2017, Vol. 37
2. 050000石家庄 河北省人民医院 肿瘤一科
2. Section I, Department of Oncology, Hebei Provincial People's Hospital, Shijiazhuang 050000
放射性粒子组织间永久性植入治疗最早应用于前列腺癌，是早期低危前列腺癌根治性治疗手段之一[1-2]。现已广泛应用于肝癌、肺癌、胰腺癌等恶性肿瘤的治疗并取得了良好的疗效[3-4]。前列腺癌由于其组织结构的特点粒子植入术后肿瘤体积变化不大，但与前列腺癌不同的是其他部位的肿瘤在粒子植入术后，由于射线的杀伤作用，肿瘤靶体积逐渐缩小，粒子位置发生变化，可导致肿瘤实际受照射剂量的改变，吴娟等[5]报道了125I粒子植入肺部肿瘤术后1个月肿瘤的靶体积明显减小，周边剂量 (D90) 及V90等体积参数均升高。而粒子植入术后肿瘤缩小速度的快慢对危及器官受照射剂量的影响未见报道，本实验利用计算机三维治疗计划系统 (TPS) 研究粒子植入术后肿瘤以不同速度缩小后十二指肠所受的剂量变化。
一、 材料与方法1.仪器设备及放射性粒子：计算机三维计划系统 (3D-TPS) Prowess 3D Version 3.02，美国SSGI公司。放射性125I粒子 (6711-99型) 直径为0.8 mm，长度4.5 mm，内有3 mm×0.5 mm的银柱吸附125I，其外是壁厚0.05 mm的钛壳。γ射线能量27~35 keV，组织半价层是2 cm，半衰期为60.2 d，放射性活度为1.85×107 Bq (0.5 mCi)，由中国欣科医药公司生产。
2.实验设计：选取1名健康体检者腹部层厚为0.5 cm的CT图像，假设在胰头部存在一个直径为5 cm，高4 cm距离十二指肠0.5 cm的圆柱形肿瘤。将CT图像载入TPS，在胰头部逐层勾画模拟肿瘤靶区及十二指肠，植入粒子活度为1.85×107Bq (0.5 mCi)，植入针距为1 cm，粒子距离肿瘤边界为0.5 cm，按照中间稀疏、周边密集的布源方式载入粒子37颗，D90为120.90 Gy。假设125I粒子植入肿瘤后肿瘤高不变，直径每月以A组：0%(直径不变组)、B组：5%、C组：10%、D组：15%、E组：20%、F组：25%、G组：30%、H组：35%和I组：40%的速度均匀且向心性缩小，粒子均匀且向心性集中，无粒子脱落及游走，且肿瘤缩小后与十二指肠的位置关系不变。分别在1、2、3、4、5和6个月测定肿瘤按照A~I组的速度缩小时危及器官十二指肠所受的剂量：D2cc(2 cm3十二指肠所接受的剂量)。
二、 结果植入125I粒子的肿瘤以不同缩小速度1~6个月后十二指肠预期所受剂量D2cc变化。A~E组，肿瘤以每月小于20%的速度缩小时，十二指肠预期受照射剂量D2cc呈下降趋势，且随着缩小速度的增加十二指肠受照射剂量D2cc下降减慢；F~G组，肿瘤每月以25%~30%的速度缩小时，在第3月的时候，十二指肠预期受照射剂量D2cc将高于起始受照射剂量；H~I组，肿瘤每月以大于35%的速度缩小时，十二指肠预期受照射剂量D2cc将随着缩小速度的增加而增加，肿瘤以40%速度缩小时，粒子植入术后2个月十二指肠D2cc增加24.60 Gy，见表 1。
|
表 1 植入125I粒子的肿瘤以不同缩小速度1~6个月后十二指肠预期所受剂量D2cc变化 (Gy) Table 1 The change of D2cc in duodenum in 125I seed implanted tumors with different speeds of shrinkage after 1-6 months (Gy) |
三、 讨论
最大限度地将放射剂量集中到靶区，杀灭肿瘤细胞，而使其周围的正常组织器官少受或免受照射，从而提高放疗增益比，是肿瘤放射治疗的目标[6]。放射性粒子植入可以提高靶区剂量，减少正常组织器官受量，而广泛应用于临床[7]，但放射粒子永久性植入肿瘤体内是不可取出的，如果肿瘤缩小过快而粒子未衰变完全，过剩的剂量可能对周围危及器官造成严重的并发症。Kovtun等[8]和Shaikh等[9]报道前列腺癌粒子植入术后，由于前列腺癌水肿，体积增大，而待其水肿消失后体积减小，其周边危及器官尿道，直肠的受照射剂量增加。提示放射性粒子植入术后肿瘤靶体积的变化将是影响疗效和并发症的重要因素。
国内外已有研究表明，粒子植入术后肿瘤的变化将直接导致危及器官受照射的剂量，吴娟等[10]报道了125 I粒子植入术后肿瘤靶体积缩小对剂量的影响，认为肿瘤每月以大于初始体积20%的速度缩小时，肿瘤靶区将受到高于处方剂量照射。Taussky等[11]研究前列腺癌粒子植入术后1个月，由于前列体积的减小，每1 cc直肠的受照射量平均增加39.20 Gy。本研究利用TPS模拟胰头部一个圆柱形肿瘤125I粒子植入术后以不同速度缩小危及器官的受照射剂量变化。结果表明：肿瘤每月以大于25%的速度缩小时，十二指肠接受的剂量D2cc将远高于初始剂量，且随着肿瘤缩小速度越快，十二指肠接受的剂量D2cc越高，这可能产生严重的并发症。因此，笔者认为在放射性粒子植入的临床工作中，由于肿瘤靶区缩小而产生的剂量学影响将成为临床医生不得不考虑的重要因素。
本研究所有数据均是基于假设条件成立前提下由TPS模拟得出，实际情况还需要大量的动物及临床试验来验证且影响肿瘤缩小速度的因素可能与粒子活度、处方剂量、肿瘤大小、肿瘤病理类型等多种因素相关，如何准确预知肿瘤缩小速度可能成为下一步研究的重点。
利益冲突 本人与本人家属、其他研究者无可能影响研究结果的财务关系，在此对研究的独立性和科学性予以保证作者贡献声明 牛书雷负责构思、收集文献和论文撰写；底学敏，杜随负责行实验实施、数据的收集及整理；邵延祺负责统计分析；张宏涛、王娟负责指导论文的撰写和修改
| [1] | Heidenreich A, Bastian PJ, Bellmunt J, et al. EAU guidelines on prostate cancer. part 1:screening, diagnosis, and local treatment with curative intent-update 2013[J]. Eur Urol, 2014, 65 (1): 124-137. DOI:10.1016/j.eururo.2013.09.046. |
