3种宫颈癌近距离放射治疗技术剂量学研究

成坚强，安永伟，陶娜，牛瑞军，魏玺仪，张春林，高力英，魏世鸿

甘肃省肿瘤医院放疗科，甘肃兰州 730050

前言

宫颈癌放疗中，后装治疗是必不可少的部分。影像引导下的后装治疗能够使剂量曲线更好的适应肿瘤靶区，同时有效保护周围正常器官［1］。三维近距离放射治疗是以三维影像（CT/MRI）为基础，对靶体积给予处方剂量，对靶区及危及器官（Organs at Risk,OARs）给予剂量体积直方图（Dose Volume Histograms,DVH）评估［2］。三维调强放疗（Intensity Modulated Radiotherapy,IMRT）结合近距离高剂量率后装插植（High-Dose-Rate-Interstitial Brachytherapy,HDR-ISBT）治疗被越来越广泛地应用到临床中［3-4］。目前临床上后装三维治疗通常有以下模式：三管腔内治疗（Intracavitary Brachytherapy,ICBT）、腔内插植治疗（Interstitial Brachytherapy,ISBT）、3D 打印阴道模型塞插植治疗（3D Printing Interstitial Brachytherapy,3DP-ISBT）和图像引导的近距离治疗。近年来，国内开始采用腔内置管结合金属针的自由插植治疗局部晚期宫颈癌，靶区同样得到理想的剂量分布［5］。

研究表明，使用个体化打印的施源器后，对于宫颈癌/复发性子宫内膜癌和阴道癌，靶区平均剂量均有显著的提升，而膀胱、直肠、乙状结肠和小肠的平均剂量在限制范围内［6］。3D 打印模体可应用于临床研究中，妇科骨盆模型工具的使用将有助于提高医师对患者进行近距离放射治疗时的信心和效率［7］。在乳腺癌放疗中，3D 打印模板用于定位乳腺癌患者高剂量率间质多导管近距离放射治疗的目标体积，可以安全地用于临床实践［8］。模块化3D 打印可应用于口腔癌，因其具有稳定性（偏差均小于2 mm）和人体工程学设计，可将光线精确地传送至患者的目标位置，是一种低成本有效的治疗手段［9］。用于MRI引导的近距离放射治疗腔内间质施源器在局部晚期宫颈癌中变得越来越重要，3D 打印技术为获得高度个性化的植入提供了一种通用的方法［10］。本研究主要目的是对3 种治疗方式（ICBT、ISBT 和3DP-ISBT）在剂量学方面加以对比研究，探讨3D 打印技术在宫颈癌后装治疗中的优势。

1 材料与方法

1.1 病例资料

选取2019年1月～9月收治的72 例宫颈癌患者（年龄30～72 岁，中位年龄48 岁）进行回顾性分析。根据国际妇产联合会（FIGO）2009年推荐的分期指南［11］，患者病理分期为Ⅱb～Ⅲb期，病理类型全部为鳞癌。以上患者行外照射IMRT（外照射剂量45～50 Gy）后，进行2～5 次CT 图像引导下的腔内联合组织间插植的近距离放疗，单次处方剂量为6 Gy，每次治疗计划都进行单独评估。

1.2 施源器植入

患者在预约治疗时嘱咐其在治疗当天排便并冲洗干净阴道，更换无菌服，平躺于手术床。根据临床医师要求并结合患者实际情况选择不同的施源器。其中，常规三维腔内施源器为两个穹隆管加一个宫腔管。腔内插植采用12#插植针，长度为1 207 mm，根据患者病灶大小合理布置插植针。3D打印阴道模型塞需在治疗前制作，根据患者CT影像为其订制3D打印个性化阴道模型塞，施源器中间是宫腔管通道，周边均匀排布多个插植针通道。施源器植入，用无菌纱布沾取利多卡因阴道填塞麻醉，夹闭导尿管，灌注250 mL盐水，将施源器置入患者阴道，置入合适角度的宫腔管，根据肿瘤的位置选择合适的通道植入12#金属插植针，插植针植入深度根据肿瘤大小及位置确定。常规三维施源器为两个穹隆管紧贴宫颈口，一个宫腔管根据患者宫体深浅和角度合理布置。本科室使用的3D打印阴道塞由重庆倍维科技有限公司定制，材料成分主要是可降解的聚乳酸（PLA）。后装治疗机型号为荷兰核通公司Nucletron microSelectron，CT 模拟定位机型号为TOSHIBA Asteion 4。

