3D打印圆柱形模板在局部晚...近距离治疗中的宫旁剂量覆盖_张丝雨.pdf

*基金项目:江苏省妇幼健康科研项目(F202165)通信作者:孙志华，E mail:szhnj163 com宫颈癌专题3D 打印圆柱形模板在局部晚期宫颈癌近距离治疗中的宫旁剂量覆盖*张丝雨1，杨勇琴2，徐寒子2，武雅琴2，张彬1，吴一凡1，陆谔梅2，朱必清2，翟振宇1，孙丽1，孙志华2南京医科大学附属肿瘤医院、江苏省肿瘤医院、江苏省肿瘤防治研究所1放疗物理技术中心，2妇放科(江苏南京210009)【摘要】目的评价局部晚期宫颈癌近距离治疗中 3D 打印圆柱形模板的宫旁剂量覆盖。方法回顾2021 年 2 月至 2022 年 6 月采用 3D 打印圆柱形模板引导腔内联合组织间插植近距离治疗的大体积(40cm3)伴宫旁浸润的局部晚期宫颈癌患者 24 例，从施源器库(applicator library)中导入 Vienna 标准施源器结构进行 Vienna 虚拟计划(以下简称虚拟计划)制作并与 3D 打印圆柱体模板计划(以下简称模板计划)进行剂量学比对，配对 t 检验分析差异。结果HCTV 平均模外体积(55.38 14.74)cm3，平均宽度(5.35 0.57)cm，最大径向距离(maximum radical distance，MD)(3.27 0.46)cm。剂量学比对结果显示:整体宫旁范围内，模板计划 ICTV D90明显优于虚拟计划(P 0.05);在宫旁外1/3 区域，模板计划的 CI、HCTV D90、D98均显著优于虚拟计划(P 0.05);模板计划小肠 D2cc总体高于虚拟计划，差异有统计学意义(P 0.05)。结论3D 打印圆柱体施源器可以实现大体积伴有宫旁浸润的局部晚期宫颈癌剂量覆盖目标，尤其对于宫旁外 1/3 浸润者有明显剂量学优势。【关键词】宫颈癌;近距离治疗;3D 打印;宫旁【中图分类号】737 33;730 55【文献标志码】ADOI:10 13820/j cnki gdyx 20222400Parametrial coverage of 3D printed cylindrical templates in locally advanced cervical cancer brachytherapyZHANG Si yu，YANG Yong qin，XU Han zi，WU Ya qin，ZHANG Bin，WU Yi fan，LU E mei，ZHU Bi qing，ZHAI Zhen yu，SUN Li，SUN Zhi huaMedical Physics and adiotherapy Center，the Affiliated Cancer Hospi-tal of Nanjing(Jiangsu Cancer Hospital)，Nanjing 210009，Jiangsu，ChinaCorresponding author:SUN Zhi hua E mail:szhnj163 com【Abstract】ObjectiveTo evaluate the parametrial dose coverage of 3D printed cylindrical templates in brachy-therapy for locally advanced cervical cancer MethodsFrom February 2021 to June 2022，24 cases of local advancedcervical cancer with large volume(40 cm3)and parametrial infiltration who were treated with 3D printing cylindricaltemplate guided intracavitary/interstitial(IC/IS)brachytherapy were reviewed The standard Vienna applicator was im-ported from Applicator Library to produce Vienna virtual plan(referred as virtual plan)，and compare with 3D printingcylinder template plan(referred as template plan)for dosimetric comparison Paired t test was used to analyze thedifferences esultsThe average out of template volume of HCTV was(55.38 14.74)cm3，with an averagewidth of(5.35 0.57)cm，and the maximum radial distance(MD)of(3.27 0.46)cm In the overall parametrialarea，ICTV D90of the template plan was significantly better than the virtual plan(P 0.05)，and the D2ccof bowel bag ofthe template plan was significantly higher than the virtual plan(P 0.05)In the outer 1/3 of the parametrial，the con-formity index(CI)，HCTV D90and D98of the template plan were significantly better than those of the virtual plan(P 0.05)ConclusionThe 3D printed