3D个性化打印模板联合CT引导125I放射性粒子植入治疗颈部转移瘤的研究

吴 峰， 郭彦伟， 徐红卫， 郭 辉， 权红军， 夏燕娜， 齐丽丹

由于颈部淋巴结引流较为丰富，头部和机体其他各个部位原发性恶性肿瘤均可造成颈部转移［1-3］。相关研究表明，颈部转移瘤，患者通常丧失外科手术治疗时机，多选取放疗措施，但颈部正常组织耐受量有限，故通常无法给予足够放射剂量，难以取得理想放疗效果，且放疗后极易造成颈部组织纤维挛缩、硬变等［4-6］。放疗复发患者手术切除适应证较窄，且术后极易出现不愈合、积液、坏死及切口感染等并发症［7-9］。近些年，CT引导125I放射性粒子植入在恶性肿瘤治疗中得到推广应用，其具有定位准确、创伤小等优势［10-12］。但CT引导125I放射性粒子植入对术者经验具有较高依赖性，术后粒子空间排布与术前计划存在明显差异，易造成靶区剂量冷点及热点，3D打印以数据设计文件为基础，把材料逐层沉积构成三维物体，在口腔科及骨科CT引导125I放射性粒子植入治疗中均发挥了重要作用［13-14］。本研究探讨3D个性化打印模板联合CT引导和单纯CT引导125I放射性粒子植入的临床效果。

1 材料与方法

1.1 临床资料

选取2016年5月至2017年5月颈部转移瘤患者20例，男12例，女8例；年龄为（63.3±11.1）岁。转移灶数目1～3个，平均（2.1±0.4）个；转移瘤直径1.5～5.4 cm，平均（3.45±1.41）cm；原发肿瘤类型：食管癌4例，鼻咽癌4例，乳腺癌3例，甲状腺癌3例，肺癌4例，喉癌2例。随机数字表法分为对照组（n=10）与研究组（n=10），两组年龄、性别、转移灶数目、转移瘤直径、原发肿瘤类型等临床资料比较差异无统计学意义（均P＞0.05），见表1。本研究经医院伦理委员会审批通过。

表1 两组一般资料比较

纳入标准：①经病理学检查证实为颈部转移瘤；②具有明确的可评价或可测量病灶；③预计生存期≥6个月；④KPS分值＞60分；⑤知晓本研究，签署同意书。排除标准：①具有手术治疗指征者；②并发肾肝功能重度障碍者；③转氨酶水平较正常水准增高＞2倍；④术中难以持续保持稳定体位，无法配合完成穿刺者；⑤并发凝血功能重度障碍者。

1.2 方法

1.2.1 手术方法 研究组采取3D个性化打印模板联合CT引导125I放射性粒子植入术，设备选取荷兰Philips公司生产的Brilliance 256层螺旋CT。扫描参数：重建间距1.25 mm、扫描层厚5 mm、螺距1.375、矩阵512×512、电流150～260 mA、电压120 kV。采用北京航空航天大学的3D个性化打印模板；125I放射性粒子购于北京原子高科股份有限公司，包壳为钛合金，直径0.8 mm、长度4.5 mm、半衰期59.43 d、半价层0.25 mmPb，能量为27.4～31.5 Kev的X射线及35.5 Kev的γ射线，放射性活动度为22.2～29.6 MBq，人体组织半价层为：1.7 cm。操作步骤：①确定手术体位，拟行手术体位留取CT增强扫描图像，采取真空负压热塑型固定体位，体表行标记点或者激光定位线处理；②于CT二维及三维图像上进行预计划设计，包含勾画靶区和危及器官，设定粒子活度及计算粒子数目、处方剂量、模拟进针路径、模拟粒子空间位置分布、生成模板；计划设计完成后，导出插植针道位置及方向、间距信息和相关体表标记信息，处方剂量为110～150 Gy，125I放射性粒子活度为22.2～29.6 MBq；③插植针信息和体表标记信息及其他数据输入3D打印机、打印个性化模板，3D个性化模板包含患者体表定位点信息、人体表面固有体表标志信息、预计划模拟针道信息、备用针道信息等；④于CT引导下局部麻醉状态下实施插植操作，3D打印个性化模板贴合体表治疗区域，通过CT模拟定位时留取体表标记予以准确定位，确保插植针准确定位，穿刺针经模板上带定位信息针道经皮穿刺至预设深度，CT扫描查看插植针深度和位置，参照术前计划植入125I放射性粒子；⑤粒子植入完成后再次实施CT扫描，明确粒子分布情况。对照组常规实施CT引导125I粒子植入术。

1.2.2 疗效标准 治疗后2个月依据RECIST标准［15］予以评估。病灶消失，且持续≥4周为完全缓解；肿瘤病灶最大单径之和缩小＞30%，且持续≥4周为部分缓解；肿瘤病灶最大单径之和增大＞20%或有新病灶出现为进展；其余为稳定；总有效率=（完全缓解+部分缓解）/总例数×100%。

1.2.3 观察指标 ①两组计划粒子植入数目及实际粒子植入数目。②两组粒子植入优良率，依据英国哥伦比亚癌症研究中心粒子植入质量评价标准予以评估，术后即刻验证靶区D90及V100植入情况，100%≤D90≤125%、V100≥90%为优；90%＜D90＜100%、85%＜V100＜90%为良；80%≤D90≤90%、75%≤V100≤85%为可；D90＜80%、V100＜75%为差；优良率=（优+良）/总例数×100%［16］。③两组手术时间。④两组临床疗效。⑤术后随访6～9个月，疾病复发率。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 粒子植入情况

