宫颈癌盆腔外周型复发行放射性粒子治疗的植入穿刺路径与技巧

乔伟,张秀明,郭文杰,郭昌,冯勇

宫颈癌是女性常见恶性肿瘤之一,其发病率在女性恶性肿瘤中排名第四[1],对于局部晚期宫颈癌可行放射治疗、腔内后装治疗及化疗等综合治疗,但仍有10%～74%的患者治疗后出现复发[2-5]。按照宫颈癌复发部位不同,可分为盆腔复发和远处转移复发,其中盆腔复发又分为中央型复发和外周型复发,中央型复发指复发肿瘤主要位于盆腔的中线部位,外周型复发指肿瘤病灶侵犯达盆壁肌肉或血管,远处转移复发指复发病灶位于盆腔外的组织和器官[6]。当肿瘤在当初放疗照射野内出现复发时,再次放疗不仅可能出现严重的不良反应,且由于先前放疗照射导致组织血供差,疗效也会相应降低[7]。对于宫颈癌盆腔外周型复发患者,外科手术可选择扩大盆腔内壁切除术,但因其手术范围及损伤大,对患者身体耐受性要求很高[8]。放射性125I粒子组织间植入治疗作为一种微创治疗手段,属近距离放疗范畴,具有局部剂量高、正常组织损伤小的优点,可实现治疗肿瘤的同时最大限度保留器官功能[9]。为宫颈癌盆腔外周型复发患者提供了新的选择。本研究对江苏省肿瘤医院自2019年1月至2021年12月期间23例宫颈癌盆腔外周型复发行125I粒子植入治疗病例进行回顾性分析,探讨其穿刺进针路径设计、相关辅助技术应用、物理剂量学参数验证及手术并发症发生率等情况。

1 资料与方法

1.1 临床资料

本组宫颈癌盆腔外周型复发患者均为女性,年龄(31～72)岁,平均年龄(51.39±8.41)岁,共23个病灶。患者一般资料见表1。本研究获得医院伦理委员会同意。所有患者治疗前均签署知情同意书。

表1 患者一般资料 (n=23)

1.2 入组及排除标准

患者无心、脑、肝、肺、肾等重要器官功能衰竭,无明显经皮穿刺手术禁忌证,ECOG评分0～2分,预计生存期>3个月,病灶长径<7 cm。

1.3 器械与设备

①引导设备:SOMATOM Definition 16排螺旋CT(德国西门子公司),扫描层厚和层距均为2 mm。②粒子植入治疗计划系统(particle implantation treatment planning system,TPS)(北京航空航天大学图像中心北京天航科霖科技发展有限公司)。③125I粒子:125I密封籽源6711型(中国同辐股份有限公司),放射源密封在圆柱形钛棒内,长度4.5 mm,直径0.8 mm,半衰期59.43 d,籽源活度选取0.5～0.8 mCi。④粒子植入设备:自锁紧通用型粒子植入枪和18G可更换针芯粒子植入针(江苏康盛数字医疗科技有限公司)。⑤其它辅助设备:一次性CT定位穿刺角度引导器、4D打印个性化针柱可调式模板(江苏康盛数字医疗科技有限公司)。

1.4 方法

1.4.1 穿刺进针入路设计 穿刺路径包括经前腹壁入路、经臀部入路及前后双路径联合入路。患者手术时体位采取仰卧位、俯卧位或侧卧位,根据满足进针路径操作要求及患者舒适度而定,利用放疗体位真空垫固定患者体位。进针路径注意避让盆壁及骶前大血管、盆腔内肠管、输尿管、膀胱、坐骨神经等邻近组织及器官。具体进针入路分为以下路径,①经前腹壁髂腰肌入路:患者取仰卧位或侧卧位,前腹壁髂骨内侧进针,路径经过髂腰肌,在盆壁髂血管外侧。适用于盆壁髂血管旁复发灶。②经前腹壁腹腔入路:患者取仰卧位或侧卧位,前腹壁进针,路径经过盆腔,在盆壁髂血管内侧。适用于骶前复发灶。③经前腹壁髂腰肌入路:联合经前腹壁腹腔入路 患者取仰卧位,前腹壁进针,路径经过髂腰肌及盆腔。适用于盆壁髂血管旁较大的复发灶,需要多方位布针。④经骶骨旁梨状肌入路:患者取俯卧位,臀部骶骨旁进针,路径经过梨状肌,危及器官需勾画坐骨神经,进针路径务必避开坐骨神经。适用于盆壁复发灶。⑤经尾骨旁臀大肌入路:患者取俯卧位,臀部尾骨旁进针,路径经过臀大肌。适用于盆壁复发灶。⑥前后双路径联合入路:患者取侧卧位,前腹壁及臀部均需进针。适用于盆壁或骶前较大复发灶。

