SPECT/CT對胰腺癌125I植入術(shù)后劑量驗(yàn)證

吳維霞, 邢明泉，周志剛, 郭言言，邱曉輝，李祥周

(1.亳州市人民醫(yī)院 a.影像中心; b血液內(nèi)科，安徽 亳州 236800; 2.鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院 放射科，河南 鄭州 4500000)

胰腺癌發(fā)病隱匿，80%～85%胰腺癌患者發(fā)現(xiàn)時已失去了手術(shù)治療的最佳時機(jī)[1]。對不可切除胰腺癌患者行125I粒子植入療效突出且并發(fā)癥少[2]，可治療各期胰腺癌[3]，其具有腫瘤治療靶區(qū)可控性強(qiáng)、對周圍組織損傷小等多個優(yōu)點(diǎn)[4]，其療效極大程度上取決于腫瘤周圍劑量，但至今沒有公認(rèn)的最佳推薦治療劑量[5]。當(dāng)前粒子植入術(shù)后的劑量學(xué)驗(yàn)證仍以TPS術(shù)后驗(yàn)證為主要手段[6]，誤差較大。SPECT/CT顯像體現(xiàn)核醫(yī)學(xué)及CT雙重優(yōu)勢，125I粒子植入術(shù)后行SPECT/CT融合顯像，既能顯示腫塊內(nèi)粒子的空間分布，又能反映腫塊內(nèi)的放射性分布，我科行125I粒子植入治療胰腺癌患者18例，收到良好的效果，125I粒子植入評價粒子植入后的劑量驗(yàn)證具有重要意義，本研究旨在探討SPECT/CT 融合顯像用于125I粒子植入術(shù)后劑量驗(yàn)證的可行性，以期尋找放射性粒子植入術(shù)后劑量驗(yàn)證的新的可靠方法。

1 資料與方法

1.1病例選擇 2016年9月至2017年12月期間于鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院接受125I粒子植入治療患者18例，術(shù)后24小時內(nèi)行SPECT/CT顯像，其中男性11例，女性7例，年齡42～75歲，中位年齡57歲，平均年齡為(57.4±8.4)歲，經(jīng)病理證實(shí)為腺癌17例，黏液癌1例，其中位于胰頭10例，位于胰體尾8例，腫塊最大徑約為24.7～71.3 mm，平均最大徑為(44.3±13.1) mm，植入粒子19～87粒。按國際抗癌聯(lián)盟(UICC)(第8版)中胰腺癌TNM分期系統(tǒng)，其中ⅡB期3例，Ⅲ期12例，Ⅳ期3例。入組標(biāo)準(zhǔn)：(1)經(jīng)病理學(xué)診斷為胰腺癌，且不適宜手術(shù)治療或者患者自身不愿意進(jìn)行手術(shù)治療者。(2)直徑<75 mm的實(shí)體腫瘤，并且可測量或者可評價。(3)預(yù)計生存時間需>3個月。(4)體能評分(Karnofsky 評分)≥70分。(5)無嚴(yán)重心肺、肝腎功能障礙，且近期無急性感染。(6)白細(xì)胞計數(shù)≥3×109/L，中性粒細(xì)胞絕對數(shù)≥1.5×106/L，血紅蛋白濃度≥90 g/L，血小板計數(shù)≥10×109/L。(7)腫瘤沒有侵犯周圍重要大血管。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)存在大量腹水或者伴有遠(yuǎn)處廣泛轉(zhuǎn)移或者存在嚴(yán)重感染者。(2)伴有嚴(yán)重的心血管或精神疾病、患有其他不適宜手術(shù)的疾病或者全身情況處于衰竭狀態(tài)。(3)Karnofsky評分小于70 分。(4)預(yù)計生存期不超過3個月。(5)嚴(yán)重的凝血功能異常或者白細(xì)胞計數(shù)<3×109/L、血小板小于<7×109/L。(6)排除失訪患者。

1.2主要材料與儀器125I放射性粒子是由上海欣科醫(yī)藥有限公司提供，SPECT/CT顯像儀器為Symbia T16，采用低能高分辨準(zhǔn)直器，設(shè)能峰為35 keV, 窗寬為20%。TPS是由北京科霖眾醫(yī)學(xué)技術(shù)研究所研發(fā)。放射性粒子植入槍是由上海欣科醫(yī)藥有限公司所提供。一次性18G粒子植入針是由日本八光株式會社所生產(chǎn)。放射防護(hù)用物。

