粒子植入术

碘125放射性粒子治疗肺癌的临床应用与体会
喻永龙朱永东
宁国市人民医院
【摘要】放射性粒子植入治疗恶性肿瘤国外开展较早，近10年来国内发展迅速。

放射性粒子植入治疗肺癌有较严格的适应证和禁忌证，主要用于中晚期肺癌，可以提高肿瘤的局部控制率。

粒子植入要求有植入计划系统，尽可能使肿瘤内部剂量分布均匀，并使平均外周剂量准确足量，减少周围正常组织损伤。

粒子植入后还要进行植入质量评估，重新CT扫描，得到真正的肿瘤内剂量分布，评价疗效及发生并发症的可能。

我科始于2005年开展此项目，共治疗100多例患者，并发症少而轻，取得了较好疗效。

精确的放射治疗是中晚期肺癌治疗的主要手段之一。

传统的外放射治疗作为恶性肿瘤治疗的有效手段，得到了广泛的应用与发展，但受到最高耐受剂量的限制，而且常常造成不同程度的放射损伤，在靶区剂量与正常肺组织损伤之间存在矛盾；三维适形治疗，在提高靶区剂量等方面有了很大改善，但仍存在杀灭肿瘤的最大剂量与正常组织的最高耐受剂量之间难以平衡的缺陷[1]。

放射性粒子治疗可以将放射线的剂量全部放入肿瘤组织之内，而周围的组织受到很好的保护，剂量非常低。

碘125放射性粒子植入治疗肺癌，是指通过经皮肺穿刺方式将具有一定活度的微型密封的碘125粒子，在CT引导下，植入肺部肿瘤瘤体内，利用其低剂量率持续照射的特点杀灭肿瘤细胞，为中晚期肺癌患者提供了一种创伤小、易操作、患者耐受性好且安全有效的姑息性治疗方法。

1. 放射性粒子组织间植入的历史和现状
1901年，Pirre Curie为Danlos特制了植入肿瘤的镭管；1917年JAMA报道纽约纪念医院Barringer用手指肛诊指引，经会阴刺入导针，行前列腺放射性核素治疗，虽疗效很好，但有晚期排尿困难。

1974年，美国斯坦福大学医学院首创使用碘125粒子组织间植入近距离治疗25例上皮恶性肿瘤，取得了良好的局部控制率。

2001年11月，北京大学第三医院王俊杰教授在我国实施了首例前列腺癌放射性粒子植入术[2]。

目前国内临床应用已有10年时间，已有数百家医院开展这项工作，大多数患者取得了较满意的疗效。

柴树德等[3]随机选择53例不适于手术的晚期非小细胞肺癌患者，通过CT引导经皮穿刺种植碘125粒子，术后2个月复查37例患者，胸部CT显示完全缓解lO例(27.O％)，部分缓解27例(73.0％)；杨国凯等[4]报道的晚期胰腺癌12例，予碘125粒子植入近距离治疗，结果有效率为41．67％，病人的平均生存时间为9．66个月，最长25个月；随着图象分析技术、新型放射性核素以及三维治疗计划系统的迅速发展，粒子植入的适应证不断扩大，现已逐渐应用于多种恶性肿瘤的治疗，其治疗的前景会越来越广阔。

