CT引導3D打印模板輔助125I粒子植入治療惡性腫瘤的劑量學分析和療效觀察

李洪均，劉 娜，張建萍，沈 慧，陳 兵，于鴻煦，劉雪輝

(天津市第三中心醫院核醫學科 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、對周圍正常組織損傷小等特點，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，對醫生個人臨床經驗和技術依賴較多，不利于普及和推廣，近年來3D打印模板的應用，使粒子植入的劑量控制更為精準[4-6]。本研究觀察分析CT引導3D打印模板輔助125I粒子植入治療惡性腫瘤的劑量學指標差異及近期療效，為該技術的臨床應用提供數據支持。

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患者18例(男15例，女3例)共21個病灶，中位年齡62(47～80)歲，Karnofsky評分(KPS)≥60分，預期生存時間>3個月，處方劑量110～160 Gy，所有患者粒子植入術后觀察期內未再進行其他治療(如放療、化療及靶向治療等)。本研究為回顧性分析，患者或授權家屬均簽署知情同意書，并經本院倫理委員會批準?；颊咭话阗Y料見表1。

表1 21個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有限公司)，半衰期59.4 d，計算機治療計劃系統(TPS)，為Prowess Panther Brachy v4.72(美國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，湖南源創醫療器械有限責任公司)，粒子植入專用骨鉆及定位支架(湖南源創醫療器械有限責任公司)，單光子發射計算機斷層成像(SPECT)/CT(德國SIEMENS公司)。

1.2.2手術流程

患者術前1～4 d行CT掃描，選擇合適體位，層厚5 mm，真空墊固定。根據CT掃描結果確定最大中心層面，設計定位針及體表標記線，CT掃描數據傳輸至TPS，勾畫大體腫瘤靶區體積(GTV)和臨近危及器官，根據處方劑量及危及器官耐受劑量設計針道、計算粒子數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TPS優化，使90%靶體積接受的劑量(D90)達到處方劑量。訂購125I粒子及模板。手術時借助真空墊、擺位激光線、患者體表定位線、模板坐標線準確復位患者及3D-PNCT，借助導航支架對位3D-PCT，利用角度儀將模板角度調至與術前計劃一致，選擇病灶截面相對較大的層面，插入1～2根定位針，行CT掃描，確認模板、定位針與病灶的相對位置準確；若存在誤差，可微調模板或穿刺針，驗證準確后，將其余穿刺針穿刺至預定深度，有骨組織阻擋處使用粒子植入專用骨鉆破骨進針，按術前計劃后退式植入粒子。植入完成后再次行CT掃描，對粒子分布不滿意處進行補充植入，滿意后拔針，手術完成。

1.2.3術后劑量驗證

粒子植入術后即刻行CT掃描，圖像傳輸至TPS，行術后劑量學評估，根據劑量-體積直方圖得出實際劑量分布。劑量學參數包括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療效評價

術后3個月復查CT，觀察腫瘤最長徑變化，參考實體瘤療效評價標準RECIST1.1版評價近期療效。療效分為完全緩解(complet remission，CR)、部分緩解(partial remission,PR)、病情穩定(stable disease，SD)、病情進展(progressive disease，PD)。計算術后3個月有效率=(CR+PR)/總例數×100%，局部控制率=(CR+PR+SD)/總例數×100%。

1.3 統計學處理

2 結 果

2.1 患者治療基本情況

18例患者21個病灶均順利完成125I粒子植入治療。術中均未出現明顯出血、氣胸、血胸，術后無放射性皮膚損傷、神經損傷、粒子游走及脫落等并發癥。21個病灶術前計劃粒子數為1 265顆，平均 (60.24±25.98)顆，實際植入粒子數為1 334顆，平均(63.52±27.80)顆，差異有統計學意義(t=-3.835，P=0.001)；活度為15.91～29.6 MBq；1個病灶術后較術前減少4顆，2個病灶術后與術前相同，18個病灶術后較術前增加1～14顆；術前與術后GTV分別為(78.77±60.43)、(82.36±62.50)cm3，差異有統計學意義(t=-4.214，P<0.001)。

