3D打印模具引导与徒手插植治疗宫颈癌剂量学比较

张 婷 邱凌平 殷皓泽 李 克 袁 磊 彭绿英 田秋红

（南昌大学第一附属医院肿瘤医学中心 南昌 310000）

在世界范围内，宫颈癌是女性中第四大常见癌症[1]。尽管宫颈癌是最可预防的癌症之一，但它一直是20至39岁女性癌症死亡的第二大主要原因[2]。宫颈癌的整个综合治疗过程中约80%的患者需要接受放射治疗。后装近距离治疗（Brachytherapy，BT）在I期至IV期宫颈癌患者的治疗管理中起着重要作用，BT是局部晚期宫颈癌治疗的重要组成补充部分[3]。目前BT最常用的两种插值技术，一是徒手插植，但该操作难度系数较大，且需由高年资的医生凭经验判断后进行插植，具有较大的盲目性、经验性；二是借助3D打印模具引导插植，在一定程度上降低插植难度，临床可行性高。本研究分析CT引导下的3D打印模具引导与自由徒手插植近距离治疗宫颈癌术后阴道残端需要补量的患者剂量学差异，进一步探究3D打印模具在近距离治疗中的作用。

1 资料与方法

1.1 研究对象

随机选取2020年11月—2022年8月宫颈癌术后阴道残端需要补量的患者19例。根据治疗方式分为模板组及自由组，模板组是医生借助3D打印模具进行插植，自由组是医生徒手插植。

1.2 放射治疗方案

根据宫颈癌国际妇产科协会（FIGO）指定标准[4]，对术后阴道切缘阳性，或术后阴道切缘上皮内瘤变 II-III级，或手术安全边界不够的宫颈癌术后阴道残端需要补量的患者实施完成外照射放疗，剂量为45Gy /25次，淋巴结诊断为阳性患者，局部补量至60Gy。在外照射完成后，开始接受CT引导下的192Ir高剂量率近距离治疗，患者单次剂量6Gy，照射3次，共计18Gy。

1.3 施源器植入与CT扫描

术前准备：患者接受标准的治疗前准备，患者术前留置导尿管，保持膀胱充盈状态。排空肠道、口服肠道显影剂。

CT扫描：患者截石位卧于转移床上进行常规消毒后转移至西门子SOMATOM Confidence 64排放疗专用大孔径模拟定位机进行平扫，扫描电流300 mAs，扫描电压120 kV，层厚3 mm。

靶区勾画：将CT扫描图像上传至医科达三维治疗计划系统（Oncentra），医生勾画HR-CTV及OARs。HR-CTV包括妇科查体及影像学确认的宫颈癌术后残端。OARs包括膀胱、直肠等。

1.4 计划优化

在后装近距离放射治疗过程中，剂量优化是整个治疗过程的核心，因BT为大分割治疗，根据GEC-ESTRO 研究[5]推荐的剂量标准，单次治疗计划的剂量目标为：HRCTV D90cc≥6 Gy，膀胱D2cc≤5.3 Gy，直肠D2cc≤4.2 Gy。通过设定靶区处方剂量、危及器官耐受剂量等临床剂量要求，对目标函数进行求解，得到放射源的驻留位置及相应的驻留时间，以靶区剂量作为标准，使得靶区受到高剂量照射的同时周围正常组织受到更少的剂量辐射。

1.5 统计学方法

采用SPSS统计学软件处理数据。计量资料以均数±标准差（±s）表示，采用t检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组完成情况

9例患者完成徒手插植治疗，10例患者完成3D打印模具引导插植治疗，其两组结果剂量见图1、图2。

图1 徒手插植治疗靶区剂量分布图

图2 3D打印模具引导插植治疗靶区剂量分布图

2.2 靶区及OARs参数比较

徒手插植治疗组与3D打印模具引导插植治疗组的HR-CTV D100分别为（407.1±43.2）cGy、（445.04±30.7）cGy；HRCTV D98分别为（548.7±44.6）cGy、（556.3±25.1）cGy；HR-CTV D90 分别为（631±43.2）cGy、（634.5±25.2）cGy；两组比较（表1），差异有统计学意义（P＜0.05）。3D打印模具插值针治疗组的靶区剂量均高于徒手插植组，使用3D打印模治疗组其靶区剂量偏差更小，稳定性更好，插植准确率也更高。

