骨转移癌是一种严重的、常见的晚期恶性肿瘤并发症，其最常见的症状是癌性疼痛，椎体转移还可引起神经功能障碍，严重影响患者的生活质量和生存意志，在一定程度上对生存期也有影响。临床上主要的治疗方法包括外照射、双膦酸盐治疗、⁸⁹Sr等放射性核素治疗、全身化疗、药物镇痛及内分泌治疗等，但并未达到令人满意的临床效果。

¹²⁵I粒子植入属于近距离放射治疗，具有局部剂量高、作用距离短、对周围正常组织损伤小等优势，目前已广泛用于恶性肿瘤的治疗，并以其独特的剂量学优势取得了非常好的临床疗效，近年来共面与非共面模板的应用，使粒子植入的剂量控制更为精确^[1-5]。本研究针对3D打印模板联合CT引导¹²⁵I粒子植入治疗骨转移癌术前术后常用剂量学指标进行对比评价，以期为该技术的临床推广提供依据。

收集2019年6月至2021年1月天津市第三中心医院骨转移癌粒子植入术后患者资料。纳入标准: 病理诊断明确的恶性肿瘤伴有骨转移患者；卡氏状态(KPS)评分≥60；预期生存时间>3个月；不能或拒绝接受外放射治疗；能耐受¹²⁵I粒子植入治疗。排除标准: 急、慢性感染期；严重凝血功能障碍及预计划靶区剂量达不到处方剂量设计要求。共入组10例患者12个病灶，其中，男9例，女1例，中位年龄65岁，年龄范围59~80岁，处方剂量120~140 Gy，本研究为回顾性分析，患者或授权家属签属知情同意书并通过医院伦理委员会论证。

¹²⁵I粒子(活度19.6~29.6 MBq，北京智博医药公司)，半衰期59.4 d，计算机治疗计划系统(TPS)(Prowess Panther Brachy v4.72，美国Prowess有限公司)，剂量计算遵循AAPM TG-43号报告，Prowess Panther Brachy v4.72支持剂量计算网格(Calculation Matrix)设置，设置范围为0.1~10.0 cm。本研究所有案例均采用0.3 cm剂量计算网格进行术前计划设计和术后剂量验证。模板使用3D-打印非共面模板(3D-PNCT，北京启麟科技有限公司)和3D-打印共面模板(3D-PCT，湖南源创医疗器械有限责任公司)，粒子植入专用骨钻及定位支架(湖南源创医疗器械有限责任公司)，SPECT/CT(德国西门子公司)。

患者术前1~4 d行CT扫描，选择合适体位，层厚5 mm，真空垫固定。根据CT扫描结果确定最大中心层面，设计定位针及体表标记线，CT扫描数据传输至TPS系统，勾画肿瘤靶体积(GTV)和邻近危及器官。根据处方剂量及危及器官耐受剂量设计针道、计算粒子数量并模拟粒子空间分布，针道可共面平行分布选用3D打印共面模板，不能共面平行分布选用3D打印非共面模板。通过TPS优化，使D₉₀(90%靶体积接受的剂量)达到处方剂量。订购¹²⁵I粒子及模板。手术时借助真空垫、摆位激光线、患者体表定位线、模板坐标线准确复位患者及3D非共面模板，借助导航支架对位3D共面模板，利用角度仪将模板角度调至与术前计划一致，选择病灶截面相对较大的层面，插入1~2根定位针，行CT扫描，确认模板、定位针与病灶的相对位置准确；若存在误差，可微调模板或穿刺针，验证准确后，将其余穿刺针穿刺至预定深度，有骨组织阻挡处使用粒子植入专用骨钻破骨进针，按术前计划后退式植入粒子。植入完成后再次行CT扫描，对粒子分布不满意处进行补充植入，满意后拔针，手术完成。

粒子植入术后即刻行CT扫描，图像传输至TPS，通过TPS的图像融合功能，将术后CT图像与术前CT图像进行图像配准融合，在术后CT图像上可显示出术前计划中的靶区信息，并充分考虑因穿刺或其他因素引起的靶区体积变化，进行靶区修正, 人工识别记录每颗粒子，根据DVH图(剂量-体积直方图)得出实际剂量分布，行术后剂量学评估。剂量学参数包括D₉₀(90%靶体积接受的剂量)、D₁₀₀(100%靶体积接受的剂量)、V₉₀(肿瘤靶体积接受90%处方剂量的体积百分比)、V₁₀₀(肿瘤靶体积接受100%处方剂量的体积百分比)、V₁₅₀(肿瘤靶体积接受150%处方剂量的体积百分比)(图 1，2)。

