(shù)創(chuàng)傷。另外，超聲圖像在識(shí)別粒子位置方面不如計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）圖像清晰明確。臨床亟需一種簡(jiǎn)潔、安全且精準(zhǔn)的術(shù)式來(lái)彌補(bǔ)傳統(tǒng)前列腺癌粒子植入術(shù)的不足。3D打印模板引導(dǎo)粒子植入手術(shù)前后劑量參數(shù)有很好的一致性[5]，本研究開創(chuàng)性地將3D打印模板應(yīng)用于前列腺癌的粒子植入，改變了傳統(tǒng)術(shù)式對(duì)麻醉、手術(shù)體位及引導(dǎo)方式的要求，報(bào)告如下。

1 病例報(bào)告

患者 男性，62歲，主因“尿頻、尿急2年余，前列腺癌放療后22 d”于2018年6月12日入我院?；颊哂?015年11月因尿頻、尿急就診于當(dāng)?shù)蒯t(yī)院，血清前列腺特異抗原（PSA）為12.75 ng/ml，于直腸超聲引導(dǎo)下行前列腺穿刺活檢，病理回報(bào)為前列腺腺泡腺癌，Gleason評(píng)分3+4=7分。分期cT4N1M0Ⅳ期，遂給予內(nèi)分泌治療（比卡魯胺片50 mg口服，1次/d，醋酸戈舍瑞林緩釋植入劑3.6 mg間隔28 d皮下注射1次），2個(gè)月后患者PSA降至 4.4 ng/ml。2017年9月8日患者血清PSA為4.19 ng/ml，改為口服氟他胺，效果不佳。2018年3月12日患者血清PSA升至10.06 ng/ml。行強(qiáng)化CT及核磁共振（MRI）檢查示前列腺癌較前增大，侵犯精囊。于當(dāng)?shù)蒯t(yī)院行前列腺癌放療，處方劑量66 Gy/33次。放療至60 Gy/30次時(shí)因患者不能耐受放療直腸不良反應(yīng)而停止放療，腫瘤放療劑量不足，故入我科行進(jìn)一步治療?；颊?年前曾患前壁心肌梗死，治療后好轉(zhuǎn)，無(wú)高血壓、糖尿病、肝炎、結(jié)核等病史。本次查體：肛門及外生殖器未見異常，無(wú)外痔、肛裂、脫肛及肛瘺等。直腸指診：直腸前壁質(zhì)地稍硬，可觸及質(zhì)硬前列腺，體積稍大，邊界不清，未觸及明顯結(jié)節(jié)，退出指套無(wú)染血。MRI檢查示前列腺癌侵犯雙側(cè)精囊及膀胱后壁。血清PSA為10.16 ng/ml。診斷：前列腺腺癌cT4N1M0Ⅳ期放療后；冠心病，陳舊前壁心肌梗死。

因患者冠心病不能耐受全麻和連硬外麻醉，故于2018年6月19日在局麻下行3D打印模板引導(dǎo)后入路125I放射性粒子植入術(shù)。術(shù)前一周用負(fù)壓真空墊俯臥位固定患者，強(qiáng)化CT掃描，行術(shù)前計(jì)劃。根據(jù)腫瘤與直腸、膀胱、尿道、血管、骨骼等危及器官的關(guān)系設(shè)計(jì)進(jìn)針路徑，載入粒子（圖1）。劑量參數(shù)為：靶區(qū) D90：51.9 Gy，D100：25.8 Gy，V90：94.9%，V100：91.8%，V150：58.7%，直腸：D2cc：26 Gy，尿道：D10：75.2%，D30：61.8 Gy，粒子活度 0.3 mCi。達(dá)到靶區(qū)及危及器官劑量要求后將計(jì)劃數(shù)據(jù)發(fā)送至北京啟麟科技有限公司，公司將數(shù)據(jù)經(jīng)三維重建處理后（圖2）連接3D打印機(jī)打印3D模板（圖3）。手術(shù)時(shí)按術(shù)前定位體位固定患者，消毒后將3D打印模板按患者體表標(biāo)記點(diǎn)固定于臀部皮膚上，局部1%利多卡因麻醉，掃描CT確認(rèn)模板位置無(wú)誤后在模板預(yù)設(shè)針道上穿刺（圖4），一般先穿刺至預(yù)計(jì)深度的1/3～1/2，再次掃描CT，確定植入針位置，如果位置準(zhǔn)確，直接穿刺到預(yù)計(jì)深度，如果有偏移，調(diào)整后再次掃描CT確認(rèn)，直至準(zhǔn)確穿刺到預(yù)計(jì)位置為止（圖5）。根據(jù)術(shù)前計(jì)劃植入粒子。即刻掃描CT，行術(shù)后驗(yàn)證計(jì)劃（圖6），劑量不足及時(shí)補(bǔ)充。術(shù)后驗(yàn)證示所有粒子按術(shù)前計(jì)劃精準(zhǔn)植入到腫瘤內(nèi)部，共植入粒子50 顆 。 靶 區(qū) D90：53.4 Gy，D100：32.2 Gy，V90：96.9%，V100：93.6%，V150：60%，直腸：D2cc：21.4 Gy，尿道：D10：100.7 Gy，D30：91.5 Gy，各參數(shù)與術(shù)前計(jì)劃基本一致（圖7）。尿道及直腸前壁劑量在耐受劑量以下。術(shù)后3 d拔出尿管，無(wú)排尿不暢。術(shù)后2個(gè)月復(fù)查：PSA降至6.93 ng/ml。影像學(xué)檢查評(píng)價(jià)為腫瘤穩(wěn)定（圖8）?；颊邿o(wú)排尿排便不適。

