CT引導(dǎo)3D打印模板輔助125I粒子植入治療惡性腫瘤的劑量學(xué)分析和療效觀察

李洪均，劉 娜，張建萍，沈 慧，陳 兵，于鴻煦，劉雪輝

(天津市第三中心醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科 300170)

125I放射性粒子植入屬于近距離放射治療，具有局部劑量高、作用距離短、對(duì)周?chē)＝M織損傷小等特點(diǎn)，目前已廣泛用于惡性腫瘤的治療中，并取得了非常好的臨床療效[1-3]。早期粒子植入操作單純依靠影像引導(dǎo)，對(duì)醫(yī)生個(gè)人臨床經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)依賴(lài)較多，不利于普及和推廣，近年來(lái)3D打印模板的應(yīng)用，使粒子植入的劑量控制更為精準(zhǔn)[4-6]。本研究觀察分析CT引導(dǎo)3D打印模板輔助125I粒子植入治療惡性腫瘤的劑量學(xué)指標(biāo)差異及近期療效，為該技術(shù)的臨床應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2019年6月至2021年3月本院惡性腫瘤粒子植入手術(shù)患者18例(男15例，女3例)共21個(gè)病灶，中位年齡62(47～80)歲，Karnofsky評(píng)分(KPS)≥60分，預(yù)期生存時(shí)間>3個(gè)月，處方劑量110～160 Gy，所有患者粒子植入術(shù)后觀察期內(nèi)未再進(jìn)行其他治療(如放療、化療及靶向治療等)。本研究為回顧性分析，患者或授權(quán)家屬均簽署知情同意書(shū)，并經(jīng)本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)?；颊咭话阗Y料見(jiàn)表1。

表1 21個(gè)病灶的患者一般資料

1.2 方法

1.2.1儀器與藥物

125I粒子活度15.91～29.60 MBq(北京智博高科生物技術(shù)有限公司)，半衰期59.4 d，計(jì)算機(jī)治療計(jì)劃系統(tǒng)(TPS)，為Prowess Panther Brachy v4.72(美國(guó)Prowess公司)，模板使用3D-打印非共面模板(3D-PNCT，北京啟麟科技有限公司)和3D-打印共面模板(3D-PCT，湖南源創(chuàng)醫(yī)療器械有限責(zé)任公司)，粒子植入專(zhuān)用骨鉆及定位支架(湖南源創(chuàng)醫(yī)療器械有限責(zé)任公司)，單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像(SPECT)/CT(德國(guó)SIEMENS公司)。

1.2.2手術(shù)流程

患者術(shù)前1～4 d行CT掃描，選擇合適體位，層厚5 mm，真空墊固定。根據(jù)CT掃描結(jié)果確定最大中心層面，設(shè)計(jì)定位針及體表標(biāo)記線，CT掃描數(shù)據(jù)傳輸至TPS，勾畫(huà)大體腫瘤靶區(qū)體積(GTV)和臨近危及器官，根據(jù)處方劑量及危及器官耐受劑量設(shè)計(jì)針道、計(jì)算粒子數(shù)量并模擬粒子空間分布，針道可共面平行分布選用3D-PCT，不能共面平行分布選用3D-PNCT。通過(guò)TPS優(yōu)化，使90%靶體積接受的劑量(D90)達(dá)到處方劑量。訂購(gòu)125I粒子及模板。手術(shù)時(shí)借助真空墊、擺位激光線、患者體表定位線、模板坐標(biāo)線準(zhǔn)確復(fù)位患者及3D-PNCT，借助導(dǎo)航支架對(duì)位3D-PCT，利用角度儀將模板角度調(diào)至與術(shù)前計(jì)劃一致，選擇病灶截面相對(duì)較大的層面，插入1～2根定位針，行CT掃描，確認(rèn)模板、定位針與病灶的相對(duì)位置準(zhǔn)確；若存在誤差，可微調(diào)模板或穿刺針，驗(yàn)證準(zhǔn)確后，將其余穿刺針穿刺至預(yù)定深度，有骨組織阻擋處使用粒子植入專(zhuān)用骨鉆破骨進(jìn)針，按術(shù)前計(jì)劃后退式植入粒子。植入完成后再次行CT掃描，對(duì)粒子分布不滿(mǎn)意處進(jìn)行補(bǔ)充植入，滿(mǎn)意后拔針，手術(shù)完成。

