薄層CT對125I粒子植入治療非小細胞肺癌的質量控制和保證的意義*

王 琳 李小東△ 張遵城 鄭廣鈞 郭永濤 張雪寧 戴 越

近年來隨著影像診斷、影像引導技術以及計算機信息技術的快速發展，125I粒子植入治療作為近距離放療方法之一，在惡性腫瘤治療中具有靶區劑量高（有效）和周圍組織劑量低（微創）的獨特優勢[1-2]。但目前尚少見關于薄層CT掃描技術在粒子植入治療過程中臨床價值的研究報道。本研究將探討該技術應用于非小細胞肺癌（NSCLC）粒子植入治療全過程，尤其是在規范治療和劑量優化方面的作用與意義，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 137例患者中男85例，女52例，年齡36～84歲，平均年齡63.9歲。入選標準：（1）經組織病理學及影像學檢查，確診為中晚期NSCLC，按TNM分期，為Ⅲ～Ⅳ期患者。（2）有CT上可測量的腫瘤病灶。（3）卡氏評分（Karnofsky score，KPS）gt;70分。（4）預計生存時間gt;6個月。（5）無腦轉移、惡性胸水、上腔靜脈或脊髓壓迫征，血常規、凝血功能、肝腎功能及心肺功能基本正常。（6）患者及其家屬術前簽署知情同意書。患者腫瘤直徑為2.8～8.0 cm，均為手術和放療禁忌者且拒絕化療。中心型和周圍型NSCLC患者分別為42例和95例。

1.2 儀器設備 CT為PICKER-PQ6000和GE公司64排螺旋CT儀。125I粒子由中國原子能研究院提供，粒子釋放能量為27.4～31.4 keV的X射線及35.5 keV的γ射線，半衰期為59.5 d，表觀活度為 1.85×107～1.29×108Bq（0.5～3.5 mCi）。三維治療計劃系統(TPS)購自北京科霖眾公司，植入針由美國MED-TEC公司生產，其他設備有植入模板、專用機械手、操作防護板、粒子消毒盒、射線報警器和劑量測定儀等。

1.3 方法

1.3.1 制定粒子內照射治療計劃 術前先進行CT掃描，層厚為5 mm，測定肺癌瘤體的體積，勾畫腫瘤大體靶區（gorss tumor volume，GTV），將靶區范圍外擴5～10 mm作為計劃靶區（PTV）。將獲得圖像傳送到TPS上逐層勾畫靶區，三維重建，確定處方劑量（PD）為80～90 Gy，制定個體化治療方案。根據瘤灶形態、大小和范圍按周緣密集而中心稀疏的原則設計植入方式，并限定周圍重要組織器官的受量。然后TPS自動計算出125I粒子在瘤區及周緣的劑量空間分布，繪制出等劑量曲線、適形分布狀態、粒子分布圖，并計算出腫瘤匹配周緣劑量（matched peripheral dose,MPD）。同時利用TPS模擬手術方式及植入情況，準確評估周圍正常組織，尤其是放射敏感組織的吸收劑量及可能的潛在損傷，然后根據術前所制定的穿刺方案制定出可行的粒子分布計劃、手術入路及植入計劃，由此確定植入的導針位置、方向及植入粒子的數目。

1.3.2125I粒子的植入 先使患者仰臥位或俯臥位于檢查床上，然后對病變區進行CT掃描，根據CT掃描圖像進行體表定位，依據TPS計劃，選定穿刺點、穿刺方位和角度，測量穿刺深度；通過改變體位選擇距離體表近的穿刺部位，縮短穿刺距離，近背部的腫瘤采取俯臥位背部進針以減少或避免氣胸的發生；肋骨遮擋的病灶進針時先至皮下胸壁外，通過控制呼吸避開肋骨；根據腫瘤大小確定所要穿刺點的數目。穿刺點消毒和鋪巾，麻醉后在CT引導下將施源穿刺針有規律地插入病變部位，采用平行進針，間隔為1～1.5 cm，按照中間稀疏、周圍密集的原則植入粒子。按方案粒子植入完成后，再次行CT掃描，根據CT掃描結果適時調整植入計劃，即根據圖像確定和調整進針角度、深度、針尖位置和粒子數目，進行術中計劃的實時驗證。注意避開重要血管、神經及骨等解剖結構。要使穿刺針安全而準確地到達預定的靶點。