2.2 術前與術后劑量學參數比較及療效評價

21個病灶術前D90、D100、V90、V100、V150均略高于術后，但術前與術后比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。術后3個月復查CT，病灶中CR 5個，PR 12個，SD 4個，有效率為81.0%(17/21)，局部控制率為100.0%(21/21)；術后病灶最長徑為(2.92±2.27)cm，小于術前(5.57±2.03)cm，差異有統計學意義(P<0.001)，見表2。

表2 21個腫瘤病灶125I粒子植入術前與術后劑量學參數及療效比較

3 討 論

125I放射性粒子植入屬于近距離治療，通過對腫瘤組織長期持續照射來殺滅腫瘤細胞，已成為早期低危前列腺癌的標準治療方式。國內開展該技術20余年，已被應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、創傷小、并發癥少、恢復快等優勢，現已逐漸成為腫瘤局部微創治療的重要方法之一[7]。

早期粒子植入多在影像學引導下徒手穿刺，較依賴術者技術和經驗，穿刺針道及粒子分布精準性難以保證，不易重復和推廣，且手術耗時較長，CT掃描次數多，調整針道困難，增加輻射風險和種植轉移風險，術前治療計劃往往只是作為參考，術后驗證很難達到術前計劃的劑量要求。為提高穿刺針位置的精確性和劑量學準確性，我國學者將3D打印技術與粒子植入相結合，應用于全身各部位惡性腫瘤，使術后粒子劑量分布與術前計劃取得了很好的一致性[8-9]。3D打印模板引導粒子植入，將較充分的時間用在術前準備上，術中利用體表標記、真空墊及CT激光線保證患者體位與術前定位時一致，按計劃植入粒子，既減少了CT掃描次數，縮短了手術時間，保證了粒子分布的精準，同時也降低了對術者經驗與技術的要求，增加了植入操作的同質性和可重復性。

本研究共21個病灶，根據病灶的位置、形狀及與周圍組織器官的關系選擇使用共面或非共面模板，有文獻證實兩種模板都可以很好地實現術前計劃劑量的要求[10-12]。21個病灶全部順利完成手術，術后即刻CT掃描進行劑量學驗證，術后GTV明顯大于術前(P<0.001),考慮是因為組織出血、水腫及靶區勾畫誤差所致。劑量學參數D90、D100、V90、V100、V150術前術后比較差異均無統計學意義(P>0.05)，考慮是因為通過3D模板的引導,術后粒子分布可以較好地達到術前計劃的要求。術后粒子數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，破骨進針時可能會引起穿刺針一定的角度偏移，腫瘤內部存在液化壞死等；(2)手術操作人為誤差影響粒子分布。這就需要術中做優化補種粒子，使劑量分布達到術前計劃的要求。精確計劃、精準插植是粒子治療的關鍵，3D打印模板具有定位、定向準確的特點?；舯虻萚13]應用共面模板引導下對肺癌行粒子植入，得出模板引導和徒手植入術后質量驗證滿意率分別為92%和39%，模板引導植入明顯提高術后劑量驗證滿意率。另有研究報道，V100>90%是總生存期(OS)的影響因素[14]。本研究21個病灶術后驗證實際靶區各項劑量學參數均較好地達到了術前計劃要求，術后V100雖略低于術前計劃，但仍可達到90%以上。國內外許多學者將粒子植入治療應用于包括頭頸、胸部、腹部及盆腔等處復發轉移癌治療，取得了較好的療效[15-18]。本組病例，術后3個月總有效率為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勢：(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，提高了手術安全性；(2)使用模板引導，降低了手術操作難度，定位更精準，術后驗證劑量能夠較好地達到術前計劃要求，有利于粒子植入治療的標準化和規范化。

綜上所述，CT引導3D打印模板輔助125I粒子植入治療惡性腫瘤劑量精準，有效率高，并發癥少，值得積極推廣臨床應用。由于本研究病例數較少且無對照組，療效評價僅依據術后3個月CT復查結果，未觀察遠期療效，有一定局限性，尚需大樣本隨機雙盲對照試驗作進一步研究。