2. 100191 北京大学第三医院肿瘤放疗科
2. Department of Radiation Oncology, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China
当纵隔4R组淋巴结转移灶明显肿大并对上腔静脉产生严重压迫时,会导致上腔静脉综合征(superior vena cava syndrome, SVCS)[1]。SVCS是肺癌的严重并发症,外科旁路手术因创伤及风险较大,在临床的应用受限[2-3];同步放化疗近期有效率可达到80%~90%,但药物不良反应明显,远期可带来放射性肺损伤、放射性食管炎等不良后果[4-6];经皮穿刺置血管内支架,虽能暂时缓解症状,但患者仍在短期内因癌转移或上腔静脉综合征加重而死亡[7-8]。
放射性粒子植入治疗恶性肿瘤是通过其产生的γ射线持续对肿瘤进行内照射以达到杀灭肿瘤细胞的目的[9],在前列腺癌[10]、肺癌[11-14]、肺转移癌[15-16]等实体肿瘤的治疗上均显示出良好的效果。
纵隔4R组淋巴结的解剖位置位于主动脉弓上缘水平至右肺上叶支气管开口水平之间,上腔静脉后内侧、大气管前右侧,徒手粒子植入穿刺出血风险大,且容易造成粒子分布不符合术前计划,进而影响靶区剂量分布和疗效。
本研究对应用共面模板(CPT)辅助CT引导下进行放射性粒子植入治疗4R组纵隔淋巴结转移的32病灶的术前、术后剂量学指标和疗效进行回顾性分析,旨在探讨CPT辅助技术在纵隔淋巴结转移瘤放射性粒子植入治疗中应用的可行性及临床价值。
资料与方法1.一般临床资料:收集自2008年1月至2014年12月在天津医科大学第二医院胸外科接受放射性粒子植入治疗4R组纵隔淋巴结转移灶的肺癌患者32例,其中男性患者22例,女性患者10例,年龄45~84岁(中位年龄58岁),鳞状细胞癌20例,腺癌12例。病例入组标准:经病理学明确诊断的伴有4R组纵隔淋巴结转移的晚期肺癌患者;术前体力状态评分(KPS)>60分,预测寿命至少6个月;未出现远处转移;无出血倾向及凝血功能异常;心肺功能无明显异常;外周血象无明显异常;术前未接受针对该病灶的其他放射性治疗;了解病情,知晓相关治疗的作用及其不良反应,自愿接受治疗,并签署粒子植入同意书,经院伦理委员会批准。
2.材料与设备:放射性粒子为6711型125I粒子,是将放射性同位素125I吸附在银棒上,外裹钛金属壳制成长度为4.5 mm、直径为0.8 mm的封闭式微型放射源,由天津赛德生物制药有限公司提供。其半衰期59.6 d,粒子单位活度18.5~29.6 MBq,γ射线能量27~35 keV,组织中半价层1.7 cm。
粒子植入辅助设备包括CPT、粒子植入专用骨钻、植入器、插植针、真空成形袋及定位导航仪等辅助穿刺定位装置均由唐山同仁和微创医疗器械有限公司研制。BTPS由北京天航科霖科技发展有限公司研发,GE 64排螺旋CT。治疗计划处方剂量(PD)为120 Gy。
3.技术流程:术前行CT模拟定位,根据病灶位置选择合适的手术体位,真空成形袋固定患者,体表标记激光定位线和肿瘤参考点,行CT扫描,层厚5 mm。将CT数据导入BTPS,勾画大体肿瘤靶区(gross tumor volume, GTV),设定PD和粒子活度,结合病灶与周围组织的位置关系制定安全的穿刺路径,避开包括支气管、上腔静脉、奇静脉等重要结构,根据剂量学要求设计粒子排布,确定穿刺路径及粒子排布,模拟计算并导出剂量体积直方图(dose-volume histogram, DVH)。手术时采用真空成形袋固定患者体位保持与模拟扫描时相同,安放定位导航仪,夹持并调整CPT,控制进针位置及角度,依据术前预计划建立真实进针通道,部分靶区层面遇到肋骨遮挡则采用肋骨钻孔技术。CT扫描验证插植针位置满意后植入粒子,术后即刻行BTPS剂量验证,导出各项剂量学参数(图 1,表 1)。
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图 1 粒子植入手术前勾画患者肿瘤靶区、模拟进针 Figure 1 Delineation of tumor target area of the patient before seed implantation and then simulative insertion of needles |
