3D個性化打印模板聯合CT引導125I放射性粒子植入治療頸部轉移瘤的研究

吳 峰， 郭彥偉， 徐紅衛， 郭 輝， 權紅軍， 夏燕娜， 齊麗丹

由于頸部淋巴結引流較為豐富，頭部和機體其他各個部位原發性惡性腫瘤均可造成頸部轉移［1-3］。相關研究表明，頸部轉移瘤，患者通常喪失外科手術治療時機，多選取放療措施，但頸部正常組織耐受量有限，故通常無法給予足夠放射劑量，難以取得理想放療效果，且放療后極易造成頸部組織纖維攣縮、硬變等［4-6］。放療復發患者手術切除適應證較窄，且術后極易出現不愈合、積液、壞死及切口感染等并發癥［7-9］。近些年，CT引導125I放射性粒子植入在惡性腫瘤治療中得到推廣應用，其具有定位準確、創傷小等優勢［10-12］。但CT引導125I放射性粒子植入對術者經驗具有較高依賴性，術后粒子空間排布與術前計劃存在明顯差異，易造成靶區劑量冷點及熱點，3D打印以數據設計文件為基礎，把材料逐層沉積構成三維物體，在口腔科及骨科CT引導125I放射性粒子植入治療中均發揮了重要作用［13-14］。本研究探討3D個性化打印模板聯合CT引導和單純CT引導125I放射性粒子植入的臨床效果。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

選取2016年5月至2017年5月頸部轉移瘤患者20例，男12例，女8例；年齡為（63.3±11.1）歲。轉移灶數目1～3個，平均（2.1±0.4）個；轉移瘤直徑1.5～5.4 cm，平均（3.45±1.41）cm；原發腫瘤類型：食管癌4例，鼻咽癌4例，乳腺癌3例，甲狀腺癌3例，肺癌4例，喉癌2例。隨機數字表法分為對照組（n=10）與研究組（n=10），兩組年齡、性別、轉移灶數目、轉移瘤直徑、原發腫瘤類型等臨床資料比較差異無統計學意義（均P＞0.05），見表1。本研究經醫院倫理委員會審批通過。

表1 兩組一般資料比較

納入標準：①經病理學檢查證實為頸部轉移瘤；②具有明確的可評價或可測量病灶；③預計生存期≥6個月；④KPS分值＞60分；⑤知曉本研究，簽署同意書。排除標準：①具有手術治療指征者；②并發腎肝功能重度障礙者；③轉氨酶水平較正常水準增高＞2倍；④術中難以持續保持穩定體位，無法配合完成穿刺者；⑤并發凝血功能重度障礙者。

1.2 方法

1.2.1 手術方法 研究組采取3D個性化打印模板聯合CT引導125I放射性粒子植入術，設備選取荷蘭Philips公司生產的Brilliance 256層螺旋CT。掃描參數：重建間距1.25 mm、掃描層厚5 mm、螺距1.375、矩陣512×512、電流150～260 mA、電壓120 kV。采用北京航空航天大學的3D個性化打印模板；125I放射性粒子購于北京原子高科股份有限公司，包殼為鈦合金，直徑0.8 mm、長度4.5 mm、半衰期59.43 d、半價層0.25 mmPb，能量為27.4～31.5 Kev的X射線及35.5 Kev的γ射線，放射性活動度為22.2～29.6 MBq，人體組織半價層為：1.7 cm。操作步驟：①確定手術體位，擬行手術體位留取CT增強掃描圖像，采取真空負壓熱塑型固定體位，體表行標記點或者激光定位線處理；②于CT二維及三維圖像上進行預計劃設計，包含勾畫靶區和危及器官，設定粒子活度及計算粒子數目、處方劑量、模擬進針路徑、模擬粒子空間位置分布、生成模板；計劃設計完成后，導出插植針道位置及方向、間距信息和相關體表標記信息，處方劑量為110～150 Gy，125I放射性粒子活度為22.2～29.6 MBq；③插植針信息和體表標記信息及其他數據輸入3D打印機、打印個性化模板，3D個性化模板包含患者體表定位點信息、人體表面固有體表標志信息、預計劃模擬針道信息、備用針道信息等；④于CT引導下局部麻醉狀態下實施插植操作，3D打印個性化模板貼合體表治療區域，通過CT模擬定位時留取體表標記予以準確定位，確保插植針準確定位，穿刺針經模板上帶定位信息針道經皮穿刺至預設深度，CT掃描查看插植針深度和位置，參照術前計劃植入125I放射性粒子；⑤粒子植入完成后再次實施CT掃描，明確粒子分布情況。對照組常規實施CT引導125I粒子植入術。

1.2.2 療效標準 治療后2個月依據RECIST標準［15］予以評估。病灶消失，且持續≥4周為完全緩解；腫瘤病灶最大單徑之和縮小＞30%，且持續≥4周為部分緩解；腫瘤病灶最大單徑之和增大＞20%或有新病灶出現為進展；其余為穩定；總有效率=（完全緩解+部分緩解）/總例數×100%。

1.2.3 觀察指標 ①兩組計劃粒子植入數目及實際粒子植入數目。②兩組粒子植入優良率，依據英國哥倫比亞癌癥研究中心粒子植入質量評價標準予以評估，術后即刻驗證靶區D90及V100植入情況，100%≤D90≤125%、V100≥90%為優；90%＜D90＜100%、85%＜V100＜90%為良；80%≤D90≤90%、75%≤V100≤85%為可；D90＜80%、V100＜75%為差；優良率=（優+良）/總例數×100%［16］。③兩組手術時間。④兩組臨床療效。⑤術后隨訪6～9個月，疾病復發率。

