放射性粒子植入已被广泛应用于头颈部肿瘤、肺癌、局部晚期胰腺癌、复发性直肠癌、脊柱复发肿瘤和转移癌、前列腺癌和恶性管腔梗阻等全身各部位肿瘤的治疗^[1-9]。影响放射性粒子疗效的核心是剂量，通过超声及模板引导实现了前列腺癌粒子植入的剂量精准，使放射性粒子植入成为前列腺癌的标准治疗手段，并已经进入美国国家综合癌症网络(NCCN)指南。最近，国内学者报道3D打印非共面模板辅助放射性粒子的剂量学研究结果，认为可以实现术前与术后剂量学的高度吻合^[10-14]。本研究的目的是对3D打印共面模板(3D-printing coplanar template，3D-PCT)辅助粒子植入的术前、术后剂量学进行对比研究，探讨该技术在放射性粒子植入治疗中的精确性，试图寻找另一种放射性粒子规范化植入的新术式。

1.一般临床资料：选取2015年11月至2016年12月于滕州市中心人民医院实施3D-PCT辅助粒子植入患者32例，男性20例，女性12例，中位年龄52岁(32~70岁)。原发病包括肺癌9例，乳腺癌和食管癌各5例，胰腺癌、宫颈癌、胃癌、结直肠癌、肝癌各2例，膀胱癌、恶黑、原发灶不明各1例。植入病灶36个，植入部位包括肺部10个，颈部淋巴结5个，盆腔3个，椎体3个，胰腺2个，腹腔淋巴结2个，门静脉2个，其余9个。

2.主要设备：计算机三维系统治疗计划系统(TPS)，北京航空航天大学；国产粒子枪、18 G植入针；放射性¹²⁵I粒子，6711-99型，粒子长4.5 mm，直径0.8 mm，活度14.8~25.9 MBq，能量27~35 keV，半衰期59.4 d，北京原子高科公司；3D-PCT，模板厚度2.0 cm，规格8 cm×8 cm和10 cm × 10 cm，按0.5 cm间距打孔，材料为玉米树脂以及3D打印机、导航支架、角度仪和负压真空垫(80 cm×160 cm)，均购置于唐山同仁和微创医疗器械有限公司。

3.术前计划：所有患者术前3 d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。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(110~160 Gy)和粒子活度，根据病灶位置及与周围重要脏器的关系，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，得出剂量体积直方图(DVH)及逐层等剂量分布图。

4.植入过程：患者取与术前CT扫描相同体位，真空负压垫固定，将导航支架与CT碳纤维床板相连接，以0.5 cm层厚扫描，选取病灶中心层面，将预定进针点在皮肤表面作出标记，消毒、铺巾、局麻，安装模板，用三维可移动激光灯校准模板，利用数字化角度仪调整模板的角度和方向，选择一无骨骼遮挡的层面，插入2~3根固定针，然后将其他层面的穿刺针抵达皮肤表面，观察针尾走行方向，并与术前计划相比对，测量进针深度，一次性完成所有层面的进针，如果遇到坚韧骨骼遮挡，使用捻针或骨钻打孔技术破骨插植^[15]，再次CT扫描，确定各针道位置及深度无误后，依据术前计划植入粒子。术毕即刻大范围扫描，进行术后剂量评估。

5.术后剂量评估：将术后即刻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^[12-13]。

6.统计学处理：数据以x±s表示。采用SPSS 19.0软件进行统计学分析，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。

1.手术情况：32例患者共植入病灶36个，其中运动脏器12例患者(肺部患者10例、门静脉患者2例)，非运动脏器20例患者，均按照术前计划一次性完成植入。

2.治疗前后剂量学对比：32例患者共36个病灶植入前后剂量学对比列于表 1。全部病灶植入前后D₉₀、D₁₀₀、V₉₀、V₁₀₀、V₁₅₀、V₂₀₀、CI、EI、HI、GTV体积及粒子数目参数配对t检验，各指标手术前后比较差异均无统计学意义(P＞0.05)。

表 1(Table 1)

表 1 36个病灶术前与术后靶区及剂量学参数比较(x±s) Table 1 Comparison of preoperative and postoperative dosimetry parameters in 36 lesions(x±s)

表 1 36个病灶术前与术后靶区及剂量学参数比较(x±s) Table 1 Comparison of preoperative and postoperative dosimetry parameters in 36 lesions(x±s)