1.2.3術(shù)后劑量驗(yàn)證

粒子植入術(shù)后即刻行CT掃描，圖像傳輸至TPS，行術(shù)后劑量學(xué)評(píng)估，根據(jù)劑量-體積直方圖得出實(shí)際劑量分布。劑量學(xué)參數(shù)包括D90、100%靶體積接受的劑量(D100)、GTV接受90%處方劑量的體積百分比(V90)、GTV接受100%處方劑量的體積百分比(V100)、GTV接受150%處方劑量的體積百分比(V150)。

1.2.4療效評(píng)價(jià)

術(shù)后3個(gè)月復(fù)查CT，觀察腫瘤最長(zhǎng)徑變化，參考實(shí)體瘤療效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)RECIST1.1版評(píng)價(jià)近期療效。療效分為完全緩解(complet remission，CR)、部分緩解(partial remission,PR)、病情穩(wěn)定(stable disease，SD)、病情進(jìn)展(progressive disease，PD)。計(jì)算術(shù)后3個(gè)月有效率=(CR+PR)/總例數(shù)×100%，局部控制率=(CR+PR+SD)/總例數(shù)×100%。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1 患者治療基本情況

18例患者21個(gè)病灶均順利完成125I粒子植入治療。術(shù)中均未出現(xiàn)明顯出血、氣胸、血胸，術(shù)后無(wú)放射性皮膚損傷、神經(jīng)損傷、粒子游走及脫落等并發(fā)癥。21個(gè)病灶術(shù)前計(jì)劃粒子數(shù)為1 265顆，平均 (60.24±25.98)顆，實(shí)際植入粒子數(shù)為1 334顆，平均(63.52±27.80)顆，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-3.835，P=0.001)；活度為15.91～29.6 MBq；1個(gè)病灶術(shù)后較術(shù)前減少4顆，2個(gè)病灶術(shù)后與術(shù)前相同，18個(gè)病灶術(shù)后較術(shù)前增加1～14顆；術(shù)前與術(shù)后GTV分別為(78.77±60.43)、(82.36±62.50)cm3，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-4.214，P<0.001)。

2.2 術(shù)前與術(shù)后劑量學(xué)參數(shù)比較及療效評(píng)價(jià)

21個(gè)病灶術(shù)前D90、D100、V90、V100、V150均略高于術(shù)后，但術(shù)前與術(shù)后比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。術(shù)后3個(gè)月復(fù)查CT，病灶中CR 5個(gè)，PR 12個(gè)，SD 4個(gè)，有效率為81.0%(17/21)，局部控制率為100.0%(21/21)；術(shù)后病灶最長(zhǎng)徑為(2.92±2.27)cm，小于術(shù)前(5.57±2.03)cm，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，見(jiàn)表2。

表2 21個(gè)腫瘤病灶125I粒子植入術(shù)前與術(shù)后劑量學(xué)參數(shù)及療效比較

3 討 論

125I放射性粒子植入屬于近距離治療，通過(guò)對(duì)腫瘤組織長(zhǎng)期持續(xù)照射來(lái)殺滅腫瘤細(xì)胞，已成為早期低危前列腺癌的標(biāo)準(zhǔn)治療方式。國(guó)內(nèi)開(kāi)展該技術(shù)20余年，已被應(yīng)用于全身各部位惡性腫瘤，并取得了非常好的臨床療效，因其具有局部控制率高、創(chuàng)傷小、并發(fā)癥少、恢復(fù)快等優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)已逐漸成為腫瘤局部微創(chuàng)治療的重要方法之一[7]。

早期粒子植入多在影像學(xué)引導(dǎo)下徒手穿刺，較依賴(lài)術(shù)者技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，穿刺針道及粒子分布精準(zhǔn)性難以保證，不易重復(fù)和推廣，且手術(shù)耗時(shí)較長(zhǎng)，CT掃描次數(shù)多，調(diào)整針道困難，增加輻射風(fēng)險(xiǎn)和種植轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)，術(shù)前治療計(jì)劃往往只是作為參考，術(shù)后驗(yàn)證很難達(dá)到術(shù)前計(jì)劃的劑量要求。為提高穿刺針位置的精確性和劑量學(xué)準(zhǔn)確性，我國(guó)學(xué)者將3D打印技術(shù)與粒子植入相結(jié)合，應(yīng)用于全身各部位惡性腫瘤，使術(shù)后粒子劑量分布與術(shù)前計(jì)劃取得了很好的一致性[8-9]。3D打印模板引導(dǎo)粒子植入，將較充分的時(shí)間用在術(shù)前準(zhǔn)備上，術(shù)中利用體表標(biāo)記、真空墊及CT激光線保證患者體位與術(shù)前定位時(shí)一致，按計(jì)劃植入粒子，既減少了CT掃描次數(shù)，縮短了手術(shù)時(shí)間，保證了粒子分布的精準(zhǔn)，同時(shí)也降低了對(duì)術(shù)者經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)的要求，增加了植入操作的同質(zhì)性和可重復(fù)性。