1.3 統計學方法

2 結果

2.1 粒子植入情況

兩組計劃粒子植入數目間差異無統計學意義（P＞0.05），研究組實際粒子植入數目多于對照組（P＜0.05），且對照組實際粒子植入數目少于計劃粒子植入數目（P＜0.05）。見表2。

表2 兩組粒子植入情況比較 ±s，個

表2 兩組粒子植入情況比較 ±s，個

參數 研究組（n=10）對照組（n=10） t值 P值計劃粒子植入數目 36.1±9.2 35.9±9.7 0.047 0.963實際粒子植入數目 35.9±7.4 28.0±6.5 2.524 0.021 t值 0.064 2.148 P值 0.950 0.046

2.2 粒子植入優良率

研究組粒子植入優良9例，高于對照組的4例（P=0.029）。見表3。

表3 兩組粒子植入優良比例

2.3 臨床療效

研究組總有效8例，高于對照組4例，但組間比較無明顯差異（P=0.17）。見表4。

表4 兩組臨床療效比較

2.4 疾病復發情況

研究組術后6個月及9個月疾病復發率分別為1例、2例，低于對照組的3例和5例，組間比較差異無統計學意義（均P＞0.05）。

2.5 典型病例圖像

1例男性患者粒子植入前后圖像見圖1。

圖1 1例男性患者粒子植入前后圖像

2.6 手術時間

研究組手術平均時間為60.8 min，對照組手術平均時間為97.1 min。

3 討論

頸部轉移瘤為臨床治療難點，尤其是針對既往采取對應治療措施后疾病復發者，治療難度更大。目前，臨床用于治療頸部轉移瘤的措施主要包括再次手術和體外放療等，但局部復發率可達40%，而體外放療局部控制率為50%，且5年生存率僅為20%［17-18］。

CT引導125I放射性粒子植入術為近些年臨床廣泛用于頸部轉移瘤的重要治療措施，相較于常規放化療治療，該措施具備如下優勢：①參照術前計劃植入粒子，其所放射γ射線能有效覆蓋腫瘤全部及腫瘤周邊正常組織中亞臨床區域，且腫瘤內部放射劑量較高，外部放射劑量快速衰減，將腫瘤細胞有效殺除，并不會對周邊正常器官組織造成嚴重損傷；②125I放射性粒子能不斷釋放γ射線，抑制腫瘤細胞核中DNA合成，殺傷腫瘤干細胞和腫瘤細胞，喪失其增殖能力；③經CT引導實施治療，可準確掌握穿刺針位置，避免盲目穿刺對周邊組織造成誤傷［19-20］。另有研究表明，CT引導125I放射性粒子植入術可參照腫瘤形態、體積等情況于腫瘤組織中植入放射性粒子，對腫瘤生長及進展予以最大程度抑制［21-22］。但有部分研究指出，腫瘤靶區內劑量分布為125I放射性粒子植入近距離治療的決定性因素，其中粒子位置穩定性及空間分布為治療質量的關鍵所在，但由于機體解剖結構較復雜，且受腫瘤靶區活動等因素影響，導致實際植入粒子分布情況和術前計劃存在一定差距［23-24］。為解決上述問題，臨床嘗試采取3D個性化打印模板聯合CT引導125I放射性粒子植入術，其主要是結合3D打印導航模板于手術過程中對術前設計予以還原，引導術者依據術前設計實施手術治療，并對手術區域結構實施數字化分析，進而提高手術治療安全性、有效性及準確性［25-27］。林琦等［28］采取3D個性化打印模板聯合CT引導125I放射性粒子植入術結果僅2例治療失敗，且能顯著提高粒子植入質量。本研究結果表明，研究組實際粒子植入數目顯著高于對照組，與本組計劃粒子植入數目間無明顯差異，且粒子植入優良和治療有效例數均較高，確保實際粒子植入數目與計劃粒子植入數目接近，并能提高粒子植入質量，保證疾病治療效果。分析其原因可能在于：①3D個性化打印模板可通過預計劃對模擬插植予以準確設計，利用數字建模把針道信息物化在個體化模板上，確保精確控制插植針；②3D個性化打印模板包含預計劃所制定體表定位標記信息，可確保模板和治療區域對位準確，以此實現準確還原預計劃模板插植。

既往對3D個性化打印模板聯合CT引導125I放射性粒子植入對惡性腫瘤粒子植入質量和照射劑量研究較多，本研究對惡性腫瘤復發率的影響進行了分析，結果發現研究組術后6個月及9個月疾病復發率均低于對照組，其原因可能在于：125I放射性粒子前半衰期僅為59.6 d左右，而于此期間可完全殺滅腫瘤細胞，后半衰期為180 d左右，此期間125I放射性粒子仍可釋放射線，對預防腫瘤復發具有重要作用，而通過3D個性化打印模板提高粒子植入質量，利于保證治療效果，以此降低疾病復發風險，但兩組間疾病復發率無明顯差異，可能與樣本量選取較少有關。同時，部分研究還指出，3D個性化打印模板實際應用也存在局限性，如對患者術中復位（如模板和靶區復位等）具有較高要求，模板和體表對合、靶區和體表相對位移等均可影響模 板 質 量［29-31］。

綜上所述，采取3D個性化打印模板聯合CT引導125I放射性粒子植入治療頸部轉移瘤，實際粒子植入數目與計劃數目較接近，粒子植入優良率較高，可有效提高疾病治療效果、降低疾病復發率。相較于單純CT引導，聯合了3D打印模板的手術，所用時間更短，放射性粒子分布準確率更高，降低了手術難度，提高了手術安全性。本研究尚存在一定局限性，如樣本量較少，隨訪觀察時間較短，因此本研究結論仍需臨床增大樣本、延長隨訪觀察時間進一步證實。