CT 四维电磁导航引导125I 放射性粒子植入治疗肺门旁非小细胞肺癌的应用研究

陈志瑾，贡 桔，夏 宁，陆 健，王忠敏

（上海交通大学医学院附属瑞金医院卢湾分院放射介入科，上海 200020）

近年来，125I 放射性粒子治疗无法手术切除或复发的肺恶性肿瘤获得了显著的疗效[1-3]。目前临床常用CT 定位引导的方法，具有极高的空间分辨率及密度分辨率等优势。但在临床手术操作中，介入科医师需要通过反复的扫描以确定穿刺路径。常规CT引导无法实时反映操作情况，延长了手术时间，还增加了手术并发症的发生几率[4-6]。当对位于纵隔、大血管旁、肺门等区域的病灶进行125I 放射性粒子植入治疗时，由于解剖位置的复杂性，操作风险明显增大。CT 四维电磁导航引导技术作为一种新的影像引导技术，应用于各种微创介入治疗中[6-8]。本研究旨在探讨CT 四维电磁导航引导技术在125I 放射性粒子植入治疗肺门旁非小细胞肺癌中的应用。

1 资料与方法

1.1 基本资料

回顾性分析2016 年1 月—2018 年12 月在我科行CT 引导下肺门旁非小细胞肺癌125I 放射性粒子植入治疗的26 例患者的资料。纳入标准：①年龄18～80 岁，经病理检查或影像学诊断的非小细胞肺癌；②患者无法接受或拒绝接受手术治疗；③肿瘤无全身广泛转移；④无严重心、肺、肝、肾功能异常，无不可纠正的凝血功能障碍；⑤病灶位于肺门周围。26例患者中，男18 例，女8 例；年龄43～79 岁，平均（65±11）岁。经胸部CT 增强评估，患者均行125I 放射性粒子植入治疗。CT 四维电磁导航引导的125I 放射性粒子植入16 例，常规CT 引导的125I 放射性粒子植入10 例（表1）。

125I 放射性粒子处方剂量130～160 Gy，两组均行术前计划和术后质量验证。125I 放射性粒子由上海欣科医药有限公司提供，粒子活度0.50～0.80 mCi。放射性粒子组织间植入治疗计划系统（Treatmentplanning systems，TPS）由北京天航科霖科技发展有限公司、北京航天航空大学图像影像中心共同研发。四维电磁导航引导系统由电磁跟踪适配器（v-Track）、电磁场发射器、电磁定位贴片（v-Pad 数据采集片）和电脑操作台组成。

1.2 方法

根据术前评估，真空垫固定选用的合适手术体位，将数据采集片粘贴于病灶邻近部位皮肤和腰背部。先行胸部CT 增强扫描，传输图像数据至TPS 系统，勾画靶区，完善术前计划，以确定125I 粒子的数量和空间分布。

四维电磁导航系统从CT 扫描中获取图像数据，组合电磁发生器与电磁跟踪适配器，从而实时显示区域定位信息。四维电磁导航系统能显示靶点、进针点及进针轨迹，并实时显示穿刺针针尖的解剖位置，操作者能根据虚拟实时影像选择最佳路径穿刺靶点（图1）。

粒子植入完成后即刻进行CT 扫描，将图像传入TPS 系统进行术后质量验证，同时记录CT 四维电磁导航引导组及常规CT 引导组的穿刺针调整次数、操作时间、穿刺过程中总辐射剂量。操作时间的计算从穿刺开始至粒子植入结束，将术后质量验证所需补充植入粒子的操作时间也计入手术操作时间内。辐射剂量长度乘积（Dose-length product，DLP）反应了操作者、患者所接受的辐射剂量。TPS 系统术后质量验证得出等剂量曲线及肿瘤匹配周缘剂量（Dose-volume histogram，DVH），包括的剂量学参数为90%靶体积最小吸收剂量 （D90）、最小周边剂量（Matched peripheral dose，MPD） 及100%、150%、200%处方剂量覆盖的靶区体积占靶区总体积的百分比（分别为V100、V150、V200）。

表1 一般资料（例）

图1 CT 四维电磁导航引导穿刺针穿刺。绿色十字光标为针尖位置；黄色直线为沿着穿刺针方向的路径；红色圆圈为靶点位置。Figure 1.CT electromagnetic navigation system-guided 125I seed implantation.Green cross cursor：needle tip position.Yellow straight line：path along the puncture needle; Red circle：the target.