图 1 非共面模板引导粒子植入A.术前计划；B.术中模板引导穿刺；C.术后粒子分布；D.术后DVH图 Figure 1 Seed implantation assisted by 3D-PNCT A.Preoperative plan; B.Intraoperative puncture; C.Postoperative seed distribution; D.Postoperative DVH

图 2 共面模板引导粒子植入A.术前计划；B.术中模板引导穿刺；C.术后粒子分布；D.术后DVH图 Figure 2 Seed implantation assisted by 3D-PCT A.Preoperative plan; B.Intraoperative puncture; C.Postoperative seed distribution; D.Postoperative DVH

采用SPSS 23.0软件处理数据, 计量资料符合正态分布，以 x±s表示，术前计划与术后验证实测剂量学指标、靶区体积(GTV)，术前计划与术后实际植入粒子数目及比较采用配对样本t检验。P < 0.05为差异有统计学意义。

10例患者12个病灶均顺利完成¹²⁵I粒子植入治疗。术中均未出现明显出血、气胸、血胸，术后无放射性皮肤损伤、神经损伤、粒子游走及脱落等并发症。12个病灶术前计划粒子数和实际植入粒子数分别为683(56.92±26.45)颗和727(60.58±31.96)颗，活度为18.5~29.6 MBq。第1例患者，术前计划其中1根针穿刺需经过肺组织，路径上有5颗粒子，其他粒子植入完成并补种1颗后，做术中计划，实际剂量虽然低于术前计划，但也能够达到治疗要求，为了尽量避免出现并发症，放弃了这根针，所以术后较术前减少4颗，另外11个病灶术后较术前增加1~14颗(表 1)。

表 1(Table 1)

表 1 10例骨转移癌患者粒子植入情况 Table 1 Seed implantation details of 10 cases (12 lesions) 编 号 性 别 年龄 (岁) 疾病 部位 GTV(cm3) D90(Gy) D100(Gy) V90(%) V100(%) V150(%) 粒子数(颗) 活度 (mCi) 植入 方式 术前 术后 术前 术后 术前 术后 术前 术后 术前 术后 术前 术后 术前 术后 1 男 80 肺癌肋骨 110.5 114.6 120.7 110.1 50.9 56.8 94.0 90.9 90.3 86.5 69.9 57.4 71 67 0.70 非共面 2 男 76 肝癌肋骨 122.7 123.9 129.1 124.8 76.5 78.5 94.4 93.4 89.9 87.0 54.8 43.3 82 85 0.60 非共面 3 男 65 肝癌L1 53.2 54.8 125.7 119.7 89.4 72.4 97.3 96.3 92.7 89.1 55.9 32.6 50 52 0.50 非共面 4 男 65 肝癌L3 4.5 4.9 124.2 130.5 104.2 97.9 99.0 99.1 92.2 92.9 60.8 67.0 11 12 0.50 非共面 5 男 61 肝癌肋骨 39.8 42.7 134.6 130.7 91.5 87.4 97.0 97.5 92.3 90.4 47.9 49.8 50 55 0.55 非共面 6 女 62 肝癌肩胛骨 161.5 166.3 129.2 129.9 66.7 73.5 94.6 96.8 89.6 94.4 51.7 65.0 91 96 0.80 非共面 7 男 76 肺癌肋骨 73.0 77.5 123.8 126.5 56.9 71.1 95.5 97.0 91.5 92.5 55.8 57.5 65 70 0.56 共面 8 男 65 肝癌T11 33.0 35.0 130.1 139.7 60.8 91.1 96.2 98.2 93.1 94.8 65.7 76.9 44 51 0.55 非共面 9 男 65 肝癌L3 6.8 7.1 138.1 131.5 86.5 60.0 98.7 94.3 98.0 92.4 63.2 70.3 16 17 0.55 非共面 10 男 75 肝癌肋骨 29.3 32.3 125.4 122.9 62.7 82.7 96.5 95.3 92.8 90.8 61.1 61.8 37 38 0.53 共面 11 男 59 肝癌髋臼 53.4 55.0 134.5 137.8 70.2 86.8 95.8 97.5 92.1 93.3 55.9 60.5 54 58 0.64 共面 12 男 65 肺癌髂骨 207.4 220.4 128.1 119.0 72.3 39.5 96.1 92.5 92.4 90.0 59.3 62.3 112 126 0.70 非共面   注：GTV.肿瘤靶体积；1 Ci=3.7×1010Bq；D90.90%靶体积接受的剂量；D100.100%靶体积接受的剂量；V90. 为肿瘤靶体积接受90%处方剂量的体积百分比；V100.肿瘤靶体积接受100%处方剂量的体积百分比；V150.肿瘤靶体积接受150%处方剂量的体积百分比

