邓秀文; 吉喆; 姜玉良; 孙海涛; 郭福新; 范京红; 李卫燕; 王俊杰

doi:10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2021.01.002

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• 放射性粒子植入治疗 •

光学导航联合3D打印模板辅助¹²⁵I粒子植入治疗头颈复发癌的剂量评估

中华放射医学与防护杂志, 2021,41(1) : 3-8. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2021.01.002

摘要

目的

通过对比治疗前后计划的物理剂量学参数，验证光学导航系统联合3D打印模板辅助CT引导放射性¹²⁵I粒子植入治疗头颈部复发癌的精确性与可行性。

方法

纳入2018年12月至2019年12月接受光学导航系统联合3D打印模板辅助CT引导放射性¹²⁵I粒子植入治疗的头颈部复发癌患者共12例。记录治疗前计划和治疗后计划实际植入针数及粒子数，比较治疗前后计划的90%靶区体积剂量(D₉₀)、匹配周边剂量(MPD)、适形指数(CI)、均匀性指数(HI)、靶区外体积指数(EI)及100%、150%和200%处方剂量体积百分比(V₁₀₀、V₁₅₀和V₂₀₀)。

结果

中位病灶体积31.2 cm³，中位粒子数61.5颗，中位处方剂量130 Gy。治疗前计划的D₉₀、MPD、V₁₀₀、V₁₅₀和V₂₀₀均值分别为134.2 、64.6、93.3、75.3和39.3 Gy，治疗后计划分别为146.7、68.94、97.47、80.40和48.30 Gy，差异无统计学意义(P>0.05)。治疗前后的植入针数、粒子数、CI、HI、EI差异均无统计学意义(P>0.05)。8例治疗后计划剂量质量评价为优(66.6%)；4例为良(33.3%)。

结论

光学导航系统联合3D打印模板辅助下，粒子植入治疗计划完成质量良好，治疗后各项剂量参数均符合预计划的要求，有良好的应用前景。

引用本文: 邓秀文, 吉喆, 姜玉良, 等. 光学导航联合3D打印模板辅助¹²⁵I粒子植入治疗头颈复发癌的剂量评估 [J] . 中华放射医学与防护杂志, 2021, 41(1) : 3-8. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2021.01.002.

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头颈部恶性肿瘤的治疗多以手术、放疗、化疗联合的综合治疗为主，经治疗后50%～60%会发生治疗失败，其中局部区域复发是最主要的失败原因^[1,2,3]。放射性¹²⁵I粒子植入(radioactive ¹²⁵I seed implantation, RISI)已被证实是复发头颈癌有效的挽救治疗手段，具有微创、局部剂量高且不良反应发生率低等优点^[4,5]。由于RISI涉及多针介入穿刺，在解剖结构复杂的头颈部操作时，单纯CT引导的RISI缺乏空间信息控制和量化，易出现操作误差。3D打印非共面模板(3D-printing non-coplanar template, 3D-PNCT)的引入，创立了可计划、可评估、个体化的粒子植入新模式，提高了RISI的精度^[6,7,8]。通过采集患者定位时的体表及肿瘤信息制作出贴合体表的3D模板，经模板的个性化针道植入穿刺针，从而实现对穿刺路径的精准管控。然而，RISI的非实时性仍是亟待解决的问题。考虑到治疗前及治疗时体位存在偏差且3D-PNCT复位时的操作误差，术中仍需多次暂停操作，扫描CT以调整针的角度、深度，延长了治疗时间且可能增加并发症发生率。

贡献者信息

邓秀文

北京大学第三医院肿瘤放疗科　100191

吉喆

北京大学第三医院肿瘤放疗科　100191

姜玉良

北京大学第三医院肿瘤放疗科　100191

孙海涛

北京大学第三医院肿瘤放疗科　100191

郭福新

北京大学第三医院肿瘤放疗科　100191

范京红

北京大学第三医院肿瘤放疗科　100191

李卫燕

北京大学第三医院肿瘤放疗科　100191

王俊杰

北京大学第三医院肿瘤放疗科　100191

通信作者

王俊杰

北京大学第三医院肿瘤放疗科　100191

Email：junjiewang_edu@sina.cn

关键词

光学导航系统; 3D打印非共面模板; 放射性粒子植入; 剂量学; 头颈部复发癌;

基金项目

国家科技部重点研发项目（2019YFB1311300）

作者声明

作者贡献声明

邓秀文负责整理资料、采集数据并起草论文；吉喆负责采集数据和粒子植入计划的实施；姜玉良负责审核粒子植入计划和指导实施；郭福新负责粒子植入计划的实施；孙海涛负责粒子植入计划及3D打印模板的的设计和制作；范京红、李卫燕负责协助粒子植入计划的实施；王俊杰负责课题设计和指导论文写作

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

历史

出版日期：2021-01-25

收稿日期：2020-06-02

Radioactive seed Implantation

Dosimetric evaluation of ¹²⁵I seed implantation assisted by an optical navigation system and a 3D-printing template in the treatment of recurrent head and neck cancers

Deng Xiuwen, Ji Zhe, Jiang Yuliang, Sun Haitao, Guo Fuxin, Fan Jinghong, Li Weiyan, Wang Junjie

Published 2021-01-25

Cite as Chin J Radiol Med Prot, 2021, 41(1): 3-8. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2021.01.002

Abstract

Objective

To verify the accuracy and feasibility of radioactive ¹²⁵I seed implantation assisted by an optical navigation system and a 3D-printing non-coplanar template in the treatment of recurrent head and neck cancers.

Methods

A total of 12 patients with recurrent head and neck cancer treated with radioactive ¹²⁵I seed implantation assisted by an optical navigation system and 3D-printing non-coplanar template were enrolled from Dec 2018 to Dec 2019.The pre-plan and post-implant implantation needle number and implanted seed number were recorded.Meanwhile, their dosimetric parameters were compared, including D₉₀, minimum peripheral dose (MPD), V₁₀₀, V₁₅₀, V₂₀₀, conformity index (CI), external index (EI), and the homogeneity index (HI) of the target volume.

Results

The median lesion volume was 31.5 cm^3, the median number of seeds was 61.5, and the median prescription dose was 130 Gy.The means of the pre-plan D₉₀, MPD, V₁₀₀, V₁₅₀ and V₂₀₀ were 134.2, 64.6, 93.3, 75.3 and 39.3 Gy, respectively, while those of post-implant D₉₀, MPD, V₁₀₀, V₁₅₀, and V₂₀₀ were 146.7, 68.94, 97.47, 80.40 and 48.30 Gy, respectively, with no statistically significant difference (P>0.05). Meanwhile, there was no statistically significant difference between the pre-plan and post-implantation needle number, implanted seed number, CI, HI, and EI (P>0.05). In terms of postoperative dose quality assessment, eight cases were rated excellent (66.6%) and four cases were rated good (33.3%).

Conclusions

Radioactive ¹²⁵I seed implantation assisted by an optical navigation system and 3D-printing non-coplanar template can be accurately performed in the treatment of recurrent head and neck cancer, with good consistency between pre-plan and post-implant dosimetric parameters and thus of prospective potential in clinical application.

Key words:

Optical navigation system; 3D-printing template; Radioactive seed implantation; Dosimetry; Recurrent head and neck cancer

Contributor Information

Deng Xiuwen