1.3方法

1.3.1125I粒子植入術(shù) (1)術(shù)前計劃：將CT圖像傳輸至TPS，常規(guī)逐層勾畫出腫瘤靶區(qū)體積(gross tumor volume, GTV)以及鄰近可能危及的器官，重建出腫瘤三維立體圖像，設(shè)定胰腺腫瘤處方劑量以及粒子的活度，調(diào)整植入針和粒子的位置，確定進(jìn)針路線，計算出患者所需穿刺針、粒子的數(shù)目，以及靶區(qū)劑量分布，模擬計算出劑量體積直方圖(dose volume histogram，DVH)。腫瘤靶區(qū)處方劑量設(shè)為120 Gy。植入前對所要植入的10%放射性粒子進(jìn)行隨機(jī)測定，每個粒子的放射性活度所允許的偏差控制在±5%范圍內(nèi)。(2)術(shù)中過程：患者局部麻醉在CT引導(dǎo)下全程監(jiān)控下進(jìn)行操作，取仰臥位，在腹正中線處貼標(biāo)記針，行CT平掃，進(jìn)一步確定病變的確切位置、進(jìn)針角度、進(jìn)針點(diǎn)以及進(jìn)針深度。取穿刺針沿著定位點(diǎn)按計劃角度盡量將針進(jìn)到計劃深度，再CT平掃，確定進(jìn)針深度及進(jìn)針角度，若未達(dá)預(yù)期計劃，再緩慢進(jìn)針到計劃深度，再次CT平掃，按此步驟至確定進(jìn)針到理想位置，按TPS在腫瘤內(nèi)每間隔10 mm植入1粒125I粒子，接著按前面步驟再次調(diào)整層面及進(jìn)針方向，依次在不同層面、后退式植入125I粒子。確定粒子分布滿意之后，退出粒子穿刺針，在穿刺處按壓約5 min，記錄植入125I粒子的總數(shù)，再次行CT平掃，確定有無粒子移位、出血等并發(fā)癥。術(shù)后行劑量學(xué)驗(yàn)證、質(zhì)量評估(包括粒子分布、劑量重建)。將術(shù)后CT圖像(可來自術(shù)后SPECT/CT檢查)傳輸至TPS行劑量驗(yàn)證：125I粒子植入后胰腺腫塊層面的CT圖像錄入TPS，逐層勾畫出腫塊輪廓并計算出DVH圖。如術(shù)后驗(yàn)證結(jié)果與植入前計劃不相符，發(fā)現(xiàn)有劑量稀疏區(qū)，即“冷區(qū)”，可行補(bǔ)種治療。

1.3.2顯像方法 患者行125I放射性粒子植入術(shù)后24小時內(nèi)行SPECT/CT顯像。SPECT顯像采集條件為雙探頭平行采集，矩陣128×128，雙探頭各自旋轉(zhuǎn)180°，20s/幀，1幀/6°，共采集64幀，按標(biāo)準(zhǔn)程序處理得到SPECT圖像。采集完成后，再按照SPECT掃描視野行CT掃描，使兩者視野相一致。CT圖像采集條件為120kV，矩陣512×512，層厚2 mm，螺距為1。圖像重建采用flash 3D迭代技術(shù)，使用衰減校正。通過計算機(jī)處理得到SPECT、CT圖像并進(jìn)行圖像融合。

