近年来，随着¹²⁵I粒子植入组织间近距离治疗技术的飞速发展，其作为一种安全可靠和疗效肯定的治疗方法，受到临床肿瘤专家的高度重视^[1]。同时已被临床用于多种恶性肿瘤的治疗，包括头颈部肿瘤、肺部肿瘤、胰腺肿瘤、直肠肿瘤等发挥了重要作用^[2-5]。治疗疗效从根本上取决于粒子的空间排布。但是单纯的CT引导徒手植入多数依赖医生的临床经验，存在较大的不确定性，不利于精准植入和剂量的控制。鉴于此，本研究采用共面模板^[6]联合现代3D打印技术设计制作(3D-PCT)辅助¹²⁵I粒子植入，此技术已经写进放射性粒子植入治疗肺癌技术流程^[7]，解决了粒子剂量空间分布不均等问题，并提高了剂量精确性和技术安全性^[8]。本研究的目的是比较CT联合3D-PCT和徒手植入在治疗肺癌的剂量学参数，为进一步研究精准植入和治疗规范化提供依据。

1.一般临床资料：选取2014年5月到2016年11月于天津医科大学第二医院接受3D-PCT辅助CT引导¹²⁵I粒子植入治疗非小细胞肺癌(NSCLC)的患者10例(3D组)，CT引导徒手穿刺¹²⁵I粒子植入治疗NSCLC的患者10例(徒手组)，适应证选取参照王俊杰等^[9]专家共识，平均年龄65岁(47~80岁)。患者全部签署知情同意书，并给予处方剂量120~160 Gy。

2.术前预计化设计：所有患者治疗前2天内行螺旋CT扫描，邻近危及器官或者有血管干扰行强化CT扫描，层厚0.5 cm。按照肺部病灶的部位选择仰卧位、俯卧位或者侧卧位，真空成型袋固定。体表标记靶区皮肤投影区。CT数据以医学数字成像和通信(DICOM)格式传输至治疗计划系统(BTPS)行术前预计划。设计内容包括勾画肿瘤把体积(GTV)、临床把体积(CTV)、设定处方剂量和粒子活度、确定粒子数目、植入针道的间距、深度、进针角度和排布，模拟粒子空间位置分布，得出剂量体积直方图。通过优化，使最小边缘剂量(minimal periphery dose，mPD)等于处方剂量，D₉₀＞mPD，V₁₀₀＞90%，V₁₅₀＜50%，危及器官的受照剂量低于剂量限值。

3.主要材料和仪器：北京天航科霖科技发展有限公司研发的近距离放射治疗计划系统(brachytherapy treatment planning system，BTPS)；美国通用电气(GE)公司生产的Light Speed RT 16排螺旋CT机；放射性¹²⁵I粒子为6711-99型，粒子长4.5 mm，直径0.8 mm，放射性活度22.2~29.6 MBq，半衰期59.4 d，由天津赛德生物制药有限公司提供；3D-PCT的材质采用光敏树脂，固化快速、成型精度高、表面效果好、具有类丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(acrylonitrile butadiene styrene，ABS)性能；粒子植入设备包括粒子植入专用骨钻、植入器、真空成型袋和定位导航仪等均由唐山同仁和微创医疗器械有限公司研制，植入针为日本八光公司生产的穿刺针。

4.手术过程：3D-PCT辅助CT引导¹²⁵I粒子植入治疗NSCLC严格按照CT联合模板引导放射性粒子植入治疗肺癌技术流程^[7]操作。徒手穿刺则依据术者的穿刺经验在CT引导下完成。

5.剂量学验证参数：将粒子植入术后的CT扫描DICOM数据传输至BTPS，行术后的剂量验证，术后粒子布源。GTV的剂量学验证参数包括粒子数、90%的靶区体积所占的剂量(D₉₀)、100%的靶区体积所占的剂量(D₁₀₀)、100%的处方剂量所占的靶区体积百分比(V₁₀₀)、150%的处方剂量所占的靶区体积百分比(V₁₅₀)、适形指数(CI)、靶区外体积指数(EI)和均匀性指数(HI)。CI＝(V_{T, ref}/V_T)×(V_{T, ref}/V_ref)，式中V_T、V_{T, ref}和V_ref分别为GTV体积、GTV接受处方剂量体积和处方剂量包含总体积。CI为1时说明处方剂量正好覆盖GTV，而GTV外体积受量均低于处方剂量，CI越接近1说明GTV内接受处方剂量体积越大而GTV外接受处方剂量的体积越小。EI＝(V_ref -V_{T, ref})/V_T×100%，EI为0时说明GTV外组织受量均小于处方剂量。HI=(V_{T, ref} -V_{T, 1.5ref})/V_{T, ref}×100%，V_{T, 1.5ref}为GTV接受150%处方剂量的体积，最理想的HI是100%，HI越大说明靶区剂量分布越均匀^[10]。