1.3.3 植入后放射劑量優化和質量控制[3]粒子植入后即刻行CT逐層掃描，將CT掃描圖像輸入治療計劃系統，識別各個層面粒子的分布和數量，根據等劑量曲線圖和劑量體積-直方圖（DVH）等推算出靶區90%體積（D90）受到的照射量、平均MPD、靶區接受的平均照射劑量、表示承受處方劑量的體積與靶區體積的比值即適形系數r和危及器官（如心、肺和脊髓等）的受量。根據驗證結果及時糾正熱區及冷區，通過調整粒子的分布、數量等（如粒子分布有稀疏或遺漏，補種粒子），使劑量分布均勻，提高靶區有效劑量，以期與植入前治療計劃相符，并觀察有無氣胸及出血等并發癥。

1.4 療效評價與隨訪 術后6個月內復查CT，評價局部控制效果，將治療前后CT圖像上2個相互垂直的腫瘤最大直徑的乘積進行比較。根據WHO實體腫瘤療效評價標準進行評判。（1）完全緩解（CR）：治療后腫瘤病灶完全消失，影像學檢查不能顯示腫瘤或僅有條索影像。（2）部分緩解（PR）：治療后腫瘤縮小gt;50%。（3）無變化（NC）：腫瘤縮小lt;50%或增大＜25%。（4）惡化（PD）：病變增大≥25%或出現新病灶。隨訪2年，1年和2年生存指標用總生存率。統計方法采用乘積極限法（Kaplan-Meier法）檢驗。放射療效毒性損傷效應指標采用美國放射腫瘤學研究中心和歐洲腫瘤放射學會的標準[4]。

2 結果

2.1 療效 137例中129例（94%）植入粒子數與TPS計劃粒子數及分布一致。其中6例因肋骨阻擋和無法控制呼吸動度而未按計劃植入，2例進行了立即補種。植入術后CT掃描劑量驗證后結果顯示，90%體積受到的照射量為91.5 Gy、平均匹配周緣劑量為87.6 Gy，瘤體受照平均劑量為153.7 Gy，接近周緣匹配劑量的2倍；適形系數r為0.94～1.09，也在合適范圍內；瘤體靶區外1 cm和2 cm處接近危及器官的平均照射劑量分別為31.0 Gy和7.5 Gy，明顯低于正常組織耐受劑量。粒子植入6個月后CR 35例（25.5%），PR 91例（66.4%），NC 6例（4.4%），PD 5例（3.6%）。總有效率（CR+PR）為91.9%（126/137）。見圖1、2。術后1年和2年生存率分別為91.2%（125例）和50.4%（69例）。

2.2 不良反應及處理125I粒子植入術后，CT顯示51例出現不同程度氣胸，氣胸量較少，且中心型肺癌的氣胸發生率為64.3%（27/42），高于周圍型的25.3%（24/95），經對癥處理后緩解。4例出現粒子墜入胸腔游走至肺組織，動態觀察胸片及CT未出現肺栓塞，未遷移至其他器官。植入治療后7例患者出現咳血，7例出現發燒，2例穿刺點少量出血，經對癥處理后好轉。早期和晚期放射反應發生率分別為12.4%（17例）和2.3%（3例）。1例部分緩解的患者術后11個月主動要求微創手術行肺腫物楔形切除術，病理報告顯示腫瘤細胞變性壞死，腫瘤邊緣肺組織纖維化，鄰近的細支氣管和肺泡未見損傷，余患者未發現放射性肺炎或肺纖維化，也未出現胸腔內出血和心律紊亂。

Figure 1 CT Scan of central lung cancer with125I Implantation圖1 中央型肺癌患者植入125I粒子治療的CT掃描圖像

Figure 2 CT Scan of peripherial lung cancer with125I Implantation圖2 周圍型肺癌患者植入125I粒子治療的CT掃描圖像

