3D打印非共面模板CT引導下125I粒子植入治療惡性腫瘤臨床應用

王文俊 陳志軍 許 波 周愛清 粟 宇 鐘錦繡 吳 真 黃水源

放射性125I粒子植入是治療惡性腫瘤的1種全新微創放射性治療手段。由于可近距離殺傷腫瘤細胞，在CT引導下進行治療能夠適用于臨床分期為中晚期惡性腫瘤患者的臨床治療[1-3]，得到了很多學者的認可。但由于傳統粒子植入存在的各種問題如醫生個人臨床經驗和技術依賴成分較多，不利于普及和推廣；受骨骼及其他危及器官影響，植入針分布也難以擬合術前計劃設計，容易出現劑量學冷點和熱點，導致腫瘤局部劑量不足或鄰近正常組織劑量過高；術中需多次在CT監視下調整進針角度、深度，效率偏低、增加患者并發癥發生機會等。

近年來，3D打印非共面模板新的技術出現讓我們發現了1種解決辦法。筆者回顧性分析2016年1 月至2017年 6 月期間，在我院行3D打印非共面模板聯合CT引導下放射性粒子植入治療后腫瘤患者的臨床資料，旨在探討3D打印非共面模板CT引導下放射性粒子植入治療對于腫瘤治療的安全性和有效性。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選擇我科自2016年1 月至2017年 6 月期間接受3D打印非共面模板聯合CT引導下放射性粒子植入治療的腫瘤患者20例。男性14例，女性6例，平均年齡56歲(38～76歲)，腫瘤原發類型包括肺癌5例、直腸癌2例、宮頸癌2例、甲狀腺癌6例，腮腺瘤5例。植入病灶24個，植入部位包括頭頸部7例，縱膈區域3例，盆腔3例，椎體4例，骶骨及髂骨5例，股骨1例，肩胛骨1例。

1.2 儀器設備

①計算機三維系統治療計劃系統(TPS)，北京航空航天大學；②3D非共面模板，材料為玉米樹脂，采用3D打印機打印成型，北京啟麟科技有限公司；③放射性125I粒子：粒子長4.5 mm，直徑0.8 mm，活度0.5～0.7 mCi，北京原子高科公司；④粒子植入防護設備包括鉛圍裙、鉛眼鏡、鉛圍脖、鉛手套等；⑤PTC-B介入穿刺針；⑥國產粒子槍。

1.3 治療方法

所有患者術前3～5天行強化CT掃描，依據病灶部位采取仰臥、俯臥、側臥等體位，真空負壓墊固定，并于腫瘤區域相對應體表部位粘帖體表標記物數枚。拷貝DICOM格式CT圖像傳輸至近距離TPS設計術前計劃，臨床醫生與物理師共同勾畫腫瘤靶區體積(GTV)和臨近危及器官(OAR)，設定處方劑量(90～120 Gy)和粒子活度，根據病灶位置及與周圍重要臟器的關系，再設計進針路線，模擬粒子空間分布，確定粒子間距及排布方式，計算粒子數目，計算GTV及OAR的照射劑量，得出DVH圖及逐層等劑量分布圖，確定3D非共面模板后，將其通過3D打印制作完成。術中患者取與術前CT掃描相同體位，真空負壓墊固定，消毒、鋪巾、局麻，將3D非共面模板貼附與患者相應體表位置，并予以固定，選擇2～3個較安全進針點，插入2～3根針，然后進行CT掃描并與術前計劃相比對，確定針道位置及深度無誤后，一次性完成所有的進針，依據術前計劃植入粒子。手術結束后行CT掃描，將術后CT掃描得到的圖像傳入TPS行術后驗證計劃，勾畫靶區、危及器官，識別粒子，得出等劑量曲線分布及劑量體積直方圖[4-6]。

1.4 術后劑量評估

手術結束后行CT掃描，將術后CT掃描得到的圖像傳入TPS行術后驗證計劃，勾畫靶區、危及器官，識別粒子，得出等劑量曲線分布及劑量體積直方圖GTV劑量學參數包括D90、D100、V90、V100、V150、V200，以適形指數(CI)評價劑量分布的適形度，以靶區外體積指數(EI)描述靶區外接受超過處方劑量體積占靶區體積的百分比，以均勻性指數(HI)用于評價劑量分布均勻性。