cylindrical applicator can achieve the dose coverage of large volume local ad-vanced cervical cancer with parametrial infiltration，especially for patients with distal parametrial infiltration，which hasobvious dosimetric advantages【Key words】cervical cancer;brachytherapy;3D printed;paracardial disease331广东医学2023 年 2 月 第 44 卷第 2 期Guangdong Medical JournalFeb 2023，Vol 44，No 2网络首发时间：2023-03-01 10:32:04网络首发地址：https:/ 2。目前 IC/IS 标准化施源器主要以乌得勒支和 Vienna 环形施源器在临床实践中最为常见，然而 IC/IS 标准施源器固定的插植孔位置和方向在临床使用时仍存在一定的局限，当肿瘤体积40 cm3且伴有远端宫旁浸润(浸润范围超过宫旁1/2)时，标准施源器的宫旁剂量覆盖范围明显下降3。近年来 3D 打印技术在宫颈癌治疗领域蓬勃发展。相较标准施源器，3D 打印模板插植针的设计更为灵活，尤其是斜行插植路径的引入具有重要意义，能够改善标准施源器的宫旁剂量覆盖4。在各种类型的 3D 打印模板中，多通道圆柱形模板设计简洁、易于临床操作，加之圆柱形状更易被亚洲女性所适应，被广泛运用到局部晚期宫颈癌的近距离治疗当中 5 6。目前对于3D 打印圆柱体模板的宫旁剂量覆盖问题鲜见报道，本研究回顾了大体积(40 cm3)伴宫旁浸润的局部晚期宫颈应用 3D 打印圆柱形模板引导的 IC/IS 近距离治疗，并设计了虚拟 Vienna环形施源器计划，比较二者剂量学差异，评价 3D 打印圆柱体模板的宫旁剂量覆盖。1资料与方法1 1一般资料选取自2021 年2 月起至2022 年6月之间于江苏省肿瘤医院放疗行 3D 打印圆柱体模板引导的 IC/IS 近距离治疗的局部晚期宫颈癌患者24 例，年龄 41 78 岁，中位年龄 56 岁。组织病理学检查有鳞状细胞癌 21 例，腺癌 3 例。按照国际妇产科联盟(FIGO，2018)分期标准，有B期 2 例，B期 16 例，B期 6 例。根据椭球体公式(宽 厚 高 /6)计算，患者外照前肿瘤平均体积 78.25 cm3(范围40.21 137.69 cm3)，均 40 cm3，外照后肿瘤平均体积41.95 cm3(范围19.56 106.43 cm3)，均伴有宫旁浸润，见表 1。所有患者均接受同步放化疗，体外照射剂量 45 50.4 Gy。经江苏省肿瘤医院伦理委员会批准进行(江苏省肿瘤医院伦理委员会2022 科 004)。所有患者签署知情同意书。表 1肿瘤浸润范围例(%)宫旁浸润范围诊断时BT 前单侧2(8 33)12(50)双侧22(91 67)12(50)内 1/30(0)5(20 83)中 1/32(8 33)14(58 33)外 1/322(91 67)5(20 83)1 2预计划设计与制作根据患者阴道伸展性和肿瘤解剖部位选择直径 3 或 3.5 cm 的设计参考模板，高温消毒后固定于患者体内，进行预计划定位CT 图像采集。将 CT 影像传输至 Oncentra 治疗计划系统(v4.6，核通医科达，荷兰)和 Mimics 3D 建模系统(v17.0，Materialise，美国)，后者用于 3D 打印模板建模。结合外照射前后核磁共振影像(MI)及妇科检查结果确定靶区范围。物理师根据靶区形态以及周围危及器官(OAs)位置排布虚拟插植针路径，以完成处方剂量和 OAs 剂量限制为目标设计插植针分布、角度和深度。模板设计时应注意斜行针出模口应尽量位于阴道上部，每一层面中插植针间距最大不应过大以避免产生剂量冷点。植入角度定义为宫腔管中心轴与针轴的夹角。1 33D 打印圆柱体模板制作截取虚拟针道首尾端、出/入模板层面的 CT 图像并与 Mimics 3D 建模系统中相同坐标 CT 层面配准以确定针道坐标，重建施源器模板的三维模型和针道，将模型文件(STL)传输到 3D 打印机采用立体光固化成型法(Stereo lithography Appearance，SLA)打印成模，打印材料为医用光学树脂。1 4治疗实施患者外照射的第 5 周开始第 1 次近距离放疗。CT 影像采集引导近距离放疗，扫描CT 前向膀胱中注入 50 mL 生理盐水+7 mL 复方泛影普胺，用于在 CT 图像上清晰显示膀胱壁和脂肪间隙的分界。宫颈和阴道局部麻醉后，参照预计划结果植入宫腔管和插植针。根据实时定位 CT 图像调整插植针植入深度和植入数量，再次扫描 CT 验证插植针尖端位置。完成图像传输后进行靶区勾画和物理计划制作步骤。靶区和危及器官勾画原则参照 EC ESTO 工作组的推荐以及 ICU89 号报告7:高危 CTV(HCTV)包括整个宫颈和外照后的残余肿瘤;中危 CTV(ICTV)为 HCTV 前后方向外放 5 mm，头脚、左右方向外放 10 mm 所得，避开周围危及器官。HCTV 处方剂量和 OAs 的限制剂量参照 Embrace推荐的 EQD2 剂量结合外照射剂量推算。计划目标为 HCTV 总 EQD285 Gy，膀胱 D2cc80 Gy，直肠 D2cc65 Gy，乙状结肠 D2cc70 Gy，小肠 D2cc70 Gy，考虑到乙状结肠和小肠的运动性，放宽其剂量限制至 75 Gy。所有患者均治疗 4 次，每周 1 次。1 5剂量学比较设计虚拟 Vienna 标准施源器计划(以下简称虚拟计划)以进行剂量学对照。虚拟计划在每治疗分次实际临床 CT 上进行模拟制作，具体方法如下:将施源器模型库(Applicator Library431广东医学2023 年 2