3D打印模具引導與徒手插植治療宮頸癌劑量學比較

張 婷 邱凌平 殷皓澤 李 克 袁 磊 彭綠英 田秋紅

（南昌大學第一附屬醫(yī)院腫瘤醫(yī)學中心 南昌 310000）

在世界范圍內，宮頸癌是女性中第四大常見癌癥[1]。盡管宮頸癌是最可預防的癌癥之一，但它一直是20至39歲女性癌癥死亡的第二大主要原因[2]。宮頸癌的整個綜合治療過程中約80%的患者需要接受放射治療。后裝近距離治療（Brachytherapy，BT）在I期至IV期宮頸癌患者的治療管理中起著重要作用，BT是局部晚期宮頸癌治療的重要組成補充部分[3]。目前BT最常用的兩種插值技術，一是徒手插植，但該操作難度系數較大，且需由高年資的醫(yī)生憑經驗判斷后進行插植，具有較大的盲目性、經驗性；二是借助3D打印模具引導插植，在一定程度上降低插植難度，臨床可行性高。本研究分析CT引導下的3D打印模具引導與自由徒手插植近距離治療宮頸癌術后陰道殘端需要補量的患者劑量學差異，進一步探究3D打印模具在近距離治療中的作用。

1 資料與方法

1.1 研究對象

隨機選取2020年11月—2022年8月宮頸癌術后陰道殘端需要補量的患者19例。根據治療方式分為模板組及自由組，模板組是醫(yī)生借助3D打印模具進行插植，自由組是醫(yī)生徒手插植。

1.2 放射治療方案

根據宮頸癌國際婦產科協(xié)會（FIGO）指定標準[4]，對術后陰道切緣陽性，或術后陰道切緣上皮內瘤變 II-III級，或手術安全邊界不夠的宮頸癌術后陰道殘端需要補量的患者實施完成外照射放療，劑量為45Gy /25次，淋巴結診斷為陽性患者，局部補量至60Gy。在外照射完成后，開始接受CT引導下的192Ir高劑量率近距離治療，患者單次劑量6Gy，照射3次，共計18Gy。

1.3 施源器植入與CT掃描

術前準備：患者接受標準的治療前準備，患者術前留置導尿管，保持膀胱充盈狀態(tài)。排空腸道、口服腸道顯影劑。

CT掃描：患者截石位臥于轉移床上進行常規(guī)消毒后轉移至西門子SOMATOM Confidence 64排放療專用大孔徑模擬定位機進行平掃，掃描電流300 mAs，掃描電壓120 kV，層厚3 mm。

靶區(qū)勾畫：將CT掃描圖像上傳至醫(yī)科達三維治療計劃系統(tǒng)（Oncentra），醫(yī)生勾畫HR-CTV及OARs。HR-CTV包括婦科查體及影像學確認的宮頸癌術后殘端。OARs包括膀胱、直腸等。

1.4 計劃優(yōu)化

在后裝近距離放射治療過程中，劑量優(yōu)化是整個治療過程的核心，因BT為大分割治療，根據GEC-ESTRO 研究[5]推薦的劑量標準，單次治療計劃的劑量目標為：HRCTV D90cc≥6 Gy，膀胱D2cc≤5.3 Gy，直腸D2cc≤4.2 Gy。通過設定靶區(qū)處方劑量、危及器官耐受劑量等臨床劑量要求，對目標函數進行求解，得到放射源的駐留位置及相應的駐留時間，以靶區(qū)劑量作為標準，使得靶區(qū)受到高劑量照射的同時周圍正常組織受到更少的劑量輻射。

1.5 統(tǒng)計學方法

采用SPSS統(tǒng)計學軟件處理數據。計量資料以均數±標準差（±s）表示，采用t檢驗，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 兩組完成情況

