3D 打印技術在婦科惡性腫瘤術后陰道腔內照射中的應用價值探究

許秀玲

我國臨床婦科較為常見的惡性腫瘤有子宮內膜癌、宮頸癌［1］。因受近年人們生活方式和習慣等因素影響,宮頸癌、子宮內膜癌等疾病發病率有所增高,且疾病出現年輕化趨勢,所以,提升早期術后輔助治療技術、改善其生存質量、延長生存時間等則非常重要。隨著醫學插值技術和三維腔內技術在宮頸癌根治性放療中的效果,讓宮頸癌患者3 年生存率提升70%～83%［2］,并發癥也有所降低。但三維腔內照射多針對未實施手術治療的子宮內膜癌或宮頸癌患者,有關術后陰道三維內照射的報告仍然較為少見。有學者討論子宮內膜癌術后陰道內照射劑量后表明3D 計劃膀胱、直腸壁劑量直方圖(DVH)指標比2D 更低［3］,2D 計劃內直腸D2cc 高出標準量,且存在7%～8%的膀胱,表明陰道中照射三維計劃也對器官受量有明顯降低作用,潛在性存在降低毒性反應的作用。但目前有關3D 打印技術在婦科惡性腫瘤術后陰道腔內照射中的報告非常少見,不少學者仍然致力于此點的探討中。現本研究共納入本院2018 年8 月～2021 年6 月期間收治的68 例婦科惡性腫瘤患者重點討論此點,具體報告如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取本院2018 年8 月～2021 年6 月收治的68 例婦科惡性腫瘤患者作為研究對象,納入標準：①均滿足陰道腔內照射適應證；②均可耐受陰道中照射,卡氏(KPS)評分≥70 分；③均簽字接受治療。排除標準：①精神、認知障礙者；②血液性、內分泌性疾病者；③中途脫離研究者。68 例患者中開腹手術12 例,腹腔鏡手術56 例；30 例宮頸癌,30 例子宮內膜癌,8 例陰道殘端復發；患者年齡36～59 歲,平均年齡(45.36±1.21)歲；病程1～12 年,平均病程(4.35±0.21)年。患者資料均滿足本研究條件。

1.2方法 指導患者排便,術前1.5～2 h 服用200 ml復方泛影葡胺溶液,適當憋尿。①陰道柱狀施源器置入術：患者平臥,彎曲雙膝,分開雙腿,醫護人員需明確其陰道殘端愈合狀況,并根據實際狀況選擇柱狀施源器尺寸,將避孕套套在柱狀施源器上,從陰道口置入陰道柱狀施源器,指導患者放松,置入后平放雙腿,完成定位后將施源器取出。②紗布陰道填塞術：患者平臥,彎曲雙膝,分開雙腿,在陰道窺鏡的協助下暴露陰道頂端,將浸泡過復方泛影葡胺溶液的紗條填入到陰道中,先填塞至引導殘端兩角,再填塞至中間,一邊塞壓,一邊用退窺鏡,完成定位后將紗條全部取出。③3D打印陰道施源器及3D 打印陰道施源器置入術：利用Oncentra 計劃系統模擬陰道中柱狀施源器CT 圖,評估多通道、單通道柱狀施源器計劃,針對包繞不良者,給予3D 打印施源器。將需3D 打印施源器者CT 圖像導至3D 圖像處理軟件中,并用軟件預處理數據,優化光順預處理后模型,再導入工業設計軟件內,評估模擬計劃和布源,并利用工業設計軟件做整合處理,進而得到3D 打印陰道施源器。患者平臥,彎曲雙膝,分開雙腿,把避孕套套在3D 打印陰道施源器上,并緩慢置入到陰道中,指導患者放松,完成置入后平放雙腿,旋轉扁柱型或下窄上寬型施源器45～90°,確保其通過較窄陰道口部位,再將其轉至正向到達頂端位置,完成定位后將施源器取出。