1.3 CT定位扫描

本研究中，采用腔内联合组织间插植技术，患者采取仰卧位，两腿置于治疗床架上，治疗床垫一次性治疗巾。外阴消毒后进行局部麻醉，医师置入施源器，后转运至CT扫描室，扫描层厚3 mm，根据扫描结果决定是否重新排布施源器。若扫描结果显示施源器布置合理，将扫描CT 图像传至Oncentra brachytherapy 4.1 SP2 治疗计划系统。若施源器布置不理想，重新调整施源器位置及角度，直至施源器位置在可接受范围内。

1.4 靶区勾划

临床医生根据欧洲放射治疗协会（GECESTRO）的推荐标准进行靶区（CTV）以及OARs的勾画，高危临床肿瘤体积（HR-CTV）主要包括肿瘤靶区以及宫体中下段和阴道上段。直肠勾画以直肠壁的外侧缘为界，上界为直肠与乙状结肠交界处，下界为肛门；膀胱直接勾画外轮廓。

1.5 治疗计划设计

首先导入CT 影像至计划系统，施源器重建步长为2.5 mm，offset 值设置为6 mm。计划优化采用逆向优化，处方剂量根据患者治疗情况决定，推荐为6 Gy/次，2次/周，共4～5次。单次剂量要求6 Gy剂量线包绕90%以上的HR-CTV靶区，膀胱D2cc（Dxcc表示该OARsxcc 的体积受到的高剂量值）受量低于处方剂量的80%，直肠D2cc受量低于处方剂量的70%。内照射剂量应和外照射剂量一起评估患者的EQD2。

1.6 统计学方法

采用SPSS 26.0 进行统计分析，对统计数据样本进行Shapiro-Wilk 检验研究对象是否符合正态分布。若数据不符合正态分布，使用非参数检验比较两组间的差异。若数据符合正态分布，对3组数据不同指标行独立样本t检验，两两比对分析，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

图1显示了后装治疗施源器的三维重建模型，其中图1a 是1 个宫腔管加2 个穹隆管，共3 管；图1b 是徒手自由插植针；图1c 是3D 打印阴道塞插植针。表1统计了插植针的数量情况，徒手插植针平均为4针，3D 打印阴道塞平均为6 针，二者有明显的差异（表1）。3D打印阴道塞布针数量远多于徒手插植针数量（P＜0.001）。

表1 ISBT组与3DP-ISBT组布针数量比较Table 1 Comparison of the number of interstitial needles between ISBT and 3DP-ISBT

表2统计了3 种宫颈癌内照技术样本数量、靶区体积和靶区剂量情况。其中ICBT 技术32 例，ISBT技术16 例，3DP-ISBT 技术15 例。靶区处方剂量为600 cGy，平均HR-CTV 靶区剂量（599.3±5.1）cGy。平均HR-CTV 靶区体积为（68.7±11.5）cm³。表2显示，3 组HR-CTV 靶区剂量无明显差异（P=0.193）。HR-CTV靶区体积也无显著性差异（P=0.218）。

表2 3种内照技术靶区剂量和靶区体积比较Table 2 Comparison of target dose and volume among 3 brachytheraphy techniques