圖1 術(shù)前計(jì)劃設(shè)計(jì)進(jìn)針路徑，經(jīng)直腸兩側(cè)穿刺前列腺。載入粒子計(jì)算等劑量線分布

2 討論

1.前列腺癌粒子植入術(shù)式變遷：1914年P(guān)asteau等[6]最早經(jīng)尿管用鐳針治療前列腺癌，拉開了前列腺癌近距離治療的序幕。但經(jīng)尿道照射使得尿道劑量高于靶區(qū)劑量，并發(fā)癥發(fā)生率較高。1917年Barringer等[7]在直腸指診引導(dǎo)下經(jīng)會(huì)陰用鐳針插植治療前列腺癌，開啟了前列腺癌組織間插植放療的先河。1920年美國(guó)紀(jì)念醫(yī)院的Failla等[8]開始將鐳包在微型玻璃管內(nèi)永久性植入前列腺癌內(nèi)部，1926年他又開始用金包裹的鐳粒子治療前列腺癌[9]。因?yàn)殍D的半衰期為1600年，永久性植入防護(hù)困難且容易造成放射性污染，1972年Whitmore等[10]首創(chuàng)恥骨后術(shù)中直視下永久性125I粒子植入治療前列腺癌術(shù)式，為前列腺癌125I粒子植入技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。但此術(shù)式是在術(shù)中直視下人工植入，操作相對(duì)復(fù)雜且劑量分布不一，后期醫(yī)生們更傾向于前列腺根治術(shù)或外放療[4]。隨著超聲引導(dǎo)在粒子植入術(shù)中的廣泛應(yīng)用[11]，1983年Holm等[12]首創(chuàng)的直腸超聲聯(lián)合模板引導(dǎo)經(jīng)會(huì)陰粒子植入術(shù)式在1990年基本完善[13]，幾十年來(lái)一直作為前列腺癌粒子植入標(biāo)準(zhǔn)術(shù)式被廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)80年代末，被Ragde引入美國(guó)，經(jīng)過20余年的應(yīng)用和研究，積累了大量臨床數(shù)據(jù)，證實(shí)了此技術(shù)在前列腺癌中的良好效果[14-15]。

圖2 計(jì)算機(jī)三維重建靶區(qū)、危及器官、針道及模板

圖3 根據(jù)術(shù)前計(jì)劃設(shè)計(jì)打印個(gè)體化3D微創(chuàng)導(dǎo)向模板

圖4 術(shù)中模板復(fù)位準(zhǔn)確后在模板預(yù)設(shè)針道引導(dǎo)孔內(nèi)穿刺粒子植入針

圖5 CT掃描確認(rèn)植入針實(shí)際位置與計(jì)劃一致

圖6 按術(shù)前計(jì)劃植入粒子后CT掃描確認(rèn)粒子位置并行術(shù)后劑量驗(yàn)證

圖7 手術(shù)前后劑量體積直方圖（DVH）對(duì)比，術(shù)后劑量參數(shù)滿足術(shù)前計(jì)劃要求（7A：術(shù)前；7B：術(shù)后）