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表 1 粒子植入手术前各组织模拟的剂量学参数 Table 1 Dosimetric parameters simulated for tissues before seed implantation |
4.操作要点:在胸部CT纵隔窗勾划GTV;采用周边密集中间稀疏的布源方式,以避免剂量冷区,减少剂量热区;术中需使用真空成形袋对患者进行个体化塑形和全程体位固定,确保患者与CT床之间相对位移为零,避免产生误差;局部麻醉方式采用浸润麻醉联合肋间神经阻滞;辅助CPT,按照术前计划及术中测量的进针间距和深度,多针多排一次性完成进针,然后根据术前计划植入粒子;放射性粒子植入专用骨钻可用插植针取代传统钻头,将钻孔与穿刺同步完成。
5.剂量验证及评定标准:粒子植入后的CT扫描数据导入BTPS,进行术后剂量验证,评价靶区接受的平均剂量、90%靶区体积的剂量(D90)、100%靶区体积的剂量(D100)、100%PD覆盖的靶区体积(V100)、200%PD覆盖的靶区体积(V200)、适形指数(CI)和靶区外体积指数(EI),见表 2。适形指数用于评价剂量分布的适形度,指数为1时说明处方剂量正好覆盖靶区,而靶区外体积接受剂量均低于处方剂量;指数越大,说明靶区内接受处方剂量体积越大而靶区外接受处方剂量体积越小。EI用于描述靶区外接受超过处方剂量体积占靶区体积的百分比,最理想的指数是0,指数越大说明靶区外接受处方剂量体积越大。参考美国近距离治疗协会标准[17],D90达到或超过PD、V100≥90%、V200<50%表示植入良好,否则为不满意。
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表 2 粒子植入手术后各组织验证的剂量学参数 Table 2 Dosimetric parameters verified by tissue after particle implantation |
6.术后疗效判定:所有病例术后定期复查胸部CT观察病灶变化,以术后第6个月的胸部CT与治疗前比较,根据实体肿瘤疗效评价标准1.1版[18]判定疗效。完全缓解(CR):所有靶病灶消失,任何病理性淋巴结(无论是否为靶病灶)的短径必须缩小至<10 mm;部分缓解(PR):以基线的直径总和为参照,所有靶病灶的直径总和至少缩小30%;进展(PD):以研究中直径总和的最小值(如果基线时总和值最小,则包括基线值)为参照,靶病灶直径的总和增加至少20%。除此以外,总和绝对值也必须证实增加至少5 mm,出现一个或多个新病灶也视为疾病进展;稳定(SD):既未出现足够的缩小符合PR,也未出现参照直径总和的最小值有足够的增大而符合PD时。
7.统计学处理:计量数据采用x±s表示。采用SPSS 22.0软件进行分析。对术后验证与术前计划的剂量学参数比较,经正态性检验符合正态分布进行配对t检验。P<0.05为差异有统计学意义。
结果所有患者均顺利完成粒子植入,术中未发生重要血管及气管损伤等严重并发症。术毕常规CT扫描,10例患者出现气胸,发生率31.3%,其中4例行胸腔闭式引流术,6例行胸腔穿刺抽气。8例患者出现肺内出血,发生率25.0%,其中3例伴有咯血,无进行性血胸。8例患者止血处理后咯血停止。
术前计划与术后验证各剂量参数列于表 3。由表 3可知,术后验证与术前计划各剂量参数比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。
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表 3 患者术后验证与术前计划的剂量参数(x±s) Table 3 Statistical analysis of preoperative and postoperative dose parameters(x±s) |