6.统计学处理：采用SPSS 22.0软件对剂量学参数行统计分析。包括术前与术后3D组、徒手组符合正态分布行配对t检验，3D组术后与徒手组术后符合正态分布的数据行独立样本t检验。P＜0.05为差异具有统计学意义。

1.患者手术手术前后剂量学参考的变化：20例患者在局麻下，分别3D-PCT辅助CT引导¹²⁵I粒子植入治疗NSCLC和徒手¹²⁵I粒子植入治疗NSCLC均顺利完成。各项剂量学指标平均值相近，术后V₁₅₀较术前略低，术后验证数据平均值较术前存在一定偏差，但差异均无统计学意义(P＞0.05)。

2.剂量学验证及比较结果：3D组植入针角度和间距均匀一致性良好，且植入针深度和粒子分布控制精确，如遇肋骨阻挡，采用骨钻钻孔进针^[11]。3D组术前和术后计量误差率(3.20±1.77)%、粒子活度(28.86±1.48) MBq，徒手组术前和术后计量误差率(21.23±11.79)%、粒子活度(27.75±1.85) MBq，3D组只有V₁₅₀于粒子植入前后差异有统计学意义(t=-2.916，P＜0.05)，徒手组粒子数、V₁₀₀、EI、HI粒子植入前后差异有统计学意义(t=-2.516、2.492、4.725、7.258，P＜0.05)。3D组和徒手组术后剂量学参数行单样本t检验，V₁₀₀、CI、EI、HI差异有统计学意义(t=2.598、2.278、4.637、4.616、-4.785，P＜0.05)，见表 1。可以看出，3D-PCT辅助CT引导¹²⁵I粒子植入治疗NSCLC是安全、可行，且具有一定优势。

表 1(Table 1)

表 1 两组患者粒子植入术前术后剂量系数变化(x±s) Table 1 The dose coefficients change between two gruops in pre-operation and post-operation(x±s)

表 1 两组患者粒子植入术前术后剂量系数变化(x±s) Table 1 The dose coefficients change between two gruops in pre-operation and post-operation(x±s)

放射性¹²⁵I粒子植入具有靶区内剂量高而周围邻近组织受照射剂量陡降的剂量学特点，已被临床用于多种恶性肿瘤的治疗，且作为治疗前列腺癌^[12]、非小细胞肺癌^[13]、骨转移瘤^[14]、以及其他部位恶性肿瘤^[15-16]高效、便捷的治疗方案。放射性¹²⁵I粒子植入治疗NSCLC的疗效直接取决于剂量的空间分布，而剂量空间分布很大程度上取决于精准的插植操作^[17]。王娟等^[18]研究了¹²⁵I粒子不同分布组织间植入对荷人胃癌裸鼠移植瘤疗效的影响，发现粒子空间分布方式直接影响疗效。但单纯的CT引导行粒子植入治疗，其缺陷在于：① 对术者的个人临床经验和放射物理学要求较高，操作技术依赖成分较多。② 术中需要多次行CT扫描，调整进针间距、角度、深度和位置，效率较低，同时增加患者确定性效应。③ 很多情况下¹²⁵I粒子植入不能精确按术前计划实施，术后剂量验证与术前差别较大。④ 胸部肿瘤解剖结构复杂，肿瘤多呈不规则形态，限制植入针的进针通道。因此，如何解决¹²⁵I粒子植入治疗NSCLC的进针通道，是研究重点。

本研究表明，通过3D-PCT可提高值入针的精准度。霍彬等^[19]采用共面模板治疗肺癌，取得很好的疗效。本研究中，3D-PCT辅助CT引导¹²⁵I粒子植入治疗NSCLC，剂量学参数术前预计划和术后验证相近，表明采用3D-PCT能够较好的实现术前预计划，保证剂量的精准度。虽然徒手组术前和术后差异无统计学意义，但是其标准差相对较大，数据离散明显，说明术后验证剂量和术前剂量相差明显。本研究值得注意的是3D组和徒手组术后剂量学参数行t检验，表明采用3D-PCT在治疗NSCLC中明显优于徒手操作，其原因：① 3D打印共面模板在减少CT扫描次数的同时，实现穿刺针一次性插入瘤体，提高了效率，减少患者因CT辐射而产生的并发症。② 胸部解剖结构复杂，当植入针道遇到肋骨遮挡，采用骨钻技术，控制钻孔方向，避免植入针偏移。③ 3D-PCT具有定位、定向的功能，保证空间剂量分布，避免出现“冷区”和“热区”。

然而，3D-PCT仍存在不足之处。如对进针通道上较复杂的危及器官阻挡存在缺陷。即便通过术中对3D-PCT改变角度来调整植入针的角度、深度控制来避开危及器官遮挡，也会延长手术时间和扫描次数。

本研究初步表明3D-PCT辅助CT引导¹²⁵I粒子植入治疗NSCLC的方法安全、可行，剂量学可控。植入粒子的空间排布优于徒手穿刺插针，便于临床普及、推广肺癌规范化粒子植入，有利于进行多中心临床研究。