CT 定位：用CT 從骶髂關節下界掃描至陰道口之下2 cm 位置,設置層厚為3 mm。

1.3觀察指標及判定標準 研究3D 打印陰道施源器與柱狀施源器劑量,勾畫器官(OAR)和靶區,比較子宮內膜癌術后、宮頸癌術后、陰道殘端復發空氣間隙體積及分布狀況；單通道柱狀組、多通道柱狀組、3D 打印施源器組空氣間隙后劑量差異；接受3D 打印陰道施源器治療患者與接受柱狀施源器治療患者中上段陰道長度。對陰道柱狀施源器CT 圖像及陰道內紗布填塞CT 圖像上分別勾畫靶區CTV1、CTV2 及危及器官直腸、膀胱、乙狀結腸、小腸。CTV1 定義為施源器/陰道內紗布直接外擴5 mm；CTV2 定義為施源器加上其周圍的空氣間隙后/陰道內紗布外擴5 mm。記錄讀取CTV1 體積(VCTV1)、CTV2 的體積(VCTV2),空氣間隙體積=VCTV2-VCTV1。靶區長度依據病理類型、分期等臨床資料確定照射上1/3 或上1/2 陰道。危及器官勾畫方式參考GEC-ESTRO 宮頸癌三維內照射中危及器官勾畫方式。計劃均要求CTV D90=500 cGy。通過讀取DVH圖記錄每個計劃靶區覆蓋指數D90、CTV1、CTV2 的V95、V100、V150,計算適形指數CI=V95/VCTV、劑量均一性指數DHI=(V100-V150)/VCTV、劑量非均一性指數DNR=V150/V100、高量指數OI=V200/V100,記錄靶區內陰道表面平均劑量、OAR(膀胱、直腸、乙狀結腸、小腸)的D2cc。

1.4統計學方法 采用SPSS22.0 統計學軟件處理數據。正態分布計量資料以均數±標準差()表示,采用t 檢驗；不符合正態分布計量資料數據采用Mean(Max,Min)表示,采用非參數Kruskal-Wallis 檢驗；計數資料以率(%)表示,采用χ2檢驗。P<0.05 表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1空氣間隙體積及分布狀況 68 例婦科惡性腫瘤患者中,35 例接受柱狀施源器治療(單通道柱狀16 例、多通道柱狀19 例),33 例接受3D 打印施源器治療。陰道殘端復發患者總空氣間隙、頂端空氣間隙、側方空氣間隙體積高于子宮內膜癌術后患者及宮頸癌術后患者,子宮內膜癌術后患者總空氣間隙、頂端空氣間隙、側方空氣間隙體積高于宮頸癌術后患者,差異均具有統計學意義 (P<0.05)。見表1。

表1 子宮內膜癌術后、宮頸癌術后、陰道殘端復發空氣間隙體積及分布狀況比較［ ,n(%),Mean(Max,Min)］

表1 子宮內膜癌術后、宮頸癌術后、陰道殘端復發空氣間隙體積及分布狀況比較［ ,n(%),Mean(Max,Min)］

注：與陰道殘端復發患者比較,aP<0.05；與宮頸癌術后患者比較,bP<0.05

2.2空氣間隙后劑量 單通道柱狀組、多通道柱狀組、3D 打印施源器組CTV2-V100、CTV2-DNR、CTV2-0I 比較,差異無統計學意義(P>0.05)；3D 打印施源器組CTV2-CI 低于多通道柱狀組低于單通道柱狀組,差異有統計學意義(P<0.05)；3D 打印施源器組靶區中陰道表面平均量、小腸D2cc 低于單通道柱狀組低于多通道柱狀組,差異有統計學意義(P<0.05)；單通道柱狀組膀胱D2cc、直腸D2cc 高于3D 打印施源器組高于多通道柱狀組,差異有統計學意義(P<0.05)；3D 打印施源器組乙狀結腸D2cc 高于單通道柱狀組高于多通道柱狀組,差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 單通道柱狀組、多通道柱狀組及 3D 打印施源器組空氣間隙后劑量比較()

