潘天帆， 陸 建， 王 勇， 朱光宇， 陳 荔， 郭金和

125I放射性粒子組織間植入是繼手術(shù)、化療和放療之后的一種腫瘤治療新手段。與外放療相比，其腫瘤靶區(qū)劑量高、周圍正常組織劑量低、手術(shù)并發(fā)癥少，能有效控制局部病灶［1］。125I粒子在多種實體惡性腫瘤的治療中，療效得到了肯定，近年來在我國發(fā)展較快［2-5］。但目前粒子植入操作缺乏國際認可的規(guī)范化規(guī)程，主要依靠術(shù)者經(jīng)驗進行操作，術(shù)后粒子位置、劑量與術(shù)前計劃難以統(tǒng)一，影響療效［6］。國內(nèi)有學(xué)者將3D打印技術(shù)應(yīng)用到腫瘤125I粒子植入的引導(dǎo)，治療方案通過3D打印制成個體化導(dǎo)向模板，在模板基礎(chǔ)上結(jié)合CT引導(dǎo)行125I粒子植入手術(shù)［7］。我科于2016年3月—2017年6月應(yīng)用3D打印模板聯(lián)合CT引導(dǎo)125I粒子組織間植入治療不可切除惡性腫瘤30例，取得較好效果，現(xiàn)報道如下。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 臨床資料 選取2016年3月至2017年6月我科收治的3D打印模板引導(dǎo)粒子植入治療腫瘤患者30例，其中男16例，女14例，年齡53～81歲，中位年齡68歲。入組標準：體力狀況評分（KPS）＞60分；預(yù)期生存期≥3個月；無法行手術(shù)治療或患者放棄對病灶行手術(shù)切除治療；獲得患者及家屬的同意。排除標準：精神異?；蛴芯癫∈氛?；穿刺處皮膚感染、破潰；凝血功能異常：凝血酶原時間＞20 s，活化部分凝血酶原時間＞55 s，凝血酶凝固時間＞21 s，凝血酶原時間國際標準化比值（INR）＞2.5；肝腎功能不全；肝功能Child-Pugh分級為C級；腎小球濾過率≤29 mL·min-1·1.73 m-2，血清肌酐＞451 μmol/L，內(nèi)生肌酐清除率≤19 mL/min。所有病例均經(jīng)病理學(xué)證實為惡性腫瘤，原發(fā)性腫瘤8例，轉(zhuǎn)移性腫瘤22例；手術(shù)部位：頭頸部10例，椎旁2例，肺7例，胸壁2例，腹膜后2例，背部2例，肝臟5例。

1.1.2 儀器設(shè)備 使用美國GE公司生產(chǎn)的highspeed dual螺旋CT掃描儀；治療計劃系統(tǒng)（TPS）：Prowess Panther Brachy v5.0近距離治療計劃系統(tǒng)，由美國Prowess公司提供。3D打印模板由北京啟麟科技有限公司提供，模板厚度5 mm，預(yù)設(shè)針道孔處厚10 mm，材料為somosⅢ22型樹脂，使用sla600型3D打印機打印。18 G粒子植入針為日本Hakko株式會社生產(chǎn)。125I放射性粒子由上海欣科醫(yī)藥有限公司和北京原子高科股份有限公司提供，外形為圓柱形鈦合金封裝體，長度為4.5 mm，直徑0.8 mm，半衰期分別為60.1 d和59.4 d，內(nèi)有3.0 mm×0.5 mm的銀柱吸附125I，其外是壁厚0.05 mm的鈦殼，平均光子能量27～35 KeV，組織穿透距離1.7 cm，初始劑量率 7 cGy/h，粒子活度 14.8～29.6 MBq（0.4～0.8 mCi）。

1.2 方法

1.2.1 術(shù)前計劃制定 術(shù)前病灶部位CT平掃和增強掃描，圖像層厚為5.0 mm，根據(jù)手術(shù)需要選擇合適掃描體位，并使用真空負壓墊固定患者體位。通過CT掃描儀激光定位線，于患者目標病灶體表投影處附近粘貼3個標記點，3個標記點通常呈直角三角形排列，2條短邊分別平行和垂直于激光定位線（見圖1①）。此標記點需保留至手術(shù)時，用于3D打印模板的復(fù)位固定。另可通過激光定位線，于患者體表勾畫定位線，輔助真空負壓墊及標記點，使患者術(shù)中和術(shù)前體位基本一致。將CT圖像資料（格式為dicom）導(dǎo)入Prowess Panther Brachy v5.0系統(tǒng)，進行靶區(qū)和危及器官（organ at risk，OAR）勾畫，靶區(qū)包括大體腫瘤區(qū)（gross tumor volume，GTV）和計劃靶體積（planning target volume，PTV），PTV 應(yīng)大于GTV邊緣約5 mm。選取合適的粒子活度（0.4～0.8 mCi），處方劑量（prescribed dose，PD）設(shè)定為100～140 Gy，根據(jù)靶區(qū)與危及器官、骨骼的關(guān)系設(shè)計進針路徑，在針道上載入粒子，粒子間距5～20 mm，排布原則為“中央稀疏，周圍密集”。靶區(qū)達到PD后即完成計劃，記錄D90（覆蓋90%靶體積的劑量），D100（覆蓋 100%靶體積的劑量），V100（100%PD 覆蓋的體積占靶體積的百分比），V150（150%PD覆蓋的體積占靶體積的百分比）等劑量學(xué)參數(shù)，生成劑量體積直方圖（dose volume histogram，DVH）。將計劃傳輸?shù)?D打印工廠制作成品。