圖8 術(shù)后2個(gè)月復(fù)查，腫瘤大小無(wú)變化、腫瘤穩(wěn)定

2.前列腺癌粒子植入標(biāo)準(zhǔn)術(shù)式不足及應(yīng)用中易出現(xiàn)的問題：前列腺癌粒子植入標(biāo)準(zhǔn)術(shù)式需要手術(shù)醫(yī)師同時(shí)具備放療劑量學(xué)及超聲學(xué)知識(shí)，同時(shí)需要麻醉師對(duì)患者進(jìn)行全麻或連硬外麻醉。在我國(guó)，超聲科醫(yī)生多做診斷方面的工作，無(wú)放療相關(guān)資質(zhì)，放療科醫(yī)生熟悉CT影像而很少應(yīng)用超聲。泌尿外科醫(yī)生多以外科手術(shù)治療為主，很少關(guān)注粒子植入，因此該術(shù)式在我國(guó)開展并不廣泛。傳統(tǒng)的前列腺癌粒子植入術(shù)需要對(duì)患者進(jìn)行硬膜外麻醉后取截石位經(jīng)直腸超聲引導(dǎo)下完成，部分患有心肺腦血管疾病的老年患者難以耐受麻醉及手術(shù)，且手術(shù)時(shí)間較長(zhǎng)，部分患者不能耐受，長(zhǎng)時(shí)間截石位增加了下肢靜脈血栓的風(fēng)險(xiǎn)，穿刺針道較多加重了手術(shù)創(chuàng)傷，需要超聲、介入、放療多科醫(yī)生配合，超聲圖像識(shí)別粒子困難。即使美國(guó)近距離治療協(xié)會(huì)及美國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)家協(xié)會(huì)有明確的指南來(lái)規(guī)范此術(shù)式的流程及質(zhì)控指標(biāo)，但是仍有部分醫(yī)院不能按照指南要求植入粒子，導(dǎo)致部分患者出現(xiàn)嚴(yán)重并發(fā)癥。2002-2012年間，美國(guó)在前列腺癌粒子植入手術(shù)過程中出現(xiàn)諸多差錯(cuò)，致使《紐約時(shí)報(bào)》長(zhǎng)篇報(bào)道[16]，美國(guó)原子能管理委員會(huì)（NRC）介入調(diào)查[17]。期間共有346例前列腺癌患者被確定為不良事件，僅2008年不良事件就超過了100例。其中104例不良事件來(lái)自植入針及粒子位置錯(cuò)誤導(dǎo)致術(shù)后劑量與術(shù)前計(jì)劃不一致[18]。此問題的主要原因?yàn)槭中g(shù)醫(yī)師未能準(zhǔn)確識(shí)別超聲圖像，術(shù)中超聲設(shè)備故障和粒子植入技術(shù)不佳[18]。由此可見，超聲引導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)式有其固有的不足之處，需要解決。如果術(shù)中用CT引導(dǎo)，則基本可以避免此類錯(cuò)誤發(fā)生。數(shù)年來(lái)，應(yīng)用平面模板聯(lián)合CT及MRI引導(dǎo)粒子植入的研究從未中斷，但因?yàn)榇┐提樀辣仨毱叫?，難免損傷前列腺周圍的危及器官，至今尚難以取代傳統(tǒng)術(shù)式[19-21]。

3.3D打印模板在粒子植入術(shù)中的應(yīng)用：為了解決模板引導(dǎo)時(shí)針道多角度穿刺的問題，Huang等[22]在2012年即開始應(yīng)用個(gè)體化模板引導(dǎo)粒子植入治療頭頸部腫瘤。本課題組2016年3月最早發(fā)表關(guān)于3D打印模板引導(dǎo)粒子植入相關(guān)論文，其中一例直腸癌復(fù)發(fā)患者在局麻下由3D打印模板引導(dǎo)成功實(shí)施粒子植入手術(shù)[5]。后期的系列研究證實(shí)了3D打印模板引導(dǎo)粒子植入在各部位腫瘤中均有良好的穿刺準(zhǔn)確性和術(shù)前術(shù)后劑量一致性[23-27]。在充分的前期研究基礎(chǔ)上，本研究首次在局麻下應(yīng)用3D打印模板及CT引導(dǎo)從臀部皮膚進(jìn)針，經(jīng)直腸兩側(cè)穿刺前列腺并植入粒子，術(shù)后驗(yàn)證劑量參數(shù)與術(shù)前基本一致，取得了成功。

本方法雖然存在術(shù)前計(jì)劃設(shè)計(jì)耗時(shí)、3D打印模板復(fù)位需要一定技巧和穿刺路徑較長(zhǎng)致針道偏移等問題，但是任何新技術(shù)都有一個(gè)學(xué)習(xí)曲線。除了以上些許不足，此術(shù)式相比于傳統(tǒng)術(shù)式優(yōu)勢(shì)明顯。首先，該術(shù)式適應(yīng)證更加廣泛，局麻下經(jīng)皮后入路降低了對(duì)患者心肺功能的要求，提高了患者的術(shù)中舒適度，患有心肺腦血管疾病的老年患者亦可接受治療；其次，該術(shù)式提高了手術(shù)效率，不用按照全麻手術(shù)進(jìn)行術(shù)前準(zhǔn)備，不用特殊的腸道準(zhǔn)備，簡(jiǎn)化手術(shù)流程，可由任何一位具有一定穿刺經(jīng)驗(yàn)和CT影像學(xué)知識(shí)的醫(yī)師完成，降低了對(duì)多學(xué)科協(xié)作的依賴性，縮短了手術(shù)時(shí)間。另外，該術(shù)式術(shù)前通過計(jì)算機(jī)提前將針道設(shè)計(jì)完成，所有針道均避開血管、腸管等危及器官，術(shù)中完成模板復(fù)位固定后，即可按術(shù)前計(jì)劃精準(zhǔn)穿刺腫瘤，同時(shí)針道數(shù)目也少于傳統(tǒng)術(shù)式，因此該術(shù)式穿刺的副損傷更小。