第五章　放射性粒子治疗胸部肿瘤的剂量学研究

第一节　共面模板辅助下粒子植入治疗肺癌的剂量学临床研究

2001年，Gordon和王俊杰教授完成了我国首例共面模板辅助下经直肠超声引导前列腺癌粒子植入。2002年始，柴树德教授将共面模板引导前列腺癌粒子植入的技术原理运用到肺癌的治疗上并逐步解决了肺癌粒子植入的方法学问题。共面模板辅助放射性粒子植入始于前列腺癌近距离治疗，其剂量学研究已经成熟，而共面模板辅助CT引导下粒子植入治疗肺癌的剂量学研究仍在探索阶段。

柴树德等报道2002—2004年53例共面模板引导下非小细胞肺癌粒子植入治疗，PD为80Gy，术后平均照射剂量为150.5Gy，mPD为84.6Gy，D90为92.4Gy，D90＞mPD。靶区瘤体外1cm、2cm接受的平均照射剂量迅速衰减到20%和5%左右，即31.6Gy和7.7Gy。瘤体完全缓解率为27%，部分缓解率为73%。1年生存率为95%。郑广钧等报道2002—2006年CT引导共面模板辅助粒子植入治疗82例肺转移癌（共126个病灶），PD为80Gy，术后剂量验证靶区瘤体接受的平均照射剂量为（159.3±34.5）Gy，中位剂量为（118.6±33.2）Gy，D90为（90.3±8.2）Gy，V90为 90.1%±6.1%，MPD 为 82.2Gy。粒子植入 6个月复查CT，CR为25.4%，PR为64.3%，SD为6.3%，PD为4.0%，有效率（CR+PR）为89.7%。霍小东等报道2002—2009年247例Ⅲ期NSCLC患者共面模板辅助下放射性粒子植入治疗，按D90≤80Gy、80～110Gy、＞110Gy分为3组，1年、3年、5年生存率差异有统计学意义，多因素分析也显示其为独立性预后的影响因素。手术后D90＞110Gy组预后较好，提示手术前PD＞110Gy可能使Ⅲ期肺癌患者受益。1年、3年、5年生存率分别为82.8%、23.8%和11.5%，中位生存时间为24.8个月。其中Ⅲa期五年生存率为14.7%，中位生存时间为29.7个月；Ⅲb期五年生存率为11.2%，中位生存时间为24.0个月。1、3、5年局部控制率分别为92.2%、63.8%和25.7%。

为了使放射性粒子植入剂量更加精确，2015年天津医科大学第二医院粒子团队在原有共面模板的基础上研制开发应用了3D打印共面模板联合肋骨钻孔技术，它是在保证平行进针的前提下，利用患者的医学影像数据为其量身定制与其解剖结构相匹配的模板，且模板孔径、厚度可按要求订制，适当增加厚度，可使穿刺针在模板中行程加长，减少组织内偏移，从而增加穿刺精度。3D打印共面模板为一次性物品，消除了劳动密集型清洗、浸泡和重复消毒的操作步骤，同时减少了生物及化学污物残留以及不同患者反复使用导致交叉感染的风险。肋骨钻孔技术是为了解决共面模板上预留通道遇到肋骨遮挡无法进针使术前计划无法实施的技术难题，基本实现了术前计划与术中实施的吻合，使肺癌粒子植入在剂量学方面的质量控制得到有力保障。

霍彬等报道2015—2016年采用3D打印共面模板联合肋骨打孔技术治疗21例NSCLC患者，术后剂量验证满意率为90.5%，术后剂量验证靶区的体积、粒子数、针数、D90、V100及V200的平均值分别为 47.6cc、33 颗、10 支、12 765.1Gy、92.6%、34.8%。 术前计划分别为 46.4cc、33 颗、10 支、12 433.8Gy、95.2%、28.8%（P=0.012、0.930、0.267、0.179、0.032、0.003）。曹强等报道 3D 打印共面模板组与徒手穿刺组两组对照研究，共面模板组术后剂量学参数和徒手组术后剂量学参数行单样本t检验，其中V100、CI、EI、HI、剂量误差率差异有统计学意义（t=2.598、2.278、4.637、4.616、4.785，P＜0.05），体现了共面模板在粒子空间分布方面较徒手穿刺的显著优势。吉喆等报道2016年1月—2017年6月采用3D打印共面模板粒子植入治疗胸部肿瘤患者22例，术后靶区中位D90为150.4Gy、68%的患者GTV D90高于PD、靶区中位V100较术前下降（95.5% vs. 97.2%），余剂量学指标较术前差异均无统计学意义（均P＞0.05），显示3D打印共面模板在胸部肿瘤粒子植入的治疗精确性良好。邢超等报道2015—2016年实施3D打印共面模板联合肋骨钻孔辅助粒子植入治疗肺癌患者 9 例，植入前后 D90、D100、V90、V100、V150、V200、CI、EI、HI、GTV体积及粒子数目参数进行配对t检验，各指标手术前后比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）。术后V150和V200均值分别为70%和45%，在满足D90的前提下，尽可能降低V150和V200，既可降低粒子的数目，又满足靶区剂量学要求。霍小东等报道2009—2015年使用共面模板辅助放射性粒子植入治疗的非小细胞肺癌术后局部复发患者38例，中位随访时间为22.5个月，中位生存期21个月，2年总生存、无进展生存和局部控制的发生率分别为47.4%、39.5%和83.5%。2017年柴树德等在原有共面模板基础上进行了改进，研发了“数字信息行标共面模板”。该模板上镶有成一次正比例函数排列的金属空心管，是透光、透明、可耐受低温等离子消毒的数字信息虚拟注塑共面模板。霍小东等报道2017—2019年58例肺癌患者，其中30例应用数字信息行标共面模板，28例应用通用制式共面模板，结果显示两组术前计划与术后验证MPD、D90、V100、V150、V200差异均无统计学意义，使用两种共面模板均可达到术前计划的剂量要求，数字信息行标共面模板可进一步缩短手术操作时间，提高了患者的耐受度。此系列研究彰显了共面模板技术在肺癌放射性粒子植入治疗方面对于临床剂量学的显著优势，远高于徒手穿刺植入粒子术，其术后质量验证满意率不足40%。