圖1 治療過程示意

1.2.2 手術(shù)操作和術(shù)后驗證 模板術(shù)前環(huán)氧乙烷55℃蒸汽消毒6～8 h。通過真空墊及體表定位線，調(diào)整患者體位與術(shù)前掃描時一致。常規(guī)消毒鋪巾后，將模板放置于手術(shù)指定區(qū)域，模板上3個定位孔與3個標記點相對應(yīng)。2%利多卡因局部浸潤麻醉后，選擇定位針道穿刺，穿刺深度20～40 mm，CT掃描，通過對比術(shù)前計劃，確保定位穿刺針準確，如不準確，則需適當調(diào)整模板，重新穿刺，直至所有定位穿刺針位置與術(shù)前計劃一致。將所有針穿刺至計劃深度后，再行CT掃描，確保穿刺針已達腫瘤邊緣遠端。按術(shù)前計劃依次植入粒子。術(shù)后立即獲取CT圖像，輸入Prowess Panther Brachy 5.0系統(tǒng)，進行術(shù)后驗證，記錄劑量學(xué)參數(shù)，對植入質(zhì)量進行評價，生成術(shù)后劑量體積直方圖。

1.2.3 術(shù)后處理和防護 術(shù)后24 h內(nèi)觀察出血、穿刺部位疼痛、聲音嘶啞、飲水嗆咳、皮膚麻木、氣胸、局部感染等近期并發(fā)癥。術(shù)后防護遵循距離、時間和屏蔽防護三原則，即距離越遠越好、時間越短越好、實施屏蔽措施。注意醫(yī)護人員、患者家屬、孕婦和幼兒的防護，距離100 cm以上?；颊呦鄬Ω綦x或植入部位穿防護衣6個月以上。

1.2.4 評價指標 粒子植入質(zhì)量評價標準采用BCCA標準，根據(jù)術(shù)后驗證靶區(qū)D90、V100評價為優(yōu)、良、中、差 4 組。 優(yōu)：V100≥90%，125%≥D90≥100%；良：90%＞V100＞85%，100%＞D90＞90%； 中：85%≥V100≥75%，90%≥D90≥80%或 D90＞125%；差：V100＜75%，D90＜80%。

1.3 隨訪及統(tǒng)計學(xué)方法

使用SPSS Statistics version 21軟件（IBM，美國）進行統(tǒng)計學(xué)分析，服從或近似服從正態(tài)分布的計量資料如手術(shù)前后的靶區(qū)體積以及 D90、D100、V100、V150等劑量學(xué)參數(shù)用均數(shù)±標準差（x±s）表示，采用配對t檢驗比較上述參數(shù)的差異。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 模板設(shè)計及過程

30例患者均成功打印出3D個體化模板，在模板基礎(chǔ)上結(jié)合CT引導(dǎo)行125I放射性粒子植入手術(shù)，模板設(shè)計及手術(shù)具體過程見圖1。

2.2 術(shù)后質(zhì)量驗證及評估

優(yōu)：24 例（80.0%，24/30）；良：5 例（16.7%，5/30）；中：1 例（3.3%，1/30）；差：0 例（0，0/30）；術(shù)前 PTV 的范圍是 15.9～265.5 cc，平均（64.4±58.4） cc；術(shù)后驗證 PTV 范圍是 18.5～267.8cc，平均（64.4±58.4） cc，兩者比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。術(shù)后驗證PTV存在差異病例均為術(shù)后較術(shù)前增大。術(shù)前D90、D100、V150分別為（11 945.6±1 157.0） cGy、（6 972.7±1 250.5） cGy、（58.0±4.4）%， 術(shù)后 D90、D100、V150分別為（11 839.0±1 117.0） cGy、（7 352.1±1 361.2） cGy、（57.6±4.1）%，上述指標手術(shù)前后比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均 P＞0.05）。 術(shù)前 V100為（91.1±1.8）%，術(shù)后 V100為（90.5±1.6）%，兩者比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。詳見表 1。

表1 30例患者靶區(qū)及劑量各參數(shù)比較結(jié)果 ±s

表1 30例患者靶區(qū)及劑量各參數(shù)比較結(jié)果 ±s

注：PTV：計劃靶體積；D100：覆蓋100%靶體積的劑量；D90：覆蓋90%靶體積的劑量；V150：150%處方劑量覆蓋的體積占靶體積的百分比；V100：100%處方劑量覆蓋的體積占靶體積的百分比