2. 放射性粒子植入的放射物理学
放射性粒子植入需要有精确的剂量计算及治疗计划，特别要求植入后进行再次验证，确保植入的剂量准确无误。

粒子植入要求相关科室人员密切合作，并需经过专业培训，熟练操作。

2.1 放射性粒子的活度
活度是指放射性粒子所具有的放射性强度。

一般粒子活度为0.7mci～0.9mci，活度单位为MBq，1mci=37MBq。

1mci能产生182Gy，1MBq=4.92Gy。

肿瘤植入的全部粒子的总活度，应当根据治疗计划满足处方剂量的要求。

一般在设计的总活度基础上增加15%～20%的剂量，可增加疗效。

2.2 放射性粒子的半衰期
不同种类的粒子，半衰期不同，临床应用适应证有区别，碘125的半衰期较长，正常组织耐受较好，防护要求较低，用于治疗分化较好的肿瘤。

103pd的半衰期较短，不到碘125的1/3，使受损伤的癌细胞修复减少，肿瘤的再分布减少，用于治疗分化差、恶性程度高的肿瘤。

2.3 剂量概念
平均外周剂量（mean peripheral dose, MPD）: 表示肿瘤靶体积表面的平均剂量。

处方剂量：即肿瘤靶区设计剂量。

粒子植入的剂量肯定不均匀，为统一处方剂量，将其定为平均外周剂量。

即95%以上肿瘤体积应达到100%的平均外周剂量。

肿瘤靶区若90%的体积达不到100%的平均外周剂量，局部控制率低。

2.4 粒子植入后的剂量分布
放射性粒子植入后的剂量分布，取决于：①选择的放射性核素种类；②粒子的活度；③粒子数；④粒子植入的位置。

粒子源的分布不影响平均外周剂量，但影响最小外周剂量。

靶区内粒子均匀一致时，剂量分布并非均匀一致，一般中心部分剂量较高。

2.5 粒子植入数目的计算
肿瘤植入的粒子数量由肿瘤的处方剂量决定。

植入粒子数的简单计算公式：（肿瘤长+宽+高）/3×5÷每个粒子的活度=植入粒子数。

上述公式是粗略计算，仅供参考，实际仍需用TPS证实。

2.6 粒子植入的基本原则
粒子植入应按照巴黎系统原则，放射源应呈直线排列，相互平行，各放射粒子之间应等距离；外周密集，中心稀疏，减少中心高量区，使剂量分布更均匀；放射源断面排列为正方形或等边三角形。

粒子植入发生位置误差的原因：①间隔不准确；②导针偏斜；③粒子迁移；允许粒子移动的误差为0.5cm。

3. 放射性粒子植入的放射生物学
放射性粒子植入与外照射放射治疗最大的放射生物区别是剂量率不同[5]。

粒子植入后开始的剂量率仅为直线加速器的1%，加速器为2Gy/min，每周10Gy；而碘125为0.0013Gy/min，1周后为13Gy/周。

剂量率的差别直接影响放射损伤的修复、肿瘤细胞的再氧化、再分布等。

延长照射时间，使乏氧细胞有充分时间发生再氧合，使放射效果提高。

延长照射时间也有相反作用，会使亚致死损伤得以修复。

再氧合与亚致死损伤修复是对立的统一。

在相当宽的剂量率范围内，没有剂量率效应，也不会降低肿瘤的放射效应。

放射性粒子具有非常低的剂量率，达到需要的处方剂量必须有足够长的照射时间。

延长照射时间和低剂量率放疗都使正常组织损伤明显减少，但对肿瘤细胞的杀伤没有任何影响。

放射性粒子植入最主要的特点是局部“适形”治疗，肿瘤靶区高剂量，而周围正常组织受量较低，这就有效的提高治疗增益系数，减少并发症，增加疗效。

4. 放射性粒子植入治疗肺癌的临床应用
4.1 适应证与禁忌证
适应证：中晚期原发性肺癌，无法手术，不宜或拒绝进行根治性手术的病例；转移性肺部肿瘤病灶或术后肺部孤立性转移灶失去手术机会者；外照射效果不佳或失败的病例；外照射剂量不足，作为局部剂量补充；禁忌证：恶液质，KPS小于60分，一般情况差，预期生存小于3个月，不能耐受治疗者。

4.2 设备、植入系统与治疗粒子
我们应用的是飞利浦螺旋CT机，扫描条件以利于观察操作为准，肿瘤局部以薄层扫描。

粒子治疗计划系统(TPS)为珠海和佳HGGR-2000放射性粒子治疗计划系统平台。

粒子植入器械为和佳公司提供的成套设
备，包括:转盘式植入枪、屏蔽式装粒操作箱、铅衣、铅围脖、铅手套、铅镜、便携式射线探测仪，以及国产18G粒子植入针等。

碘125粒子由珠海和佳股份有限公司生产，长4.5mm，直径0.8mm，园柱形，常用规格为0.7mCi-0.9mCi的碘125粒子，半衰期为60.1天，组织间有效穿透距离为17mm，初始剂量率为7cGy/h。

术前订购，高压蒸气消毒后备用。

4.3 治疗步骤
4.3.1 植入前准备
血常规，凝血四项，了解有无基础疾病及相关检查结果，体质评价(KPS评分)，手术知情同意书及必要的抢救器材、药物；根据CT资料评价肿瘤的大小、形状、部位、血供情况，初步拟定患者的体位及设计进针路线。

肿瘤血供丰富者，术前一天应用止血药物。

4.3.2 处方剂量与TPS的应用
利用TPS，输入肺部CT图像，在系统中勾画出肿瘤轮廓，然后根据处方剂量和肿瘤大小计算出所需粒子数量，并模拟出粒子的空间分布，指导粒子种植。

植入碘125粒子的数量和剂量，遵循能有效杀灭肿瘤细胞，最大限度降低正常组织的辐射损伤。

中心型肺癌在制定计划时，注意重要脏器如心脏、气管等的保护，用剂量一体积直方图和等剂量曲线观测重要脏器所接受的剂量。

4.3.3 粒子植入
首先核对碘125放射性粒子数量、表面活性；检查穿刺针、导针是否通畅；根据预先制定的治疗计划确定穿刺点，让病人选择合适的体位进行扫描，常规消毒、铺巾，1%利多卡因局麻直达脏胸膜；在监视器上测量进针角度及深度，植入针采用分步进针法到达预定位置，肿瘤较大时也可多针穿刺。