表 1 10例骨转移癌患者粒子植入情况 Table 1 Seed implantation details of 10 cases (12 lesions)

术前D₉₀、V₉₀、V₁₀₀、V₁₅₀均略高于术后，术前D₁₀₀略低于术后，但各参数间差异无统计学意义(P> 0.05)。术前与术后GTV分别为(74.06±62.62)和(77.88±66.16)cm³，差异有统计学意义(t=-3.225，P <0.05)。术前术后粒子数差异有统计学意义(t=-2.930，P <0.05，表 2)。

表 2(Table 2)

表 2 12个肿瘤病灶术前与术后剂量学参数比较(x±s) Table 2 Comparison of preoperative and postoperative dosimetry parameters of 12 lesions(x±s) 术前/后 GTV(cm3) D90(Gy) D100(Gy) V90(%) V100(%) V150(%) 粒子数(颗) 术前 74.06±62.62 128.23±5.24 74.06±16.01 96.33±1.51 92.400±2.01 59.27±5.74 56.92±29.45 术后 77.88±66.16 126.93±8.30 74.81±16.48 95.73±2.49 91.218±2.70 58.37±12.60 60.58±31.96 t值 -3.225 0.691 -0.136 0.955 1.606 0.197 -2.930 P值 0.008 0.504 0.894 0.360 0.136 0.848 0.014   注：GTV. 肿瘤靶体积；D90.90%靶体积接受的剂量；D100.100%靶体积接受的剂量；V90.肿瘤靶体积接受90%处方剂量的体积百分比；V100.肿瘤靶体积接受100%处方剂量的体积百分比；V150.肿瘤靶体积接受150%处方剂量的体积百分比

表 2 12个肿瘤病灶术前与术后剂量学参数比较(x±s) Table 2 Comparison of preoperative and postoperative dosimetry parameters of 12 lesions(x±s)

2例患者4个病灶邻近脊髓，1例患者病灶邻近股骨头。邻近脊髓患者，脊髓术前、术后D_{2 cm³}(2 cm³的目标体积所接受的剂量)分别为7.9~45.6和7.7~55.5 Gy，植入术后3~5 d，疼痛逐渐缓解，分别随访12和4个月；邻近股骨头患者，股骨头术前、术后D_{2 cm³}分别为99.9和126.7 Gy，术后第2天，疼痛开始缓解，随访5个月，3例患者均未出现粒子相关并发症。

骨转移癌的发生率较高, 是原发性骨肿瘤的35~45倍，占所有转移性肿瘤的15%~20%，仅次于肺转移和肝转移, 转移部位最为常见的是脊柱、骨盆、股骨、肱骨近端以及肋骨。原发病灶以乳腺、肺、前列腺、肾及甲状腺等恶性肿瘤最为常见, 约占80%^[6-7]。随着诊断技术的进步、肿瘤的发病率增加，转移性骨肿瘤发病率也呈现不断增加的趋势。