表2 單通道柱狀組、多通道柱狀組及 3D 打印施源器組空氣間隙后劑量比較()

注：與3D 打印施源器組比較,aP<0.05；與多通道柱狀組比較,bP<0.05

2.33D 打印施源器治療與柱狀施源器治療患者中上段陰道長度比較 33 例接受 3D 打印施源器治療患者中上段陰道長度 (5.31±0.82)cm 長于 35 例柱狀施源器治療患者的 (4.94±0.51)cm,差異有統計學意義(P<0.05)。

3 討論

現臨床實踐和教學過程中,術前,醫護人員多通過影像學檢查獲得患者病灶狀況和數據指標等,如磁共振成像(MRI)、CT、B 超等,但此類影像學為二維技術［4,5］,無法將手術位置解剖結構更為精確地顯示,術前無法準確評估患者病灶狀況、潛在性醫療風險,造成術前未充分碳化,誘發并發癥等［6］。而3D 打印技術的問世則解決了以上問題。臨床上3D 打印技術也稱增材制造技術,利用智能化處理數字模型文件,用可熱熔粘合物質分層加工、疊加等方式逐步加大材料,構建整個實體。此方式具有可按需制作、構建速度快、精度高等優勢［7］,滿足疾病治療的個體化需求。本研究中分析了3D 打印施源器應用到群體中劑量學的變化及靶區勾畫問題,為研發和應用新型陰道施源器奠定了一定基礎。本研究中,共分析了68 例婦科腫瘤患者,實際采用3D 打印施源器治療的共33 例,包含宮頸癌術后存在空氣間隙者、術后陰道殘端非圓錐柱者。術后陰道呈圓錐柱者與以往使用的柱狀施源器有一定相似性,且發生空氣間隙率較低,因此未接受3D 打印。因陰道殘端復發患者在靶區覆蓋的要求非常高,不區分其有無空氣間隙,均運用3D 打印技術。陰道殘端復發患者總空氣間隙、頂端空氣間隙、側方空氣間隙體積高于子宮內膜癌術后患者及宮頸癌術后患者,子宮內膜癌術后患者總空氣間隙、頂端空氣間隙、側方空氣間隙體積高于宮頸癌術后患者,差異均具有統計學意義 (P<0.05)。單通道柱狀組、多通道柱狀組、3D 打印施源器組CTV2-V100、CTV2-DNR、CTV2-OI 比較,差異無統計學意義(P>0.05)；3D 打印施源器組CTV2-CI 低于多通道柱狀組低于單通道柱狀組,差異有統計學意義(P<0.05)；3D 打印施源器組靶區中陰道表面平均量、小腸D2cc 低于單通道柱狀組低于多通道柱狀組,差異有統計學意義(P<0.05)；單通道柱狀組膀胱D2cc、直腸D2cc 高于3D 打印施源器組高于多通道柱狀組,差異有統計學意義(P<0.05)；3D 打印施源器組乙狀結腸D2cc 高于單通道柱狀組高于多通道柱狀組,差異有統計學意義(P<0.05)。進一步分析各數據后得知,可能部分子宮內膜癌患者術后陰道形狀為錐形,頂端相比于中段較為狹窄,需進一步分析是否需給予3D 打印施源器。此外,33 例接受3D 打印施源器治療患者中上段陰道長度長于35 例柱狀施源器治療患者,差異有統計學意義(P<0.05)。表明3D 打印技術陰道腔內照射治療對其陰道長度有一定延長作用。此技術應用到疾病治療中,可讓各醫護人員術前充分評估手術狀況,制定手術方案,更為精準地輔助實施手術治療,降低并發癥發生率,提升手術成功率。

綜上所述,婦科惡性腫瘤患者接受術后3D 打印技術陰道腔內照射治療,可降低頂端陰道折皺、空氣間隙,提升靶區覆蓋,避免低劑量冷點和高劑量熱點,尤其是在控制陰道殘端復發等方面效果更加理想。