| [2] | Ragde H, Elgamal AA, Snow PB, et al. Ten-year disease free survival after transperineal sonography-guided iodine-125 brachytherapy with or without 45-gray external beam irradiation in the treatment of patients with clinically localized, low to high Gleason grade prostate carcinoma[J]. Cancer, 1998, 83 (5): 989-1001. DOI:10.1002/(ISSN)1097-0142. |
| [3] | Li YF, Liu ZQ, Zhang YS, et al. Implantation of radioactive 125I seeds improves the prognosis of locally advanced pancreatic cancer patients:a retrospective study[J]. J Huazhong Univ Sci Technolog Med Sci, 2016, 36 (2): 205-210. DOI:10.1007/s11596-016-1567-x. |
| [4] |
易福梅, 王皓, 袁慧书, 等. CT引导125I放射性粒子植入治疗局部复发性直肠癌的疗效分析[J].
中华放射医学与防护杂志, 2014, 34 (1): 30-33. Yin FM, Wang H, Yuan HS, et al. CT-guided 125I radioactive seed implantation for locally recurrent rectal cancer[J]. Chin J Radiol Med Prot, 2014, 34 (1): 30-33. DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2014.01.008. |
| [5] |
吴娟, 张宏涛, 隋爱霞, 等. 125I粒子治疗肺恶性肿瘤术后靶区变化对剂量的影响[J].
中华放射医学与防护杂志, 2015, 35 (4): 280-281. Wu J, Zhang HT, Sui AX, et al. Effect of target area changes after 125I particle therapy on the dose of lung cance[J]. Chin J Radiol Med Prot, 2015, 35 (4): 280-281. DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2015.04.010. |
| [6] |
曾自力, 刘兵. 三维适形放疗计划轮照对肺癌剂量分布影响的研究[J].
中国医学物理学杂志, 2011, 28 (2): 2471-2474. Zeng ZL, Liu B. Study Impact of three dimensional conformal radiotherapy plans to take turn radiotherapy for lung cancer dose distribution[J]. Chin J Med Phys, 2011, 28 (2): 2471-2474. DOI:10.3969/j.issn.1005-202X.2011.02.005. |
| [7] |
李小东, 张遵城, 郑广钧, 等. 125I粒子植入治疗非小细胞肺癌的剂量学优化研究[J].
中华核医学与分子影像学杂志, 2015, 35 (1): 36-40. Li XD, Zhang ZC, Zheng GJ, et al. Dosimetric optimization of 125I seed implantation and improvement of the therapeutic outcome for treating non-small cell lung cancer[J]. Chin J Nucl Med Mol Imaging, 2015, 35 (1): 36-40. DOI:10.3760/cma.j.issn.2095-2848.2015.01.009. |
| [8] | Kovtun KA, Wolfsberger L, Niedermayr T, et al. Dosimetric quality and evolution of edema after low-dose-rate brachytherapy for small prostates:implications for the use of newer isotopes[J]. Brachytherapy, 2014, 13 (2): 152-156. DOI:10.1007/s11596-016-1567-x. |
| [9] | Shaikh T, Zaorsky NG, Ruth K, et al. Is it necessary to perform week three dosimetric analysis in low-dose rate brachytherapy for prostate cancer when day 0 dosimetry is done? A quality assurance assessment[J]. Brachytherapy, 2015, 14 (3): 316-321. DOI:10.1016/j.brachy.2014.09.012. |
| [10] |
吴娟, 王娟, 隋爱霞, 等. 125I粒子植入术后肿瘤靶体积缩小对剂量的影响[J].
中华实验外科杂志, 2015, 32 (2): 309 Wu J, Wang J, Sui AX, et al. Effect of tumor target volume reduction on dose after 125I particle implantation[J]. Chin J Exp Surg, 2015, 32 (2): 309 DOI:10.3760/cma.j.issn.1001-9030.2015.02.033. |
| [11] | Taussky D, Yeung I, Williams T, et al. Rectal-wall dose dependence on postplan timing after permanent-seed prostate brachytherapy[J]. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2006, 65 (2): 358-363. DOI:10.1016/j.ijrobp.2005.12.024. |