图2统计了3 种后装三维治疗技术对危及器官的受量分析结果。图2a 结果显示，在3 种治疗技术中，ISBT 组和3DP-ISBT 组膀胱受量（D0.1cc、D1cc和D2cc）显著低于ICBT 对照组（P＜0.01），ISBT 和3DPISBT 组对比差异没有统计学意义（P=0.993）。图2b结果显示，直肠受量（D0.1cc、D1cc和D2cc）ICBT 组和ISBT组（P=0.518）、ISBT组和3DP-ISBT组（P=0.784）、3DP-ISBT 组和ICBT 组（P=0.750）差异无统计学意义。图2c 结果显示，小肠受量（D0.1cc、D1cc和D2cc）ISBT组和3DP-ISBT组均低于ICBT对照组（P＜0.01），3DP-ISBT 组显著低于ISBT 组（P＜0.01），差异有统计学意义。

3 讨论

近距离治疗已成为宫颈癌治疗不可或缺的部分，近年来研究发现，后装治疗对于宫颈癌的放疗疗效有举足轻重的作用。腔内三维后装治疗是将施源器置于阴道和宫腔中，然后导出放射源的治疗，是一种无创操作，可在三维方向上根据肿瘤靶区的形状改变剂量覆盖程度，达到理想的剂量分布［12］。插植治疗中，靶区和OARs的受照剂量取决于插植针数量和深度，国内外研究者研究了不同插植针数和插植针深度，差异具有统计学意义［13-16］。

3D 打印相比徒手插植有着更好的靶区适形度，晏俊芳等［2］将3D 打印技术应用于后装近距离治疗中，与组织间插植治疗相结合，保证了治疗精度的同时简化了流程，减少患者的痛苦。本研究使用的3D打印阴道塞根据患者的CT 影像数据设计打印，制作时预留了多个插植针布针通道，治疗过程中，阴道塞很容易插入患者体内，贴合性良好。可根据患者的肿瘤大小确定布针的方案，确定布针数量及深度。相比徒手插植，布针无交叉现象，不容易接错源道。安菊生等［17］研究了宫颈癌腔内放疗联合外照射中膀胱、直肠等OARs 的受照剂量情况，认为D2cc＜75 Gy时放射性直肠炎发生的概率较低，得出D2cc可作为评价OARs 的一个稳定参数。在宫颈癌的近距离治疗中，在靶区满足处方剂量的同时，要尽可能地降低膀胱、直肠的受照剂量。在后装治疗中，徐志渊等［18］发现，近距离治疗过程中控制膀胱体积可以减少膀胱受照射剂量，近距离治疗期间控制膀胱体积小于49.25 mL 有利于保护膀胱。钟嘉健等［19］研究发现膀胱充盈准确性对术后宫颈癌精准放疗有重要意义，膀胱灌注对比定量定时饮水的充盈准确性较佳，摆位误差无差异，膀胱灌注可以应用于临床。本研究根据患者情况定量打入生理盐水，也是为了使患者膀胱充盈较佳，降低膀胱受照剂量。

郭伟等［20］研究发现，腔内联合4 针插植治疗较ICBT 可以显著提高COIN 而不改变靶区高剂量区范围和总治疗时间，并降低OARs 膀胱、直肠的受量。麦苗青等［21］研究发现。使用多通道阴道塞进行后装治疗可降低膀胱、直肠的受照剂量，或可减少临床治疗上放射性膀胱炎及放射性直肠炎的发生。郑斯明等［22］研究结果显示，采用腔内结合插植后装治疗局部晚期宫颈癌比ICBT 可获得更高的靶区剂量。陶娜等［23］研究发现，宫颈癌近距离治疗中肿块体积在50～90 cm3时应用3DP-ISBT 技术在剂量学上能够满足临床要求，与ICBT技术相比能更好地保护膀胱。

综上所述，腔内联合插植后装治疗在宫颈癌近距离治疗中具有特有的剂量学优势和临床疗效。近年来，3D 打印技术的发展和模型塞插植技术已逐渐应用于临床，将会为更多个体化的后装近距离治疗提供技术支持。在未来宫颈癌治疗中，基于实时图像引导和个体化治疗方案的治疗模式定会给患者带来更多的受益。