模板引導(dǎo)初學(xué)醫(yī)師穿刺植入125I粒子用于模擬顱內(nèi)腫瘤

張宏濤，周秋妹,2，楊華清，楊 鑫，王香玉，隋愛(ài)霞，胡效坤，王 娟

(1.河北省人民醫(yī)院腫瘤一科，河北 石家莊 050051；2.華北理工大學(xué)研究生院，河北 唐山 063210；3.廣元市中心醫(yī)院腫瘤二科，四川 廣元 628000；4.河北省人民醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，河北 石家莊 050051；5.青島大學(xué)附屬醫(yī)院介入醫(yī)學(xué)中心，山東 青島 266000)

125I粒子植入治療低級(jí)別腦膠質(zhì)細(xì)胞瘤療效較佳[1]。相關(guān)專家共識(shí)[2]推薦將125I粒子用于治療顱內(nèi)腫瘤，主要包括無(wú)法經(jīng)外科手術(shù)切除的腦膠質(zhì)細(xì)胞瘤、復(fù)發(fā)腦膠質(zhì)細(xì)胞瘤及單發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤。目前多于CT或MRI引導(dǎo)下徒手穿刺植入125I粒子，僅少數(shù)采用模板引導(dǎo)。由于顱內(nèi)穿刺風(fēng)險(xiǎn)較高，植入125I粒子多由高年資醫(yī)生進(jìn)行操作。本研究采用仿真模型，觀察模板引導(dǎo)初學(xué)醫(yī)師穿刺植入125I模擬顱內(nèi)腫瘤的價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 儀器與設(shè)備 18G粒子植入針( Mick Radio-Nuclear)；GE Discovery NM/CT 670 PET/CT儀；Nanon-Ⅰ型一次性導(dǎo)向模板(石家莊納濃商貿(mào))，用于引導(dǎo)外徑21G～10G(0.8～4.0 mm)單針，支持以任意角度進(jìn)行穿刺；自行研制的模擬頭顱模型，外殼為仿真顱骨形狀，質(zhì)地與顱骨類似，其內(nèi)填充密度與腦組織近似的等效材料，內(nèi)置直徑4 cm橡膠球以模擬腫瘤，其與腦組織等效材料的CT分辨率及硬度均不同(圖1)；Prowess Panther Brachy v5.0近距離治療計(jì)劃系統(tǒng)(treatment planning system, TPS，Prowess)；6711-99型放射性碘-125粒子(上海欣科醫(yī)藥)，長(zhǎng)4.5 mm，直徑0.8 mm，活度2.96×107Bq(0.80 mCi)，能量27～35 keV，半衰期59.4天。

1.2 穿刺醫(yī)師 為1名于本院進(jìn)修3個(gè)月、于我科觀摩40臺(tái)粒子植入術(shù)并于近1個(gè)月開(kāi)始學(xué)習(xí)穿刺技術(shù)的腫瘤內(nèi)科副主任醫(yī)師，熟悉CT引導(dǎo)下穿刺流程及基本技巧并接受1天模板引導(dǎo)穿刺培訓(xùn)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法 以90°側(cè)位將頭顱模型固定于檢查床上進(jìn)行CT掃描(圖1)，層厚5 mm，管電壓120 kV，管電流130～220 mA，噪聲指數(shù)13。將CT圖像傳入TPS，設(shè)計(jì)穿刺路徑及引導(dǎo)線，使引導(dǎo)線呈扇形分布(圖2)并選取粒子，處方劑量140 Gy；之后在模型表面標(biāo)記穿刺點(diǎn)。

制定術(shù)前計(jì)劃，均為共面穿刺，穿刺角度(進(jìn)針?lè)较蚺c垂直方向的角度)分別為0°、5°、10°、12°、14°、20°、25°、30°、34°、38°及40°，每個(gè)角度穿刺5次，穿刺深度7 cm；其中，穿刺角度小于14°的針道均經(jīng)過(guò)模擬腫瘤，≥14°的針道均位于模擬腫瘤以外的模擬腦組織內(nèi)。

分別于CT引導(dǎo)下進(jìn)行徒手穿刺及于一次性導(dǎo)向模板引導(dǎo)下進(jìn)行穿刺(圖3)，并于每次穿刺結(jié)束后行CT掃描(圖4)，即刻記錄實(shí)際穿刺角度，計(jì)算每5次的實(shí)際穿刺角度均值，測(cè)量針尖向頭側(cè)或足側(cè)偏移的距離(Dz)。

1.4 穿刺角度誤差 分別計(jì)算徒手及模板引導(dǎo)下穿刺角度誤差的平均值：穿刺角度誤差=|實(shí)際穿刺角度—計(jì)劃穿刺角度|。

1.5 劑量參數(shù) 根據(jù)公式sin∠A=a/c計(jì)算針尖向左或右方向偏移的距離(Dx)，其中，∠A為穿刺角度誤差總平均值的1/2，c為進(jìn)針深度，a為Dx的1/2；計(jì)算針尖實(shí)際偏移誤差(Dza)，Dza=Dz-5 mm。分別將所有粒子向左或右移動(dòng)Dx，再向頭側(cè)移動(dòng)Dza(圖5)，計(jì)算D80、D90及D100(80%、90%及100%靶區(qū)所接受最小輻照劑量)和V90、V100及V150(90%、100%及150%處方劑量覆蓋的體積占靶區(qū)體積的百分比)等參數(shù)。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。以±s表示符合正態(tài)分布的計(jì)量資料，以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示不符合者，行Wilcoxon秩和檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