¹²⁵I放射性粒子植入作为内放射治疗的一种主要治疗方式，通过对肿瘤组织进行长期持续照射来杀灭肿瘤细胞，具有局部肿瘤剂量高而周围正常组织剂量低、创伤小、恢复快，肿瘤局部控制率高、并发症发生率低以及可重复植入等优点，已逐渐成为肿瘤局部微创治疗的重要方法之一^[8-9]。早期粒子植入多采用在影像学引导下徒手穿刺，受术者技术和经验影响大，虽临床上有TPS系统的指导，但因粒子在病灶中的分布较难控制，布局不均匀，布源不充分，容易出现“冷区”，无法达到理想的靶区覆盖等问题，而放射性粒子植入治疗的疗效直接取决于放射剂量分布。为提高穿刺针位置的精确性和剂量学准确性，我国学者将3D-PCT和3D-PNCT应用于¹²⁵I粒子近距离治疗，使术后粒子剂量分布与术前计划取得了很好的一致性^[10-13]，模板的使用提高了穿刺插植的精确性，使穿刺进针角度可控，所有针道可一次性排布，可以按照术前计划一次性插入全部植入针，进针路线遇骨组织遮挡可使用专用骨钻建立通道，一次CT扫描可多根穿刺针同时调整，减少了CT扫描次数，缩短了手术时间，因为模板固定了穿刺针的角度，使穿刺过程中穿刺针不会偏离穿刺方向，保证了术后粒子空间排布、剂量分布与术前计划符合，同时也可以有效地避免损伤到病灶周围的血管神经等危及器官，提高了手术安全性。但使用模板也有其不足之处，穿刺路径较长时会导致针道位置偏移，3D-PNCT复位精度高，但需要个体化制作模板，针道需预留，打印周期长，成本高，病灶位置活度及器官充盈状态变化会引起穿刺误差^[14-15]；3D-PCT统一化制作，成本低，针道多且平行，但进针方向固定，无法灵活避开周围器官。

3D打印模板联合CT引导¹²⁵I粒子植入治疗，安全性较高，适用于全身多发或单发骨转移不能手术和外放疗或拒绝手术和外放疗者，手术和外放疗后复发不适合再次手术和外放疗者，治疗目标为减轻症状，改善生活质量。主要风险为穿刺损伤血管、神经等和术后放射性损伤如脊髓、皮肤等，禁忌证包括：凝血功能障碍；没有合适的穿刺路径，靶区达不到剂量要求；肿瘤破溃；严重糖尿病等。

本组10例患者12个病灶，根据术前计划中病灶的位置、形状及与周围组织器官的关系选择模板，可以共面、平行布针的3个病灶选择3D-PCT，不可以共面、平行布针的9个病灶选择3D-PNCT，有研究证实两种模板都可以很好地实现术前计划剂量的要求^[16-17]，但本研究未做对比。12个病灶全部顺利完成手术，术后即刻扫描CT进行术后验证，术后实测GTV大于术前，分析原因为术中出血，水肿，气体通过穿刺针进入组织间隙以及靶区勾画误差所致。剂量学参数仅D₁₀₀略高于术前，D₉₀、V₉₀、V₁₀₀、V₁₅₀较术前稍低，表明术后靶区所接受处方剂量略低于术前计划，考虑是因为术后即刻扫描CT，GTV较术前增大，对剂量学参数有一定影响，是否需要术后一定时间再次验证还有待进一步研究，但术前术后比较差异并无统计学意义, 考虑是因为有模板的辅助, 可以很好地控制穿刺针的位置和角度, 使手术能够按照术前计划完成, 术后粒子分布与术前计划也能够基本符合，但是也因为术中GTV的变化, 部分针道存在骨组织阻挡，破骨进针时可能会引起一定的角度偏移，肿瘤内部存在液化坏死，以及手术操作人为误差，影响了粒子分布，这就需要通过术中优化来调整针道，剂量分布不满意的地方补种粒子，以保证术前术后剂量分布的一致性，因此也导致术后所用粒子数目增加，与术前差异有统计学意义。目前，粒子植入治疗中多数正常器官剂量与不良反应关系尚不明确，参照前列腺癌粒子治疗，选取参数D_{2 cm³}作为评价指标，本研究中3例邻近脊髓或股骨头患者，随访期内均未出现粒子相关并发症，但病例数较少，临床意义有限，仅供剂量学参考。

综上所述，3D打印模板联合CT引导¹²⁵I粒子植入治疗骨转移癌安全可靠，穿刺精准，术后剂量分布能够较好地达到术前计划要求，值得临床推广应用。但本研究病例数相对不足，且仅限于骨转移癌，有一定局限性，尚需进一步完善。

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  李洪均负责粒子植入操作、整理临床资料、采集数据结果及起草论文；刘娜、于鸿煦和刘雪辉负责粒子植入操作；张建萍负责制定粒子植入计划；王俊杰负责提出研究思路、设计研究方案和指导论文写作