1.3.3圖像分析及數(shù)據(jù)測量 在SPECT/CT融合圖像上可以清楚地看到不同顏色細(xì)線樣的光環(huán)，由兩位核醫(yī)學(xué)科主治以上醫(yī)生分別對影像進(jìn)行分析和診斷，觀察記錄腫瘤靶區(qū)放射性分布情況、是否有粒子移位等信息，若意見不一致，商討確定。在放大的融合圖像中逐層沿黃、綠、藍(lán)、紫四種不同顏色光環(huán)勾畫，標(biāo)記為區(qū)域A、B、C、D，將鼠標(biāo)放在不同區(qū)域即可顯示該層面該區(qū)域放射性濃聚區(qū)γ總計數(shù)值(Counts)、體積(cm3)及層厚，算出區(qū)域A、B、C、D內(nèi)總計數(shù)值及總體積，再計算出區(qū)域A、B、C、D單位體積內(nèi)放射性計數(shù)(Counts/cm3)。重復(fù)勾畫、計算取均值。將SPECT/CT檢查的CT圖像導(dǎo)入TPS，勾畫靶區(qū)，調(diào)至骨窗，拾取粒子，進(jìn)行術(shù)后劑量驗(yàn)證，得到等劑量曲線分布圖，觀察腫瘤周邊的放射性濃聚程度與等劑量曲線分布的情況，評估并記錄腫瘤靶區(qū)的覆蓋率，覆蓋率為代表處方劑量的放射性濃聚區(qū)所覆蓋體積與腫瘤靶區(qū)總體積的百分比，相當(dāng)于V100，即100%處方劑量覆蓋體積占靶體積的百分比。在TPS上調(diào)整所勾畫的靶區(qū)，將每一層面逐層與區(qū)域A、B、C、D對應(yīng)，進(jìn)行劑量計算，從DVH圖中可知所勾畫靶區(qū)的平均劑量。重復(fù)操作，計算出區(qū)域A、B、C、D分別對應(yīng)區(qū)域的平均劑量。重復(fù)計算取均值。將放射性濃聚區(qū)的單位體積放射性計數(shù)值與該區(qū)劑量相關(guān)聯(lián)，見圖1～5。

圖1 SPECT/CT融合圖像

圖2 SPECT圖像 圖3 SPECT圖像中勾畫放射性活度區(qū)

圖4 同一層面腫瘤周邊的放射性濃聚程度與等劑量曲線分布情況 a.等劑量曲線分布圖；b.SPECT/CT融合圖像

1.3.4腫瘤近期治療效果評價指標(biāo) 主要依據(jù)術(shù)前、術(shù)后2個月復(fù)查的CT圖像，術(shù)后2個月CT圖像可以為術(shù)后SPECT/CT檢查所得CT圖像，按照實(shí)體腫瘤的療效評價標(biāo)準(zhǔn)1.1版(Response Evaluation Criteriain Solid Tumors Version1.1, RECIST 1.1)評價療效：①完全緩解(complete response，CR)：所有目標(biāo)病灶消失；②部分緩解(partial response，PR)：基線病灶長徑總和縮小≥30%；③疾病穩(wěn)定(stable disease，SD)：腫瘤病灶縮小未達(dá)PR 或增加未達(dá)PD；④疾病進(jìn)展(progressive disease，PD)：腫瘤病灶長徑總和增加≥20%或者出現(xiàn)新的病灶。治療有效為完全緩解(CR)+部分緩解(PR)，有效率定義為(CR+PR)/(CR+PR+PD+SD)，腫瘤疾病控制率定義為(CR+PR+SD)/(CR+PR+PD+SD)。

1.3.5統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 17.0統(tǒng)計學(xué)軟件分析，計量資料采用中位數(shù)(四分位間距)[M(Q)]表示。兩連續(xù)隨機(jī)變量且服從正態(tài)分布的相關(guān)分析采用Pearson相關(guān)分析法，不滿足條件或分類變量之間的關(guān)聯(lián)分析采用Spearman秩相關(guān)分析法，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1近期療效評價 術(shù)后2個月復(fù)查CT，依據(jù)CT圖像及軟件系統(tǒng)，測量腫瘤最大徑，觀察對比術(shù)前腫瘤最大徑的大小，評價腫瘤近期治療效果CR 1例，PR 10例，SD 5例，PD 2例，治療有效率為61.1%。將覆蓋率與近期療效進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，得Spearman秩關(guān)聯(lián)系數(shù)rs=0.587，P=0.010。

2.2單位體積內(nèi)放射性濃聚處γ計數(shù)值與所接受劑量的關(guān)系125I粒子植入術(shù)后24 h行SPECT/CT顯像，并進(jìn)行圖像融合。在融合圖像上在放大的融合圖像中逐層勾畫出區(qū)域A、B、C、D，計算出區(qū)域A、B、C、D所代表的放射性濃聚區(qū)的單位體積內(nèi)γ計數(shù)(Counts/cm3)，再在TPS上計算相應(yīng)劑量，單位體積內(nèi)γ計數(shù)值與所接受劑量呈正相關(guān)(r=0.422，P<0.01)，見表1。

表1 放射性濃聚區(qū)的單位體積內(nèi)γ計數(shù)與所接受劑量關(guān)系[M(Q)]