放射性粒子植入是肿瘤近距离治疗的一种方式，属于放射治疗的范畴，决定放射性粒子疗效的关键因素是剂量，如何实现剂量的精准是目前亟待解决的问题。到目前为止，除前列腺癌以外肿瘤的最佳剂量仍没有找到，原因是既往除前列腺癌以外的肿瘤大都采用徒手穿刺的方法，虽然有影像学引导，但高度依赖个人经验，随意性较强，难以按照术前计划精确布针，难以保证同一层面的多个穿刺针平行等距，难以保证不同层面的多个穿刺针平行等距，遇到骨骼遮挡，容易改变进针方向，术后与术前剂量差别较大，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，难以广泛推广应用。最近，国内学者对3D打印非共面模板引导粒子植入的剂量学进行了对比研究，发现术前与术后剂量学无差别，认为对于比较固定的肿瘤，可能成为重复性好的标准术式^[10-14]。但这种非共面模板也存在以下缺点：针道预制在模板上，术中一旦患者肿瘤位置与体表发生相对位移，由于无法调整模板针道方向，会导致无法继续应用模板；对于肺等移动幅度较大的肿瘤，应用起来尚有一定困难^[10-11]。

3D-PCT是一种采用3D打印一次性成型的制式模板，按照0.5 cm间距打孔，由于模板表面有多个针道可以选择，应用时不需要复位。对于肺、肝等运动器官，可以先在肿瘤中心层面上植入2~3根固定针，使肿瘤与模板快速地“捆绑”在一起，使肿瘤所在的区域由“运动状态”变为“相对静止状态”，然后再按照术前计划依次进针，部分解决了运动脏器布针不够准确的难题^[15]。本研究12个运动病灶和24个固定病灶植入前后D₉₀、D₁₀₀、V₉₀、V₁₀₀、V₁₅₀、V₂₀₀、CI、EI、HI等剂量学指标均没有显著差异，说明这种模板既适合固定脏器也适合运动脏器肿瘤的粒子植入。36个病灶术后D₉₀、V₉₀、V₁₀₀、V₁₅₀均值较术前为低，表明GTV术后实际接受处方剂量较术前预计划略低，分析原因有：病变有骨骼遮挡，骨钻打孔以后穿刺针偏离预定方向；斜面针长距离穿刺出现偏针；肠管蠕动、肌肉收缩导致偏针；体积较大的肿瘤内部往往伴有液化坏死(如周围型肺癌、胰腺癌等)，粒子植入以后空间位置发生变化；退针距离不均或者肿瘤内部组织结构等原因导致粒子聚拢或间距过长等。另外，术后GTV的平均体积较术前为高，这可能是因为粒子植入过程导致的局部出血、水肿等因素所致。

CI和EI是放射性粒子重要的剂量学评估指标，因粒子的剂量衰减遵循距离平方反比定律和指数衰减规律，粒子间距的稍许变化，即可导致剂量分布的明显改变^[13]。本研究中术后与术前相比，CI、EI均差别不大，由此可见，采用3D-PCT引导，误差已控制在较小范围内。V₁₅₀和V₂₀₀是评价靶区内有无高剂量区的重要指标，本研究中，术后V₁₅₀和V₂₀₀均值分别为70%和45%。对于大体积肿瘤，本研究采取“外密中疏”的布源方法，在满足D₉₀的前提下，尽可能降低V₁₅₀和V₂₀₀，既降低粒子的数目，又满足靶区剂量学要求。

3D-PCT引导粒子植入的缺点：由于针道方向不能灵活改变，只能用于共面布针的肿瘤，多用于病灶形态较规则、穿刺方向单一、进针路径无危及器官阻挡的病变，不适合需多角度非共面植入的病灶；遇到骨骼需要“打孔”，依然有一定创伤；有时“打孔”后，穿刺针会偏离预定方向；遇到成骨性病变“打孔”困难；虽然有模板引导，斜面针长距离穿刺依然存在“偏针”现象。

3D-PCT引导粒子植入的注意事项：模板与皮肤尽量紧密贴合，防止插植时模板移位影响进针精度；先用三维可移动激光灯校准模板，再利用数字化角度仪调整模板角度和方向；对于肺等运动脏器，可先在肿瘤中心层面插入2~3根固定针；如果用斜面针，注意各针斜面保持一致，最大程度减少“偏针”现象；用骨钻“打孔”时，要慢速上下提插几次，使孔圆滑，最大程度减少“滞针”和“偏针”现象；如果穿刺路径上有空腔脏器或血管时不要旋转进针，防止损伤空腔脏器和切割血管。