1.4.2 术前TPS计划 将CT扫描图像导入TPS系统,处方剂量根据治疗要求及危及器官设定在110～150 Gy范围内,125I粒子活度选择0.5～0.8 mCi,勾画肿瘤靶区及邻近危及器官,设计进针路径,计划粒子数目及分布。体积剂量图(DVH)曲线需满足100%处方剂量覆盖靶区90%以上的区域。

1.4.3 粒子植入操作 按照TPS计划固定患者手术体位,心电监护监测生命体征,术者消毒、铺巾、局部麻醉后,在CT引导下逐根、分步植入粒子针。待所有针到位后,再将CT扫描图像导入TPS系统,优化术中TPS计划。待术中计划验证达到处方剂量后,逐根退针植入粒子。如术中计划验证出现冷区导致靶区欠量,则需要调整粒子植入针或再补针直至满足处方剂量。粒子植入完成后即时CT扫描,观察有无出血等急性并发症发生,并将CT扫描图像导入TPS系统完成术后验证,评判是否达到处方剂量。

1.4.4 相关辅助技术的应用 ①一次性CT定位穿刺角度引导器辅助进针:角度引导器是具有刻度数值的立体定位装置,可依靠其顶部的水平仪确定水平面,利用引导针槽固定粒子植入针并可随时拆卸,通过调节量角器刻度数值实现符合预设角度辅助进针的目的(图1)。②4D个性化针柱可调式模板辅助进针:利用个性化4D模板(实时针柱角度可调节模板)辅助进针,尤其适用于病灶体积较大、病灶部位相对固定、邻近重要器官易损伤、粒子植入针布针较多及植入粒子数目较多的情况(图2)。③推注生理盐水:经盆腔路径在粒子植入针进针方向有肠管阻挡时,可拔出针芯或更换可注水空芯针芯,边推注无菌生理盐水约50 ml边进针,利用水的冲击力把针尖前方的肠管推移,避免植入针扎伤肠管。④输尿管“J”管植入:当盆壁病灶压迫或侵犯邻近输尿管时,会导致局部输尿管梗阻、上方输尿管及肾盂扩张积水。粒子植入术前可行膀胱镜下输尿管“J”管植入,既可缓解输尿管梗阻,亦可清晰显示输尿管。⑤CT增强扫描:如粒子植入前放置输尿管“J”管失败或输尿管尚未受侵无需植入“J”管,可在粒子植入布针前静脉注射碘造影剂后再行CT扫描引导。通常在注射造影剂数分钟后输尿管内尿液会呈现高密度而清晰显示输尿管。⑥应用“钝针”技术:粒子植入针在进针途径中如经过毗邻的血管、肠管或输尿管时,为降低损伤风险,当植入针逐步进针邻近血管等组织时,拔出锐头针芯,换为钝头针芯,再缓慢进针钝性分离血管或从肠管、输尿管边缘滑过,待粒子植入针尖达到安全区域时再置换锐头针芯继续穿刺至病灶靶区。

图1 穿刺角度引导器辅助进针 1A:穿刺角度引导器,引导针槽可以紧固和拆卸多种型号穿刺针,方向可手动360°旋转调节并有旋钮固定预设角度;1B:宫颈癌左侧盆壁复发;1C:TPS术前计划经前腹壁髂腰肌入路进针;1D:测量进针角度与垂直线夹角44°;1E:穿刺角度引导器调节到44°辅助进针;1F:分步进针,再次CT扫描确认进针角度44°与预设角度一致

图2 4D个性化模板辅助进针 2A:宫颈癌左侧盆壁转移,病灶包绕左侧输尿管,粒子植入术前行左侧输尿管“J”管植入清楚显示输尿管;2B:TPS术前计划设计个性化打印模板;2C:根据模板设计数据制作打印4D模板,每枚针柱通过配套的“钥匙”可灵活调节松紧和角度,并可拆卸;2D:模板辅助进针,角度调节可避开骨性结构;2E:模板辅助进针,角度调节可避免损伤输尿管;2F:4D个性化模板辅助进针机动性强,CT重建图像显示实际布针效果与术前计划一致性高