3 討論

125I粒子沿切緣植入能降低肺部腫瘤的局部復發，延長生存率[5]。影像引導的放射性粒子植入術可在CT、B超或腔鏡實時成像引導下進行，可根據三維立體放射治療計劃將放射性粒子植入到腫瘤與腫瘤浸潤組織中，通過粒子長時間持續釋放低能量X射線及γ射線，從而達到既持續有效照射、殺傷腫瘤細胞又較好地避免了正常組織的輻射損傷的目的。隨著影像技術的發展，尤其是CT，圖像顯示更加清晰，且操作簡單、微創，為粒子植入提供了良好的影像基礎。CT掃描在粒子植入治療肺癌術中的引導、定位及術后的劑量驗證已被廣泛應用。

植入前CT掃描是制定內照射植入治療計劃的必然步驟。美國近距離治療協會規定，放射性粒子植入前必須制定治療計劃，以預測放射劑量的分布[6]。薄層螺旋CT有較高的密度、空間分辨率，并且不受氣體及脂肪組織的干擾，CT圖像能精確地顯示肺部病灶大小、形態以及周圍組織結構的解剖關系，在制定治療計劃中為臨床醫生和物理醫師提供了治療靶區及其周圍重要器官組織的影像定位信息。將CT掃描獲得的數據輸入到TPS，不僅能確認最佳處方劑量、周邊匹配劑量、粒子數目、穿刺部位、進針數目及路徑，而且還能驗證放射劑量分布和評估治療計劃的質量，為制定出完善的內照射治療計劃提供了影像學基礎。本研究在植入術前行CT掃描，根據CT掃描圖像勾畫出腫瘤大體靶區，將圖像輸入到TPS進行治療計劃的設計，確定處方劑量，計算出吸收劑量、需要的粒子數、最佳的進針部位、進針數、進針角度和進針路徑；應用等劑量曲線和DVH進行劑量分布的評估。

在植入過程中CT逐層實時掃描，進行驗證定位和修正。CT能準確顯示穿刺過程中各層組織結構,通過術中增強還可以清楚地顯示病灶內外的重要組織結構，避免損傷重要的血管、神經及骨骼等解剖結構。在肺部穿刺定位中，與B超相比，CT引導組織分辨率更高，定位更精準[7]。CT掃描速度快，可以做任意角度的各種重建,可以立體直觀的觀察病變區的三維立體結構及粒子在病變中的分布關系，且穿刺針及植入的放射性粒子源均為金屬物體，在CT上能夠準確顯示穿刺針的位置及粒子在病灶內的分布情況，避免粒子植入的劑量不當或植入到非腫瘤組織內，有利于治療計劃的實施及術中的實時指導。與外科手術下植入相比，CT引導是一種微創介入方法，降低了手術創傷程度，加快了患者術后康復時間。本研究的結果顯示94%的患者植入粒子數和劑量分布與TPS計算的粒子數和劑量分布一致。

植入后CT掃描協助進行放射劑量學驗證優化與質量控制，必要時調整粒子的分布和數量，旨在使劑量分布符合有效和微創的原則。植入術后的劑量學驗證和質量評估是不可缺少的環節，這是因為植入前制定的治療計劃與粒子植入后可能存在差異，如植入過程的技術誤差、體位變化和粒子移位等都會導致劑量分布發生很大變化，療效和并發癥都與之密切相關[8]。植入后行CT掃描，可將采集到的治療區域圖像輸入到治療計劃系統，根據等劑量曲線圖和DVH等顯示靶區和周圍危及器官的實際受量，來驗證粒子植入的質量，根據實際植入粒子數，重新做治療計劃，與術前治療計劃進行對照和評估，如有粒子稀疏或遺留，可補種粒子，提高粒子的植入質量。本研究在粒子植入術后即刻行CT逐層掃描，層厚與術前一致，將CT掃描圖像輸入治療計劃系統，得到粒子種植區域實際的劑量分布。本研究的劑量驗證結果表明薄層CT掃描技術是保證粒子植入質量必不可少的手段。

治療后隨訪和療效評價需要CT掃描來判定術后腫瘤壞死、縮小情況及周圍正常組織的放射損傷情況，以評估療效與并發癥，對治療無效、復發或轉移者進行早期的判斷，以便采取其他治療手段進行綜合治療。此外，CT的高密度分辨率還有利于及早而準確地發現和預防并發癥。有研究顯示，外照射療效毒性急性放射性肺損傷率為33%，后期放射損傷中82%為肺纖維化[9-10]，本研究與之相比，低損微創的優勢明顯。

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