9例患者完成徒手插植治療，10例患者完成3D打印模具引導插植治療，其兩組結果劑量見圖1、圖2。

圖1 徒手插植治療靶區(qū)劑量分布圖

圖2 3D打印模具引導插植治療靶區(qū)劑量分布圖

2.2 靶區(qū)及OARs參數比較

徒手插植治療組與3D打印模具引導插植治療組的HR-CTV D100分別為（407.1±43.2）cGy、（445.04±30.7）cGy；HRCTV D98分別為（548.7±44.6）cGy、（556.3±25.1）cGy；HR-CTV D90 分別為（631±43.2）cGy、（634.5±25.2）cGy；兩組比較（表1），差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。3D打印模具插值針治療組的靶區(qū)劑量均高于徒手插植組，使用3D打印模治療組其靶區(qū)劑量偏差更小，穩(wěn)定性更好，插植準確率也更高。

表1 自由組和模板組患者HR-CTV的劑量比較(Gy,±s )

表1 自由組和模板組患者HR-CTV的劑量比較(Gy,±s )

靶區(qū)參數 自由插植組 3D打印模具組HR-CTV D100 407.1±43.2 445.01±30.7 HR-CTV D98 548.7±44.6 556.3±25.1 HR-CTV D90 631±43.2 634.5±25.2

徒手插植治療組與3D打印模具引導插植治療組的膀胱和直腸D0.1cc、D1cc、D2cc比較（表2），發(fā)現(xiàn)膀胱與直腸的D0.1cc、D1cc、D2cc劑量都低于徒手插植組，膀胱的劑量偏差明顯更小，說明3D打印模具引導組的劑量分布更加集中。

表2 自由組和模板組患者OARs的劑量比較(Gy,±s )

表2 自由組和模板組患者OARs的劑量比較(Gy,±s )

危及器官 自由插植組 3D打印模具組膀胱D0.1CC 573.7±154.5 539±27.7膀胱D1CC 458.6±123.6 456±24.05膀胱D2CC 416.5±120.2 412.5±25.1直腸D0.1CC 598.1±52.7 519.2±10.7直腸D1CC 494.8±31.4 454±13.1直腸D2CC 448.3±36.5 417.2±15.6

3 討論

在我國，每年至少有超過5萬的女性死于宮頸癌，占全部女性惡性腫瘤死亡人數的1/5以上[6]。宮頸殘端癌由于子宮體已被切除，腸道、膀胱下移與宮頸殘端粘連，解剖層次改變，傳統(tǒng)放療射線難以達到腫瘤中心，治療效果欠佳，在后裝治療時需結合組織間插植才能使劑量線更好地覆蓋靶區(qū)，影像引導下的三維插植近距離治療，根據不同靶區(qū)，可以采用徒手插植、模板插植、徒手結合模板插植等個體化植入施源器。但徒手組織間插植技術難度高，受到操作者技術熟練程度影響，具有臨床操作難度大、風險高、重復性差等缺點。近年來興起的3D打印技術，具有數字化和個體化的特點，可以制作出各種結構復雜的模具，比如打印導板[7]、腫瘤模型[8]、放療補償[9]等。Qin等[10]使用3D打印的導向模板實現(xiàn)了高質量的腔內和/或間質近距離放射治療，病人產生毒副作用也在可接受范圍內。Sethi等[11]選取了三名具有獨特臨床需求的近距離放射治療患者使用定制的3D插植孔道的陰道導向模板，3例患者均按計劃完成治療且治療耐受良好，無三級或更高毒性作用，也無局部復發(fā)。雖然有學者研究證明3D打印的導向模板輔助近距離治療有優(yōu)勢，但對宮頸癌術后陰道殘端需要補量的患者使用3D打印的導向模板輔助治療的研究還較少。

本研究利用 CT 圖像進行三維重建宮頸癌病灶，借助3D打印模具輔助治療宮頸癌術后陰道殘端需要補量的患者，結果發(fā)現(xiàn)3D打印模具組患者其靶區(qū)劑量更優(yōu)，三維適形度更好，并且膀胱和直腸的劑量都比徒手插植組更低，直腸D0.1cc、D1cc、D2cc劑量分別降低了79 cGy、40 cGy、31 cGy，對病人直腸起到了更好的保護作用。

綜上所述，3D打印模型能夠使宮頸癌術后陰道殘端需要補量的患者靶區(qū)受到更為合理的劑量分布，降低正常組織受量，使患者的副作用減少，更大程度改善患者治療后的生活質量，同時對醫(yī)生的后裝放療操作也節(jié)約時間和進行有效的指導。