1.4.5 物理剂量学参数的采集 通过TPS系统采集相关物理剂量学参数,比较术前、术后肿瘤体积、针数、粒子数及相关剂量学参数差别。剂量学参数包括勾画肿瘤体积(GTV),90%靶区体积剂量(D90),匹配周边剂量(mPD,即D100),90%、100%、150%和200%处方剂量体积百分比(V90、V100、V150和V200),适形指数(CI),靶区外体积指数(EI)和均匀性指数(HI)。

1.4.6 手术并发症的观察 术中、术后通过CT扫描观察有无出血、肠道损伤、输尿管损伤等急性并发症发生。术后返回病房后监测生命体征3 h。术后3 d复查血常规,并随访有无腹痛、下肢运动及感觉障碍等症状。

1.4.7 统计学分析 利用SPSS 24.0软件进行统计学分析。先采用Shapiro-Wilk检验各组数据是否呈正态分布。符合正态分布的参数采用配对样本t检验分析术前、术后参数。不符合正态分布的参数采用非参数相关样本秩和检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 穿刺进针入路的选择

本组经前腹壁髂腰肌入路7例、经前腹壁腹腔入路3例、经前腹壁髂腰肌入路联合经前腹壁腹腔入路1例、经骶骨旁梨状肌入路7例、经尾骨旁臀大肌入路3例及侧卧位前后双路径联合入路2例。

2.2 辅助技术的运用

本组使用穿刺角度引导器辅助进针18例;使用4D模板辅助进针5例;腹腔内进针过程中推注生理盐水2例;粒子植入术前行输尿管“J”管植入10例;粒子植入术中静脉推注造影剂显示输尿管1例;粒子植入术中应用“钝针”技术3例。

2.3125I粒子植入情况

本组所有病例给予处方剂量范围110～150 Gy,粒子活度选取范围0.5～0.8 mCi,均行术中剂量验证及优化。术前计划进针数(2～12)根,中位数6根,术后实际进针数(2～12)根,中位数6根,4例病例实际进针数多于术前计划。术前计划植入粒子数(6～70)颗,中位数35颗,术后实际植入粒子数(6～73)颗,中位数35颗,8例病例实际粒子植入数多于术前计划。术前计划病灶体积(2.0～83.2)cm3,中位数21.6 cm3,术后验证病灶体积(2.1～86.6)cm3,中位数22.6 cm3,22例病例术后验证病灶体积大于术前计划病灶体积。表2为术前、术后穿刺针数、植入粒子数和肿瘤病灶体积对比结果,差异均有统计学意义(P<0.05)。

表2 23例患者125I粒子植入术前与术后针数、粒子数、病灶体积比较

2.4 靶区剂量学参数比较

术前计划与术后验证各剂量学参数对比结果,见表3。

表3 23例患者125I粒子植入术前与术后靶区剂量学参数比较

术后验证V200低于术前计划,均值分别为33.45%±5.86%和35.59%±4.6%,差异有统计学意义(t=2.143,P=0.043)。术后验证HI高于术前计划,均值分别为38.15%±6.10%和34.30%±3.77%,差异有统计学意义(t=-2.793,P=0.011)。术后验证与术前计划的D90、mPD、V90、V100、V150、CI及EI差异均无统计学意义(P>0.05)。

2.5 手术并发症

本组所有病例125I粒子植入过程顺利,围手术期无明显出血、肠管损伤、输尿管损伤等并发症发生;术后3 h监测生命体征平稳;术后3 d复查血常规均无明显异常,随访均无腹痛、下肢运动及感觉障碍等症状。

3 讨论

随着宫颈癌综合诊治水平的发展和进步,早期患者治愈率虽有明显提高,但晚期及复发的宫颈癌患者再次治疗效果差[10]。部分宫颈癌患者出现盆腔外周型复发后,由于盆壁生理解剖结构复杂,外科手术难以根治[11-12];且多数中晚期宫颈癌患者在初治时盆壁已接受外照射放疗,对于放射野内复发病灶二次放疗相当谨慎,因要顾忌邻近正常组织和危及器官的耐受剂量,故复发肿瘤靶区难以给予足够的照射剂量[13]。放射性125I粒子组织间植入作为一种微创介入治疗手段,属于近距离放疗范畴,剂量分布可依据肿瘤形态适形调整,实现肿瘤靶区局部高剂量照射,肿瘤边缘放射剂量迅速跌落,进而有效保护肿瘤周围危及器官[14-15]。宫颈癌盆腔外周型复发病灶因其解剖位置较为特殊,粒子植入针经皮穿刺路径较长,穿刺针道旁有血管、肠管、输尿管及坐骨神经等毗邻重要组织,相对穿刺难度及风险较大,粒子植入针能否按照术前计划精准到达靶区又不伤及毗邻结构是手术成功和保证疗效的关键。选择合适的固定体位和穿刺路径,科学、联合应用辅助技术可有效提高穿刺成功率,降低手术风险及并发症,实现TPS计划照射剂量。