1.5 療效評價

術后1、2、3和6個月常規CT復查，檢測腫瘤大小變化進行局部控制率判定；根據2000年實體腫瘤的療效評價標準(RECIST Version)判定療效。測量方法：應用螺旋CT 5 mm層厚連續掃描，目標病灶應根據病灶長徑大小和可準確重復測量性來選擇，所有目標病灶的長度總和作為有效緩解記錄的參考基線。評價標準：所有目標病灶消失，維持4周判定為完全緩解(CR)；基線病灶長徑總和縮小≥30%，維持4周判定為部分緩解(PR)；基線病灶長徑總和有縮小但未達PR或有增加但未達PD判定為穩定(SD)；基線病灶長徑總和增加≥20%，或出現新病灶判定為進展(PD)。

1.6 統計學分析

應用SPSS 17.0統計軟件進行統計學處理，利用配對t檢驗對術后驗證結果與術前所對應的參數進行比較，所有數據行單因素分析。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 手術情況

20例共植入病灶24個，其頭頸部7例，縱膈區域3例，盆腔3例，椎體4例，骶骨及髂骨5例，股骨1例，肩胛骨1例，均按照術前計劃一次性完成植入。

2.2 隨訪情況

所有患者術后1個月開始復查CT評價療效：1個月后部分緩解(PR)8例(40%)；2～3個月后完全緩解+部分緩解(CR+PR)18例(90%)，5例完全緩解(CR)，13例部分緩解(PR)，2例穩定(SD)，粒子植入后局部病灶均無進展，見表1。

表1 術后療效評價/例

2.3 治療前后劑量學對比

20例共24個病灶植入前后劑量學對比見表2，由表2可以看出，全部病灶植入前后D90、D100、V90、V100、V150、V200、CI、EI、HI參數配對t檢驗，各指標手術前后比較差異均無統計學意義(P均>0.05)。

表2 24個病灶術前與術后靶區及劑量學參數比較

2.4 不良反應

本組患者粒子植入手術均一次性完成，術中出現局部少量出血4例，給予對應壓迫止血，處理后出血癥狀均消失，術后出現疼痛5例，給予疼痛評分，輕度不需特殊處理，可自行緩解；如中度疼痛以上，應用鎮痛劑，密切觀察疼痛的變化。經過上述處理，所有患者并發癥均已消失或者緩解，所有病例未出現粒子移位及脫落。

3 討論

放射性125I粒子植入腫瘤組織及周圍，通過內部放射線通過微型放射源發出持續短距離的放射線，使腫瘤組織遭受最大程度的殺傷，具有微創、局部制控率高的特點，取得了較好療效。

放射性粒子植入作為近距離放療的一種，距今有100多年的歷史，從引入中國以來，僅前列腺癌粒子植入有標準植入方式，目前國內主流粒子植入方式為影像引導下植入，但這種植入方式雖然有影像學引導，但高度依賴醫生個人臨床經驗和技術成分較多，不利于普及和推廣；受骨骼及其他危及器官影響，植入針分布也難以擬合術前計劃設計，容易出現劑量學冷點和熱點，導致腫瘤局部劑量不足或鄰近正常組織劑量過高，難以做到同質化和標準化；術中需多次在CT監視下調整進針角度、深度，效率偏低、增加患者并發癥發生機會等。

3D打印非共面模板用三維打印模板導向技術為腫瘤患者輔助實施放射性粒子植入術，即根據CT 數據和腫瘤大小、形狀設計導向定位模型，再通過三維打印技術制作導板并將粒子排布于病灶范圍內進行放射治療，以減少放射劑量分布不均及腫瘤殘留、復發風險。通過劑量學進行了對比研究，發現術前與術后劑量學無差別，可以較好的在術中實現術前BTPS計劃目標、取得良好療效，是1種微創、精準、有效、安全的治療方法，對腫瘤治療的規范化和質量控制具有重要價值。

3D打印非共面模板引導粒子植入的注意事項：①模板與皮膚盡量緊密貼合，防止插值時模板移位影響進針精度；②通過CT掃描確定模板貼合位置是否與計劃相同；③可在腫瘤中心層面插入2～3根固定針，然后通過再次CT掃描確定進針角度是否發生偏移；④注意各針與模板上預留的針道方向保持一致，最大程度減少偏針現象。

本研究目前樣本量少，希望通過更多的樣本量，來驗證所得結論，為日后粒子近距離放射治療的規范化奠定基礎。