2.3隨訪 有7例患者在隨訪第2個月時行局部SPECT/CT斷層融合顯像，2例發(fā)現(xiàn)腫瘤靶區(qū)局部放射性分布相對較稀疏，逐行冷區(qū)125I粒子補(bǔ)種術(shù)。1例新發(fā)現(xiàn)游離粒子。

3 討 論

胰腺癌是一種常見的消化系統(tǒng)惡性腫瘤[7]，125I粒子植入治療胰腺癌是最常用的微創(chuàng)治療方式之一，療效突出[8]，本研究18例患者總有效率為61.1%，腫瘤疾病控制率為88.9%，療效顯著[9]。而125I粒子植入治療胰腺癌的療效很大程度上取決于腫瘤靶區(qū)劑量分布情況，但125I粒子植入治療胰腺癌的最佳治療劑量目前國內(nèi)外尚未達(dá)到臨床共識[10]，國內(nèi)推薦的125I粒子植入治療胰腺癌的匹配周緣劑量(matched peripheral dose, MPD)為110～160 Gy，適合胰腺癌患者的最佳治療劑量尚需進(jìn)一步研究。目前術(shù)后劑量學(xué)驗(yàn)證仍以術(shù)后TPS驗(yàn)證為標(biāo)準(zhǔn)，但其是根據(jù)粒子數(shù)目、位置及活度計算出來的，難以保證計算出來的就是實(shí)際劑量[11]。粒子植入后可能會游走，也可能會因?yàn)镃T金屬偽影[12]等原因?qū)е铝Ｗ訑?shù)目、位置識別困難，造成術(shù)后驗(yàn)證不準(zhǔn)確，影響對預(yù)后的評估[13]，所以極需一種有效可行的方法來探測粒子植入后體內(nèi)實(shí)際的劑量分布。125I放射性粒子可以作為核醫(yī)學(xué)顯影的放射源，進(jìn)行SPECT/CT融合顯像，不僅可以顯示出體內(nèi)的劑量分布情況，觀察腫瘤靶區(qū)是否被一定放射性濃聚區(qū)所完全覆蓋，使術(shù)后劑量分布在一定程度可視化，并且術(shù)后一段時間也可再次檢查，觀察粒子周圍放射性分布情況；另外，SPECT/CT融合圖像示放射性分布不受粒子偽影影響，還可以及時發(fā)現(xiàn)“冷區(qū)”及粒子移位。SPECT/CT顯像可以直接探測出放射性粒子所釋放出來的γ射線，125I粒子植入術(shù)后行SPECT/CT檢查可以清楚顯示體內(nèi)的放射性濃聚區(qū)，而放射性濃聚程度可以用放射性計數(shù)量化，可在一定程度上將其可視化[14]。SPECT/CT用于放射性粒子植入術(shù)后的劑量驗(yàn)證[15]，有以下優(yōu)勢：①無需了解粒子當(dāng)前的活度及數(shù)目。放射性粒子釋放的射線與粒子實(shí)際活度及數(shù)目直接相關(guān)，粒子的數(shù)目越多、活度越大，其所釋放出來的射線就越多，測得放射性濃聚區(qū)的放射性計數(shù)值也就越大[16]。②無需知道粒子的精確位置，SPECT/CT直接探測體內(nèi)粒子釋放出來的射線，與粒子精確位置關(guān)系不大，即使不知道粒子的位置，也可以探測到粒子發(fā)出的射線[17]。③SPECT/CT顯像可使得劑量可視化，簡單、直觀、易行。④由于不需要考慮放射性粒子的數(shù)目、位置等，可反映分期多次行放射性粒子植入術(shù)后患者的實(shí)際劑量。

本研究通過對18例胰腺癌患者125I植入術(shù)后行SPECT/CT顯像，發(fā)現(xiàn)其可使125I放射性粒子植入術(shù)后粒子周圍劑量在一定程度上達(dá)到可視化，靶區(qū)單位體積內(nèi)放射性計數(shù)值與接受劑量為正相關(guān)關(guān)系，SPECT/CT顯像有望成為粒子植入后劑量驗(yàn)證的有效方法，但是本研究由于病例數(shù)相對較少，未能揭示SPECT/CT探測到的放射性計數(shù)與所植入的腫瘤內(nèi)粒子放射性活度的確切關(guān)系，尚需擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步研究探索。