徒手與模板引導(dǎo)下穿刺的Dx分別為7.2及1.6 mm，Dz為10.00(5.00，10.00)及5.00(0，5.00)mm，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=-7.489，P<0.001)；穿刺角度誤差為(5.89±2.23)°及1.00(1.00，2.00)°，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=-8.417，P<0.001)；見(jiàn)表1。模板引導(dǎo)與計(jì)劃穿刺方案各劑量參數(shù)及穿刺差距較小，而徒手穿刺與計(jì)劃穿刺方案差距較大；見(jiàn)表2及圖6。

表1 計(jì)劃穿刺角度及徒手、模板引導(dǎo)穿刺模擬顱內(nèi)腫瘤的實(shí)際穿刺角度

表2 計(jì)劃穿刺、徒手穿刺及模板引導(dǎo)穿刺的劑量參數(shù)

3 討論

近年來(lái)， CT及超聲等影像學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展極大地推動(dòng)了植入125I粒子治療腫瘤[3-4]。多項(xiàng)研究[5-8]表明，植入125I粒子治療顱內(nèi)腫瘤療效較佳，且并發(fā)癥可控。胡效坤等[9]分析12家醫(yī)院對(duì)310例顱內(nèi)腫瘤患者進(jìn)行的412次125I粒子植入術(shù)，發(fā)現(xiàn)術(shù)后主要并發(fā)癥為出血及腦水腫等，總并發(fā)癥發(fā)生率10.40%，3例于術(shù)后7～45天死亡，術(shù)后45天總死亡率為0.70%，低于外科手術(shù)(4%～8%)但高于其他部位粒子植入術(shù)[10]，主要與穿刺風(fēng)險(xiǎn)高及并發(fā)癥多樣等有關(guān)。目前植入125I粒子的主要途徑包括顱骨打孔、徒手穿刺及扇形布針。LIU等[11]報(bào)道，于3D打印模板引導(dǎo)下植入125I粒子治療顱內(nèi)腫瘤的穿刺準(zhǔn)確度高于徒手穿刺，且劑量分布更優(yōu)；亦有報(bào)道[12-13]稱模板引導(dǎo)用于植入粒子治療其他部位腫瘤均可提高穿刺精度、縮短醫(yī)師學(xué)習(xí)時(shí)間。

本研究采用單孔扇形布針模式，僅在模擬頭顱模型上打單孔，旨在降低實(shí)際操作中的出血風(fēng)險(xiǎn)；但單孔所能容納的針道數(shù)有限，故采用0.8 mCi的大活度粒子，以達(dá)到處方劑量。本研究結(jié)果顯示，徒手與模板引導(dǎo)穿刺的角度誤差分別為(5.89±2.23)°及1.00(1.00，2.00)°，其中徒手穿刺的最大誤差為13°，且針道位于模擬腫瘤外，為操作失誤所致；而模板引導(dǎo)下僅1針穿刺誤差為8°，且針道經(jīng)過(guò)模擬腫瘤邊緣，其余誤差均小于4°，主要為模擬腫瘤對(duì)針尖的側(cè)向推力所致。穿刺植入125I粒子時(shí)，若針道偏移，極易誤傷附近血管而引起相關(guān)并發(fā)癥。何莊超等[14]以非共面3D 打印模板粒子植入術(shù)治療肺癌，針道左右及頭足方向的偏移距離分別為(2.71±1.78)及(2.77±1.93)mm。本研究徒手與模板引導(dǎo)穿刺的Dx分別為7.2及1.6 mm，Dz為10.00(5.00，10.00)及5.00(0，5.00)mm，提示模板引導(dǎo)穿刺可降低針道偏移風(fēng)險(xiǎn)。

此外，針道位置偏移亦可導(dǎo)致不同程度劑量誤差。SU等[15]以粒子植入術(shù)治療前列腺癌，發(fā)現(xiàn)粒子位置偏差為2 mm時(shí)，D90減少低于5%；偏差為5 mm時(shí)，V100減少10%；偏差達(dá)10 mm時(shí)，D90減少33 Gy。有學(xué)者[16]報(bào)道，粒子輻照劑量可直接影響治療前列腺癌的效果：有效生物劑量大于200 Gy時(shí)，患者10年無(wú)生化進(jìn)展生存(biochemical progression-free survival, bPFS)率為92%，有效生物劑量為140～160 Gy時(shí)，10年bPFS率為85.50%，有效生物劑量小于100 Gy時(shí)，10年bPFS率為46%；且尿道并發(fā)癥與粒子輻照劑量直接相關(guān)，尿道輻照劑量大于160 Gy時(shí)，1～2級(jí)尿道并發(fā)癥發(fā)生率明顯增加。本研究發(fā)現(xiàn)，計(jì)劃穿刺方案各劑量參數(shù)與模板引導(dǎo)穿刺的差距均較小、而與徒手穿刺差距較大；模板引導(dǎo)穿刺D80及D90未見(jiàn)明顯變化而D100下降7%，徒手穿刺D90下降57%，表明模板引導(dǎo)穿刺安全性較高。

綜上所述，模板引導(dǎo)初學(xué)醫(yī)師穿刺植入125I粒子用于模擬顱內(nèi)腫瘤效果較好。但體外模型不能完美模擬顱內(nèi)腫瘤，且未考慮血管等解剖結(jié)構(gòu)的影響，有待進(jìn)一步完善。