3D打印非共面模板CT引导下125I粒子植入治疗恶性肿瘤临床应用

王文俊 陈志军 许 波 周爱清 粟 宇 钟锦绣 吴 真 黄水源

放射性125I粒子植入是治疗恶性肿瘤的1种全新微创放射性治疗手段。由于可近距离杀伤肿瘤细胞，在CT引导下进行治疗能够适用于临床分期为中晚期恶性肿瘤患者的临床治疗[1-3]，得到了很多学者的认可。但由于传统粒子植入存在的各种问题如医生个人临床经验和技术依赖成分较多，不利于普及和推广；受骨骼及其他危及器官影响，植入针分布也难以拟合术前计划设计，容易出现剂量学冷点和热点，导致肿瘤局部剂量不足或邻近正常组织剂量过高；术中需多次在CT监视下调整进针角度、深度，效率偏低、增加患者并发症发生机会等。

近年来，3D打印非共面模板新的技术出现让我们发现了1种解决办法。笔者回顾性分析2016年1 月至2017年 6 月期间，在我院行3D打印非共面模板联合CT引导下放射性粒子植入治疗后肿瘤患者的临床资料，旨在探讨3D打印非共面模板CT引导下放射性粒子植入治疗对于肿瘤治疗的安全性和有效性。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选择我科自2016年1 月至2017年 6 月期间接受3D打印非共面模板联合CT引导下放射性粒子植入治疗的肿瘤患者20例。男性14例，女性6例，平均年龄56岁(38～76岁)，肿瘤原发类型包括肺癌5例、直肠癌2例、宫颈癌2例、甲状腺癌6例，腮腺瘤5例。植入病灶24个，植入部位包括头颈部7例，纵膈区域3例，盆腔3例，椎体4例，骶骨及髂骨5例，股骨1例，肩胛骨1例。

1.2 仪器设备

①计算机三维系统治疗计划系统(TPS)，北京航空航天大学；②3D非共面模板，材料为玉米树脂，采用3D打印机打印成型，北京启麟科技有限公司；③放射性125I粒子：粒子长4.5 mm，直径0.8 mm，活度0.5～0.7 mCi，北京原子高科公司；④粒子植入防护设备包括铅围裙、铅眼镜、铅围脖、铅手套等；⑤PTC-B介入穿刺针；⑥国产粒子枪。

1.3 治疗方法

所有患者术前3～5天行强化CT扫描，依据病灶部位采取仰卧、俯卧、侧卧等体位，真空负压垫固定，并于肿瘤区域相对应体表部位粘帖体表标记物数枚。拷贝DICOM格式CT图像传输至近距离TPS设计术前计划，临床医生与物理师共同勾画肿瘤靶区体积(GTV)和临近危及器官(OAR)，设定处方剂量(90～120 Gy)和粒子活度，根据病灶位置及与周围重要脏器的关系，再设计进针路线，模拟粒子空间分布，确定粒子间距及排布方式，计算粒子数目，计算GTV及OAR的照射剂量，得出DVH图及逐层等剂量分布图，确定3D非共面模板后，将其通过3D打印制作完成。术中患者取与术前CT扫描相同体位，真空负压垫固定，消毒、铺巾、局麻，将3D非共面模板贴附与患者相应体表位置，并予以固定，选择2～3个较安全进针点，插入2～3根针，然后进行CT扫描并与术前计划相比对，确定针道位置及深度无误后，一次性完成所有的进针，依据术前计划植入粒子。手术结束后行CT扫描，将术后CT扫描得到的图像传入TPS行术后验证计划，勾画靶区、危及器官，识别粒子，得出等剂量曲线分布及剂量体积直方图[4-6]。

1.4 术后剂量评估

手术结束后行CT扫描，将术后CT扫描得到的图像传入TPS行术后验证计划，勾画靶区、危及器官，识别粒子，得出等剂量曲线分布及剂量体积直方图GTV剂量学参数包括D90、D100、V90、V100、V150、V200，以适形指数(CI)评价剂量分布的适形度，以靶区外体积指数(EI)描述靶区外接受超过处方剂量体积占靶区体积的百分比，以均匀性指数(HI)用于评价剂量分布均匀性。