位于盆壁的复发灶最常选择经前腹壁髂腰肌入路和经骶骨旁梨状肌入路,穿刺路径相对安全,途中需注意避免损伤血管、输尿管及坐骨神经,肠管不易损伤。位于骶前的复发灶常采用经前腹壁腹腔入路或前后双路径联合入路,穿刺路径较长,途中毗邻器官较多,包括肠管、肠系膜间血管、骶前血管及输尿管等,故手术难度、风险更大。穿刺路径的设计以安全可行为原则,尽可能选择较短的路径,且路径中尽量避开毗邻的重要器官。粒子植入针在CT引导下分步进针,针尖接近血管、肠管、输尿管时需更加谨慎,合理应用辅助手段可有效降低手术风险,提高手术成功率。角度引导器辅助穿刺可减少调整进针方向次数,缩短手术时间,既可提高进针精准性和降低反复调针导致的损伤,亦有利于年轻医师穿刺技能的培养。角度引导器具有易操作、成本低、便携性好、适用范围广等优点,更适合基层医疗机构的应用和推广。4D模板的应用对于病灶较大、针数较多、进针路径贴近血管等情况尤具优势,其在传统个性化3D打印模板的基础上加以改进,模板上每一个引导针柱通过螺旋结构设计均可松动和紧固,从而实现小范围实时调整针柱方向改变粒子植入针进针角度,其机动性较传统3D模板更强。当125I粒子植入术中出现肿瘤位置小范围移位、形状改变及进针路径中遇到骨性结构或血管等情况时可调整模板上的引导针柱即时灵活应对,以实现最佳的进针效果,可有效避开血管、肠管及输尿管等邻近脏器,实现剂量优化的精准控制。经腹腔路径中当针尖前方遇见肠管时通过粒子植入针边推注生理盐水边缓慢进针多数情况下可有效推移肠管避免损伤,但是部分术后患者腹盆腔肠管黏连,推注生理盐水不能有效推移肠管时可更换钝头针芯缓慢进针,亦可有效避免刺穿肠管。“钝针”技术的应用在针尖邻近血管时亦可降低出血风险。粒子植入术前输尿管“J”管植入既可缓解输尿管的梗阻,亦可在CT扫描时清晰显示输尿管;粒子植入术中如输尿管显示不清,亦可注射碘造影剂显示输尿管。输尿管“J”管植入或行增强CT扫描,均可有效避免粒子植入针误伤输尿管,亦有利于在植入粒子时让粒子和输尿管保持一定的安全距离,降低输尿管发生纤维化的风险。各种辅助技术的灵活、联合应用可有效降低手术并发症的发生率,实现粒子植入剂量的精准把控。

肿瘤病灶体积术后验证较术前计划变大,分析原因考虑与穿刺导致的肿瘤内部出血或组织水肿有关。部分病例术后针数及粒子数较术前计划增多,是因为术中验证时发现病灶靶区出现欠剂量区而行术中优化补进针或补植粒子所致。靶区剂量学参数分析,虽术后验证V200显著低于术前计划,存在统计学差异,但术后验证与术前计划的D90、mPD、V90、V100、V150等参数差异均无统计学意义,说明术后验证病灶内部的剂量分布仍在可接受范围内。术后验证HI高于术前计划,分析原因考虑与患者手术时的体位和术前定位CT扫描时存在变化的可能,特别是侧卧位时随着手术时间的延长患者不自觉地改变体位;或手术时盆腔内病灶旁毗邻器官如膀胱充盈度、肠管活动度发生改变所致;或与手术穿刺进针过程中导致肿瘤形态或位置发生相对变化等因素有关,从而多方面影响布针精准性。

本研究所有患者均能耐受手术,术中无明显不适,围手术期无明显出血、肠管、输尿管及坐骨神经损伤等并发症发生。设计科学可行的进针路径,合理应用辅助手段,是有效降低和避免并发症的关键。

本研究亦存在以下不足:作为单中心回顾性研究,样本量较小;辅助技术的应用需更多医学中心推广和实践,并根据临床需要加以改进。

CT引导下宫颈癌盆腔外周型复发行放射性125I粒子植入治疗具有良好的可行性、安全性和准确性。合理应用辅助技术可有效提高手术成功率,降低手术风险。术后验证肿瘤靶区剂量、适形度均能达到术前TPS计划要求。后续有待进一步行多中心深入研究。