术后观察患者有无出血、气胸等并发症发生。术后患者平卧休息，并常规予以抗感染、止血、止咳、镇静镇痛等对症治疗。

1.3 统计学分析

采用SPSS 19.0 软件进行统计学分析，计量资料（符合正态分布）比较采用t 检验，计数资料比较采用Fisher 检验，以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 125I 放射性粒子植入情况

26 例患者均顺利完成125I 放射性粒子植入，平均植入粒子35 颗。其中，CT 四维电磁导航引导组平均植入粒子33 颗（17～45 颗），常规CT 引导组平均植入粒子40 颗（20～56 颗）。

2.2 剂量学验证

CT 四维电磁导航引导组术前计划和术后验证D90分别为 （151.51±6.38）Gy、（146.62±7.32）Gy （P＝0.057）；MPD 分别为（83.12±6.79）Gy、（86.37±11.60）Gy（P ＝0.264）；V100分别为 （95.45±1.52）%、（89.83±2.78）%（P ＜0.001）；V150分别为 （60.33±14.32）%、（59.47±7.67）% （P ＝0.678）；V200分别为 （31.04±11.34）%、（36.32±6.61）%（P＝0.122）。

常规CT 引导组术前计划和术后验证D90分别为（152.30±6.79） Gy、（148.27±5.83） Gy（P＝0.066）；MPD 分别为（84.67±5.76） Gy、（87.33±6.33） Gy（P＝0.187）；V100分别为 （93.47±2.37）%、（87.85±4.35）%（P ＜0.001）；V150分别为 （63.45±6.39）%、（64.97±8.75）%（P ＝0.577）；V200分别为 （35.11±7.22）%、（40.42±7.38）%（P＝0.240）。

两组术后质量验证结果与术前计划一致性好。

2.3 穿刺数据比较

CT 四维电磁导航引导组操作时间为 （53.3±11.4） min（33.0～67.0 min），穿刺针调整次数为0～2次，平均（0.5±0.13）次，穿刺过程中总DLP 为137～298 mGycm，平均（206.4±11.19）mGycm。常规CT 引导组手术操作时间为（66.0±12.7）min（43.0～78.0 min），穿刺针调整次数为1～3 次，平均（2.08±0.11）次，穿刺过程中总DLP 为260.5～417.5 mGycm，平均（299.9±8.402）mGycm。两组手术操作数据间差异均有统计学意义（P＜0.01）（表2）。

表2 穿刺数据比较

2.4 并发症

CT 四维电磁导航引导组中，3 例患者术后出现痰中带血，3 例患者术后出现少量气胸；常规CT 引导组中，3 例患者术后出现气胸症状。所有患者均未出现脊髓损伤、胸腔或纵隔大量出血、粒子移位等并发症。所有气胸患者给予胸腔穿刺闭式引流并对症处理，症状缓解3 d 后拔除引流管。

3 讨论

肺癌是全球范围内最常见和最主要的致死癌症之一[9-10]，CT 引导125I 放射性粒子植入治疗具有局部高剂量、周围组织低剂量、手术创伤小、手术时间短的特点。大量研究表明其在治疗无法手术切除或复发的肺恶性肿瘤中取得了较好的效果[1-3]。在控制局部肿瘤、缓解癌性疼痛、改善病患生活质量、延长患者生存时间等方面有着积极的作用[7]。