全部患者术后1年生存率87.5%,3年生存率59.4%,中位生存时间34个月。术后定期复查胸部CT,未发现明显肺部放射性损伤及大血管损伤出血等改变。术后6个月胸部CT判定疗效(肿物完全消失,疗效判定为CR),CR 15.63%(5/32),PR 68.74%(22/32),SD 9.38%(3/32),PD 6.25% (2/32),有效率(CR+PR)84.37%。
讨论125I放射性粒子植入治疗肿瘤,靶区内合理的剂量分布是治疗的关键,其取决于术前对粒子排布的设计和术中对计划的精准实施[19-20]。
由于纵隔4R组淋巴结周围分布有上腔静脉、奇静脉、主动脉等重要血管,且与大气管及右肺上叶支气管相邻,穿刺难度和风险大,对靶区剂量分布的要求高。传统徒手穿刺布针和植入粒子多数依靠个人经验,使实际术中植入与术前治疗计划相差较远,无法保证剂量要求,局部易出现冷区和热区,导致较高的肿瘤复发率。因此如何在术中准确实现术前BTPS治疗计划的目标,也成为近年来放射性粒子植入技术研究的主要方向之一。
CPT的使用是保障放射性粒子植入技术按BTPS计划实施的前提,它的出现使近距离治疗做到靶区剂量可控[21-22]。霍彬等[23]报道肺癌放射性粒子植入按经验徒手穿刺植入粒子,术后质量验证满意率不足40%,而采用CPT联合肋骨钻孔技术,术后剂量验证满意率为90.5%,高于按经验徒手穿刺植入粒子模式[24]。本研究结果显示,术后验证与术前计划的主要剂量学指标吻合度较好,D90、D100、V100、V200、CI、EI等剂量学参数的差异均无统计学意义,标志着其对术前计划的精准实施。本组病例有效率为84.37%,术后1年生存率87.5%,3年生存率59.4%,同时随访过程中未发现明显肺部放射性损伤及大血管损伤出血等改变,体现出合理的粒子排布和剂量分布可以保障治疗效果,同时降低对周围组织的放射性损伤。
由于纵隔淋巴结位置较深且周围重要组织及血管较多,使穿刺路径的选择具有一定局限性,如遇到肋骨遮挡则需要对术前计划进一步调整,造成粒子排布无法达到理想状态,势必影响治疗效果。本研究采用肋骨钻孔技术与模板联合,可以解决肋骨对最佳穿刺路径的遮挡难题,显著提高穿刺的精确度,真正以剂量学为指导布针,实现术前计划与术中实施的吻合,使剂量学方面的质量控制得到更有力保障。
32例患者术后气胸发生率31.3%,肺内出血发生率25.0%,均高于霍小东等[25]报道的肺癌粒子植入后24.1%和9.5%的气胸和肺内出血的发生率。主要是由于4R组纵隔淋巴结位置深、穿刺路径长,容易对肺组织及血管造成损伤,从而增加气胸及肺内出血等并发症的发生概率。柴树德与郑广钧[26]报道对1例隆突下淋巴结行放射性粒子植入治疗术后出现大咯血并致临床死亡病例,探究原因主要为4R组淋巴结转移癌经多次外放疗无效,外压上腔静脉致其几近闭锁,导致SVCS,使汇入上腔静脉的血管及侧支循环血管内压力明显增高,当穿刺针将静脉与气道贯通后,一旦拔除穿刺针,压力增高的静脉血急速涌入气道造成大咯血并窒息。该病例反映出SVCS的严重性以及穿刺治疗的极大风险,也对该类患者的放射性粒子植入治疗的精准性和安全性提出了更高的要求。本组术中未出现明显咯血,术后随访亦未发现明显肺部放射性损伤及大血管损伤出血等改变,提示术前计划的合理性及术中CPT辅助CT引导对计划实施的精准性。
综上,CT引导下应用CPT辅助对4R组纵隔淋巴结转移瘤进行125I放射性粒子植入治疗,配合肋骨钻孔技术的应用,可以较好的在术中实现术前BTPS计划目标、避免重要血管和脏器损伤,是一种精准、有效、安全的治疗方法,对纵隔淋巴结转移瘤放射性粒子治疗的规范化和质量控制具有重要价值。
志谢 中国北方放射性粒子多中心协作组(CNRBG)在研究思路、设计研究方案方面的指导和帮助利益冲突 全体作者未因进行该研究而接受任何不正当的职务或财务利益,在此对研究的独立性和科学性予以保证
作者贡献声明 吕金爽负责整理临床资料、数据采集分析、论文撰写修改以及粒子植入操作;郑广钧负责设计研究方案和指导论文写作;张圣杰负责术前BTPS计划及术后剂量验证;杨景魁和阎卫亮负责粒子植入操作;石树远和冯震负责测量数据;朱晓雷负责数据统计;柴树德负责共面模板和导航定位架的设计和制作;王俊杰负责提出研究思路和指导论文写作
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