表1 自由组和模板组患者HR-CTV的剂量比较(Gy,±s )

表1 自由组和模板组患者HR-CTV的剂量比较(Gy,±s )

靶区参数 自由插植组 3D打印模具组HR-CTV D100 407.1±43.2 445.01±30.7 HR-CTV D98 548.7±44.6 556.3±25.1 HR-CTV D90 631±43.2 634.5±25.2

徒手插植治疗组与3D打印模具引导插植治疗组的膀胱和直肠D0.1cc、D1cc、D2cc比较（表2），发现膀胱与直肠的D0.1cc、D1cc、D2cc剂量都低于徒手插植组，膀胱的剂量偏差明显更小，说明3D打印模具引导组的剂量分布更加集中。

表2 自由组和模板组患者OARs的剂量比较(Gy,±s )

表2 自由组和模板组患者OARs的剂量比较(Gy,±s )

危及器官 自由插植组 3D打印模具组膀胱D0.1CC 573.7±154.5 539±27.7膀胱D1CC 458.6±123.6 456±24.05膀胱D2CC 416.5±120.2 412.5±25.1直肠D0.1CC 598.1±52.7 519.2±10.7直肠D1CC 494.8±31.4 454±13.1直肠D2CC 448.3±36.5 417.2±15.6

3 讨论

在我国，每年至少有超过5万的女性死于宫颈癌，占全部女性恶性肿瘤死亡人数的1/5以上[6]。宫颈残端癌由于子宫体已被切除，肠道、膀胱下移与宫颈残端粘连，解剖层次改变，传统放疗射线难以达到肿瘤中心，治疗效果欠佳，在后装治疗时需结合组织间插植才能使剂量线更好地覆盖靶区，影像引导下的三维插植近距离治疗，根据不同靶区，可以采用徒手插植、模板插植、徒手结合模板插植等个体化植入施源器。但徒手组织间插植技术难度高，受到操作者技术熟练程度影响，具有临床操作难度大、风险高、重复性差等缺点。近年来兴起的3D打印技术，具有数字化和个体化的特点，可以制作出各种结构复杂的模具，比如打印导板[7]、肿瘤模型[8]、放疗补偿[9]等。Qin等[10]使用3D打印的导向模板实现了高质量的腔内和/或间质近距离放射治疗，病人产生毒副作用也在可接受范围内。Sethi等[11]选取了三名具有独特临床需求的近距离放射治疗患者使用定制的3D插植孔道的阴道导向模板，3例患者均按计划完成治疗且治疗耐受良好，无三级或更高毒性作用，也无局部复发。虽然有学者研究证明3D打印的导向模板辅助近距离治疗有优势，但对宫颈癌术后阴道残端需要补量的患者使用3D打印的导向模板辅助治疗的研究还较少。

本研究利用 CT 图像进行三维重建宫颈癌病灶，借助3D打印模具辅助治疗宫颈癌术后阴道残端需要补量的患者，结果发现3D打印模具组患者其靶区剂量更优，三维适形度更好，并且膀胱和直肠的剂量都比徒手插植组更低，直肠D0.1cc、D1cc、D2cc剂量分别降低了79 cGy、40 cGy、31 cGy，对病人直肠起到了更好的保护作用。

综上所述，3D打印模型能够使宫颈癌术后阴道残端需要补量的患者靶区受到更为合理的剂量分布，降低正常组织受量，使患者的副作用减少，更大程度改善患者治疗后的生活质量，同时对医生的后装放疗操作也节约时间和进行有效的指导。