目前，放射性粒子植入操作在CT 或B 超的引导下进行，依靠操作者经验，缺乏实时即刻的穿刺路径引导。患者的呼吸运动会造成穿刺路径的改变，需要重新定位调整。常规CT 引导采用步进式穿刺法，穿刺针调整次数相对更多，CT 扫描次数和操作中的辐射剂量也相对增加。肺门的解剖结构具有一定的复杂性，毗邻心脏、大血管、气管和纵隔等。肺门旁病灶穿刺距离长，穿刺难度大，更容易受呼吸运动等因素的影响，导致放射性粒子分布与术前计划产生偏差，无法保证剂量要求[11]，容易出现大量出血、纵隔气肿和粒子移位等严重并发症。越来越多的辅助技术被应用在放射性粒子治疗的操作中[12-13]，如何更好的进行粒子排布、提高粒子植入的精准性、减少手术并发症是临床实际工作中急需解决的难题。

四维电磁导航技术相当于为穿刺针安装了定位系统，同时还能模拟人肺呼吸的状态，使穿刺针始终保持在正确的穿刺路径中，迅速而准确地进行粒子的植入。CT 四维电磁导航引导125I 放射性粒子植入治疗的实现依赖于呼吸门控技术的临床应用[14-15]。呼吸门控技术在CT 成像的过程中加入了时间因素，用来消除或降低呼吸运动对组织器官扫描和介入穿刺的影响。通过3D 多平面重建和实时反馈，CT 四维电磁导航引导可以前瞻性设计穿刺路径，提供实时的穿刺影像，动态反馈介入穿刺进程[16]，提高CT引导下穿刺靶点的精确度。操作者还可以在3D 模式下观察针的轨迹，明确靶点和周围结构的关系，引导医生避开重要脏器，降低并发症发生，尤其对穿刺复杂解剖部位特别有效，提高了临床疗效和诊断准确性。与传统徒手方法相比，CT 四维电磁导航引导更准确地靶向了肿瘤，更多地被运用到胸腹部穿刺的介入操作中，缩短了操作时间，减少了医生与患者所受的辐射剂量，使治疗环境更加安全[17-19]。本研究中CT四维电磁导航引导组的手术操作时间、穿刺针调整次数、穿刺过程中总DLP 都明显低于常规CT 引导组，提高了患者的耐受度，减少了手术辐射剂量，而且操作中及术后均无严重并发症。

CT 四维电磁导航引导还能够通过术中图像重建，观察放射性粒子在植入操作中的动态分布情况，更好的完成术前计划。本研究中根据患者粒子植入治疗前后的计量学分析发现，CT 四维电磁导航和常规CT 引导下的治疗操作前后的剂量分布一致性较好。常规CT 引导组术后平均V100、V150、V200分别为（87.85±4.35）%、（64.97±8.75）%、（40.42±7.38）%；CT四维电磁导航引导组术后V100为（89.83±2.78）%，较常规CT 引导组高，V150和V200则分别为 （59.47±7.67）%、（36.32±6.61）%，较常规CT 引导组降低。间接表明使用CT 四维电磁导航引导粒子植入能很好地完成术前的规划。

在CT 四维电磁导航引导下125I 放射性粒子植入治疗肺门旁非小细胞肺癌的具体操作中，仍需注意一些问题：①术前增强CT 扫描后即刻进行TPS系统术前计划，减少治疗区域与操作时的位置偏差；②穿刺路径应避开纵隔、大血管及其他重要器官，以减少气胸和出血等并发症的发生；③穿刺进针路线应尽可能平行进针，以确保靶区术前规划的治疗剂量；④由于肺门旁肿瘤病灶容易被邻近血管或气管、支气管阻挡，平行进针具有一定难度，需等平行进针粒子植入完成后，根据即刻术后验证是否存在植入冷区，再重新选择合适的进针路径布针，再次植入粒子，粒子排布尽可能参照预计划；⑤操作过程中需要注意将v-Pad 数据采集片与皮肤固定,避免因v-Pad数据采集片移位改变定位标记，导致传输错误图像；⑥患者体位改变时，需重新进行v-Pad 扫描，扫描范围必须包括全部v-Pad 数据采集片。

综上所述，CT 四维电磁导航引导125I 放射性粒子植入治疗肺门旁非小细胞肺癌具有较好的临床效益，能有效缩短手术时间，减少辐射剂量，且粒子植入的剂量可精确控制。本研究是回顾性研究，且病例样本数较小，仍需在后续研究中扩大样本量进一步分析，观察其疗效及安全性。