两组计划粒子植入数目间差异无统计学意义（P＞0.05），研究组实际粒子植入数目多于对照组（P＜0.05），且对照组实际粒子植入数目少于计划粒子植入数目（P＜0.05）。见表2。

表2 两组粒子植入情况比较 ±s，个

表2 两组粒子植入情况比较 ±s，个

参数 研究组（n=10）对照组（n=10） t值 P值计划粒子植入数目 36.1±9.2 35.9±9.7 0.047 0.963实际粒子植入数目 35.9±7.4 28.0±6.5 2.524 0.021 t值 0.064 2.148 P值 0.950 0.046

2.2 粒子植入优良率

研究组粒子植入优良9例，高于对照组的4例（P=0.029）。见表3。

表3 两组粒子植入优良比例

2.3 临床疗效

研究组总有效8例，高于对照组4例，但组间比较无明显差异（P=0.17）。见表4。

表4 两组临床疗效比较

2.4 疾病复发情况

研究组术后6个月及9个月疾病复发率分别为1例、2例，低于对照组的3例和5例，组间比较差异无统计学意义（均P＞0.05）。

2.5 典型病例图像

1例男性患者粒子植入前后图像见图1。

图1 1例男性患者粒子植入前后图像

2.6 手术时间

研究组手术平均时间为60.8 min，对照组手术平均时间为97.1 min。

3 讨论

颈部转移瘤为临床治疗难点，尤其是针对既往采取对应治疗措施后疾病复发者，治疗难度更大。目前，临床用于治疗颈部转移瘤的措施主要包括再次手术和体外放疗等，但局部复发率可达40%，而体外放疗局部控制率为50%，且5年生存率仅为20%［17-18］。

CT引导125I放射性粒子植入术为近些年临床广泛用于颈部转移瘤的重要治疗措施，相较于常规放化疗治疗，该措施具备如下优势：①参照术前计划植入粒子，其所放射γ射线能有效覆盖肿瘤全部及肿瘤周边正常组织中亚临床区域，且肿瘤内部放射剂量较高，外部放射剂量快速衰减，将肿瘤细胞有效杀除，并不会对周边正常器官组织造成严重损伤；②125I放射性粒子能不断释放γ射线，抑制肿瘤细胞核中DNA合成，杀伤肿瘤干细胞和肿瘤细胞，丧失其增殖能力；③经CT引导实施治疗，可准确掌握穿刺针位置，避免盲目穿刺对周边组织造成误伤［19-20］。另有研究表明，CT引导125I放射性粒子植入术可参照肿瘤形态、体积等情况于肿瘤组织中植入放射性粒子，对肿瘤生长及进展予以最大程度抑制［21-22］。但有部分研究指出，肿瘤靶区内剂量分布为125I放射性粒子植入近距离治疗的决定性因素，其中粒子位置稳定性及空间分布为治疗质量的关键所在，但由于机体解剖结构较复杂，且受肿瘤靶区活动等因素影响，导致实际植入粒子分布情况和术前计划存在一定差距［23-24］。为解决上述问题，临床尝试采取3D个性化打印模板联合CT引导125I放射性粒子植入术，其主要是结合3D打印导航模板于手术过程中对术前设计予以还原，引导术者依据术前设计实施手术治疗，并对手术区域结构实施数字化分析，进而提高手术治疗安全性、有效性及准确性［25-27］。林琦等［28］采取3D个性化打印模板联合CT引导125I放射性粒子植入术结果仅2例治疗失败，且能显著提高粒子植入质量。本研究结果表明，研究组实际粒子植入数目显著高于对照组，与本组计划粒子植入数目间无明显差异，且粒子植入优良和治疗有效例数均较高，确保实际粒子植入数目与计划粒子植入数目接近，并能提高粒子植入质量，保证疾病治疗效果。分析其原因可能在于：①3D个性化打印模板可通过预计划对模拟插植予以准确设计，利用数字建模把针道信息物化在个体化模板上，确保精确控制插植针；②3D个性化打印模板包含预计划所制定体表定位标记信息，可确保模板和治疗区域对位准确，以此实现准确还原预计划模板插植。

既往对3D个性化打印模板联合CT引导125I放射性粒子植入对恶性肿瘤粒子植入质量和照射剂量研究较多，本研究对恶性肿瘤复发率的影响进行了分析，结果发现研究组术后6个月及9个月疾病复发率均低于对照组，其原因可能在于：125I放射性粒子前半衰期仅为59.6 d左右，而于此期间可完全杀灭肿瘤细胞，后半衰期为180 d左右，此期间125I放射性粒子仍可释放射线，对预防肿瘤复发具有重要作用，而通过3D个性化打印模板提高粒子植入质量，利于保证治疗效果，以此降低疾病复发风险，但两组间疾病复发率无明显差异，可能与样本量选取较少有关。同时，部分研究还指出，3D个性化打印模板实际应用也存在局限性，如对患者术中复位（如模板和靶区复位等）具有较高要求，模板和体表对合、靶区和体表相对位移等均可影响模 板 质 量［29-31］。

综上所述，采取3D个性化打印模板联合CT引导125I放射性粒子植入治疗颈部转移瘤，实际粒子植入数目与计划数目较接近，粒子植入优良率较高，可有效提高疾病治疗效果、降低疾病复发率。相较于单纯CT引导，联合了3D打印模板的手术，所用时间更短，放射性粒子分布准确率更高，降低了手术难度，提高了手术安全性。本研究尚存在一定局限性，如样本量较少，随访观察时间较短，因此本研究结论仍需临床增大样本、延长随访观察时间进一步证实。