选择穿刺点原则：最短距离、垂直胸膜、避开重要结构。

粒子分布按照TPS的要求，尽量分布均匀，粒子间等距，间距通常在1.0-1.5cm之间，可根据活度大小、组织学类型及肿瘤内部结构适当调整。

如果病灶内部有液化坏死区，可抽出液化物并根据坏死区的大小适当减少碘125粒子。

植入过程中，一般将植入针预置到肿瘤最深处的边缘，然后边退针边释放粒子，退至最外侧的肿瘤边缘后，再调整进针角度，CT扫描确定针位合适后再行粒子植入。

重复上述步骤，完成全部粒子植入。

对于中心型肺癌，注意距心脏、大血管及主支气管保持1cm 以上的距离，不但可有效避免误伤这些重要结构，而且可最大限度地保护这些重要结构少受辐射的影响。

粒子植入完成后，嘱病人屏气后拔针，压迫穿刺点止血，敷创可贴或无菌纱布包扎。

4.4 粒子植入的并发症
可产生的并发症，如血气胸、肺出血、肺部感染、粒子迁移、肺栓塞等。

当患者突然出现呼吸困难、胸痛、咳嗽、咯血并伴心率加快、发绀等症状时，应考虑到肺栓塞的可能。

术后l周常规摄X线片，了解粒子的分布情况及有无迁移，以便及时补救。

大多数的粒子迁移都在4周以内，4周以后粒子迁移很少见。

肺放射性损伤：很少见，包括急性放射性肺炎和放射性肺纤维化。

国外Chen等[6]曾报道在粒子种植区周围的肺组织出现小面积的纤维化。

对粒子植入术后仍需外放疗照射者，更应注意射线的累加效应。

4.5 粒子植入后处理
观察有无粒子脱落移位、气胸、液气胸或肺出血等并发症并做相应处理，植入后密切监测生命体征，植入中出血较多者，常规肌注立止血等；做好粒子使用记录。

4.6 粒子植入后剂量评定
粒子植入完成后，完整地扫描肿瘤部位，将CT图像输入TPS计划系统，验证粒子植入与治疗计划符合程度，检查植入粒子后的剂量分布情况，是否出现剂量稀疏的区域，确定是否需要二次植入粒子或补充外照射。

4.7 观察指标
对所有病例进行定期随访，内容包括生活质量变化，近期疗效和并发症情况。

近期疗效评定：近期疗效在粒子植入治疗后每个月进行CT评价。

疗效评价标准（Response Evaluation Criteria in Solid Tumors，2000）CR：全部病灶消失，无新病灶出现，肿瘤标志物降至正常，并至少维持4周；PR：肿瘤最长径之和缩小≥30%以上，并至少维持4周；SD：肿瘤最长径之和缩小未达PR，或增大未达PD；PD：最大径增大≥20%，或出现新病灶。

正常组织急性反应（自放射治疗开始后90天内出现的放射反应）按RTOG标准评价。

放射性碘125粒子植入治疗肺癌具有近距离、持续性、低剂量等特点，对病变组织定位更为准确，局部控制率较高，较之传统外放疗具有损伤小、毒副作用少、安全、经济，极大提高患者生活质量等优势，也可配合体外三维适形放疗和全身静脉化疗，起协同增效的作用。

我科自2005年开展此项目以来，共治疗肺癌患者百余例，部分缓解70余例，完全缓解约20例，取得了较好的疗效。

参考文献
[1].Choi N,Baumann M,Flentjie M,et al.predictive factors in radiotherapy for non-small cell lung cancer present status[J].lung cancer,2001,31(1):43-56.
[2].王俊杰,唐俊天,黎功.放射性粒子近距离治疗肿瘤[M].北京:北京医科大学出版社，2001:26-27.
[3].柴树德,郑广钧,毛玉权等.CT引导下经皮穿刺种植放射性125I粒子治疗晚期肺癌[J].中华放射肿瘤学杂志，2004,13(4):291-293.
[4].杨国凯,罗开元等.125I粒子永久性植入组织间治疗胰腺癌的临床报告[J].临床外科杂志,2003,11(2):92-93.
[5].申文江.放射性粒子植入治疗肿瘤临床应用[J].医学研究通讯,2003,32(10):46-48.
[6].Chen A ,Galloaway M,Landreneau R,et al.Intrperative 125I brachytherapy for high-risk stage I non-small cell lung carcinoma[J].Int Radiat Oncol Biophys,1999,44(5):1057-
1063.。