本研究共21個(gè)病灶，根據(jù)病灶的位置、形狀及與周?chē)M織器官的關(guān)系選擇使用共面或非共面模板，有文獻(xiàn)證實(shí)兩種模板都可以很好地實(shí)現(xiàn)術(shù)前計(jì)劃劑量的要求[10-12]。21個(gè)病灶全部順利完成手術(shù)，術(shù)后即刻CT掃描進(jìn)行劑量學(xué)驗(yàn)證，術(shù)后GTV明顯大于術(shù)前(P<0.001),考慮是因?yàn)榻M織出血、水腫及靶區(qū)勾畫(huà)誤差所致。劑量學(xué)參數(shù)D90、D100、V90、V100、V150術(shù)前術(shù)后比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，考慮是因?yàn)橥ㄟ^(guò)3D模板的引導(dǎo),術(shù)后粒子分布可以較好地達(dá)到術(shù)前計(jì)劃的要求。術(shù)后粒子數(shù)增加考慮有兩方面原因：(1)病灶位置的變化，病灶有骨組織阻擋，破骨進(jìn)針時(shí)可能會(huì)引起穿刺針一定的角度偏移，腫瘤內(nèi)部存在液化壞死等；(2)手術(shù)操作人為誤差影響粒子分布。這就需要術(shù)中做優(yōu)化補(bǔ)種粒子，使劑量分布達(dá)到術(shù)前計(jì)劃的要求。精確計(jì)劃、精準(zhǔn)插植是粒子治療的關(guān)鍵，3D打印模板具有定位、定向準(zhǔn)確的特點(diǎn)?；舯虻萚13]應(yīng)用共面模板引導(dǎo)下對(duì)肺癌行粒子植入，得出模板引導(dǎo)和徒手植入術(shù)后質(zhì)量驗(yàn)證滿(mǎn)意率分別為92%和39%，模板引導(dǎo)植入明顯提高術(shù)后劑量驗(yàn)證滿(mǎn)意率。另有研究報(bào)道，V100>90%是總生存期(OS)的影響因素[14]。本研究21個(gè)病灶術(shù)后驗(yàn)證實(shí)際靶區(qū)各項(xiàng)劑量學(xué)參數(shù)均較好地達(dá)到了術(shù)前計(jì)劃要求，術(shù)后V100雖略低于術(shù)前計(jì)劃，但仍可達(dá)到90%以上。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者將粒子植入治療應(yīng)用于包括頭頸、胸部、腹部及盆腔等處復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移癌治療，取得了較好的療效[15-18]。本組病例，術(shù)后3個(gè)月總有效率為81.0%，局部控制率為100.0%。

放射性粒子植入治療的療效直接取決于劑量分布，3D打印模板輔助125I粒子植入治療惡性腫瘤具有以下優(yōu)勢(shì)：(1)模板的使用可以較好地控制穿刺針的方向，最大限度地減小穿刺誤差，保證了粒子的分布，提高了手術(shù)安全性；(2)使用模板引導(dǎo)，降低了手術(shù)操作難度，定位更精準(zhǔn)，術(shù)后驗(yàn)證劑量能夠較好地達(dá)到術(shù)前計(jì)劃要求，有利于粒子植入治療的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。

綜上所述，CT引導(dǎo)3D打印模板輔助125I粒子植入治療惡性腫瘤劑量精準(zhǔn)，有效率高，并發(fā)癥少，值得積極推廣臨床應(yīng)用。由于本研究病例數(shù)較少且無(wú)對(duì)照組，療效評(píng)價(jià)僅依據(jù)術(shù)后3個(gè)月CT復(fù)查結(jié)果，未觀察遠(yuǎn)期療效，有一定局限性，尚需大樣本隨機(jī)雙盲對(duì)照試驗(yàn)作進(jìn)一步研究。