參數(shù) 術(shù)前 術(shù)后 t值 P值PTV/（cc） 64.4±58.4 66.8±58.3 -7.830 0.000 D100/（cGy） 6 972.7±1 250.5 7 352.1±1 361.2 -1.753 0.090 D90/（cGy） 11 945.6±1 157.0 11 839.0±1 117.0 1.838 0.076 V150/% 58.0±4.4 57.6±4.1 1.747 0.091 V100/% 91.1±1.8 90.5±1.6 3.016 0.005

2.3 術(shù)中及術(shù)后24 h內(nèi)并發(fā)癥

術(shù)中可觀察到3例氣胸，發(fā)生率為3/7，2例＜15%，1例約30%，經(jīng)保守治療后，術(shù)后復(fù)查氣胸自行消失；1例1/7術(shù)后可見少量咯血，予以白眉蛇毒凝血酶1 U肌內(nèi)注射后，未再咯血。25例（83.3%，25/30）于拔針后可見局部少量出血，經(jīng)局部壓迫后止血，均未應(yīng)用止血劑。余未見其他手術(shù)相關(guān)并發(fā)癥。

3 討論

3D打印技術(shù)，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，應(yīng)用粉末狀金屬或塑料等粘合材料，通過逐層堆疊累積的方式制造三維實體的先進技術(shù)。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于整形外科、骨科等臨床科室，如骨折復(fù)位模板、內(nèi)固定接骨板等［12-14］。3D打印導(dǎo)向模板聯(lián)合CT引導(dǎo)125I粒子組織間植入技術(shù)，即在Prowess粒子植入系統(tǒng)上，根據(jù)靶區(qū)具體位置設(shè)計合理進針路線，制定粒子植入方案，術(shù)前計劃將以3D打印的方式定制成個體化導(dǎo)向模板，在模板基礎(chǔ)上聯(lián)合CT引導(dǎo)行125I粒子植入手術(shù)。

本組患者均成功地在3D個體化模板基礎(chǔ)上結(jié)合CT引導(dǎo)行125I放射性粒子植入手術(shù)，術(shù)后質(zhì)量驗證及評估示：①采用BCCA粒子植入質(zhì)量評價標準，植入質(zhì)量：優(yōu)：24 例（80.0%，24/30）；良：5 例（16.7%，5/30）；中：1 例（3.3%，1/30）；差：0 例（0）。BCCA標準為英國哥倫比亞癌癥研究中心［15］針對前列腺癌近距離治療設(shè)立的標準，因其他實體腫瘤未有國際公認的粒子質(zhì)量評價標準，故本研究用此標準進行評價。本組結(jié)果較張穎等［16］結(jié)果為好，考慮與病例選擇、模板差異、技術(shù)經(jīng)驗等因素有關(guān)，實際植入質(zhì)量均較為滿意。其中植入質(zhì)量未達“優(yōu)”者6例，肺部4例，肝臟2例，病灶所在臟器活動度均較大，穿刺定位針時首次進針未到位，通過反復(fù)調(diào)整和控制患者呼吸運動后仍與計劃位置有偏離，甚至部分病例出現(xiàn)氣胸等并發(fā)癥，導(dǎo)致粒子分布欠佳，植入質(zhì)量較差。②手術(shù)前后PTV差異存在統(tǒng)計學(xué)意義，且術(shù)后PTV存在差異病例均為術(shù)后較術(shù)前增大，分析其原因：粒子植入過程導(dǎo)致的局部出血、水腫等因素；或有因技術(shù)原因，目前3D打印模板自術(shù)前掃描至手術(shù)需3～5 d，存在靶區(qū)短期內(nèi)增大的可能。③D90、D100、V150等劑量學(xué)參數(shù)手術(shù)前后比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，表明3D打印模板可較好完成術(shù)前粒子植入計劃，滿足劑量學(xué)要求，且靶區(qū)內(nèi)高劑量區(qū)控制較好，劑量分布均勻。④V100術(shù)前術(shù)后差異有統(tǒng)計學(xué)意義，一方面可能與手術(shù)前后PTV變化有關(guān)，另一方面，粒子植入過程中，退針控制不佳或腫瘤內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)多樣等原因?qū)е铝Ｗ臃植记肪鶆?。⑤本組病例氣胸發(fā)生率為43.9%，高于Zhang等［17］所報道的20.8%（5/24），考慮與術(shù)中反復(fù)調(diào)整定位針有關(guān)。而咯血發(fā)生率則與Zhang等［17］所報道一致。其余病例未觀察到如大出血、感染、聲音嘶啞等嚴重近期并發(fā)癥，表明此技術(shù)較為安全。

綜上所述，3D打印模板聯(lián)合CT引導(dǎo)125I放射性粒子組織間植入治療惡性腫瘤，操作簡便，可較好地完成術(shù)前計劃，達到劑量學(xué)要求，具有一定的準確性和安全性，為標準化、規(guī)范化粒子植入治療提供了有效工具，有很好的應(yīng)用前景。