1.5 疗效评价

术后1、2、3和6个月常规CT复查，检测肿瘤大小变化进行局部控制率判定；根据2000年实体肿瘤的疗效评价标准(RECIST Version)判定疗效。测量方法：应用螺旋CT 5 mm层厚连续扫描，目标病灶应根据病灶长径大小和可准确重复测量性来选择，所有目标病灶的长度总和作为有效缓解记录的参考基线。评价标准：所有目标病灶消失，维持4周判定为完全缓解(CR)；基线病灶长径总和缩小≥30%，维持4周判定为部分缓解(PR)；基线病灶长径总和有缩小但未达PR或有增加但未达PD判定为稳定(SD)；基线病灶长径总和增加≥20%，或出现新病灶判定为进展(PD)。

1.6 统计学分析

应用SPSS 17.0统计软件进行统计学处理，利用配对t检验对术后验证结果与术前所对应的参数进行比较，所有数据行单因素分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 手术情况

20例共植入病灶24个，其头颈部7例，纵膈区域3例，盆腔3例，椎体4例，骶骨及髂骨5例，股骨1例，肩胛骨1例，均按照术前计划一次性完成植入。

2.2 随访情况

所有患者术后1个月开始复查CT评价疗效：1个月后部分缓解(PR)8例(40%)；2～3个月后完全缓解+部分缓解(CR+PR)18例(90%)，5例完全缓解(CR)，13例部分缓解(PR)，2例稳定(SD)，粒子植入后局部病灶均无进展，见表1。

表1 术后疗效评价/例

2.3 治疗前后剂量学对比

20例共24个病灶植入前后剂量学对比见表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参数配对t检验，各指标手术前后比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。

表2 24个病灶术前与术后靶区及剂量学参数比较

2.4 不良反应

本组患者粒子植入手术均一次性完成，术中出现局部少量出血4例，给予对应压迫止血，处理后出血症状均消失，术后出现疼痛5例，给予疼痛评分，轻度不需特殊处理，可自行缓解；如中度疼痛以上，应用镇痛剂，密切观察疼痛的变化。经过上述处理，所有患者并发症均已消失或者缓解，所有病例未出现粒子移位及脱落。

3 讨论

放射性125I粒子植入肿瘤组织及周围，通过内部放射线通过微型放射源发出持续短距离的放射线，使肿瘤组织遭受最大程度的杀伤，具有微创、局部制控率高的特点，取得了较好疗效。

放射性粒子植入作为近距离放疗的一种，距今有100多年的历史，从引入中国以来，仅前列腺癌粒子植入有标准植入方式，目前国内主流粒子植入方式为影像引导下植入，但这种植入方式虽然有影像学引导，但高度依赖医生个人临床经验和技术成分较多，不利于普及和推广；受骨骼及其他危及器官影响，植入针分布也难以拟合术前计划设计，容易出现剂量学冷点和热点，导致肿瘤局部剂量不足或邻近正常组织剂量过高，难以做到同质化和标准化；术中需多次在CT监视下调整进针角度、深度，效率偏低、增加患者并发症发生机会等。

3D打印非共面模板用三维打印模板导向技术为肿瘤患者辅助实施放射性粒子植入术，即根据CT 数据和肿瘤大小、形状设计导向定位模型，再通过三维打印技术制作导板并将粒子排布于病灶范围内进行放射治疗，以减少放射剂量分布不均及肿瘤残留、复发风险。通过剂量学进行了对比研究，发现术前与术后剂量学无差别，可以较好的在术中实现术前BTPS计划目标、取得良好疗效，是1种微创、精准、有效、安全的治疗方法，对肿瘤治疗的规范化和质量控制具有重要价值。

3D打印非共面模板引导粒子植入的注意事项：①模板与皮肤尽量紧密贴合，防止插值时模板移位影响进针精度；②通过CT扫描确定模板贴合位置是否与计划相同；③可在肿瘤中心层面插入2～3根固定针，然后通过再次CT扫描确定进针角度是否发生偏移；④注意各针与模板上预留的针道方向保持一致，最大程度减少偏针现象。

本研究目前样本量少，希望通过更多的样本量，来验证所得结论，为日后粒子近距离放射治疗的规范化奠定基础。