3D打印微创导向模板在术后复发性宫颈癌近距离治疗中的临床应用

  目的  探讨3D打印微创导向模板在术后复发性宫颈癌三维插植后装治疗中的临床应用。  方法  收集2017年7月至2018年4月10例就诊于河北省沧州中西医结合医院,术后复发的宫颈癌患者行个体化3D打印微创导向模板辅助下三维插植后装治疗的临床资料。根据患者具体情况选用不同阴道定位模板,行CT模拟定位,勾画靶区,设计主要导向针道空间分布,打印出3D微创导向模板。根据预设针道植入插植针,制定治疗计划,高危临床靶区（high risk-clinical target volume,HR-CTV）处方剂量为6 Gy/次,共4~6次。  结果  10例患者共行插植治疗52次,每次插植治疗平均扫描CT次数为（1.58±0.70）次,每次插植治疗从插植针植入至插植针到达满意位置的平均消耗时间为（10.88±2.94）min,每次治疗插植针的使用针数为（5.69±1.91）根。剂量参数HR-CTV包绕90%靶区体积的剂量（D90）为（6.41±0.29）Gy,包绕膀胱、直肠、乙状结肠的2 cm3体积的剂量（D_2cm3）分别为（4.75±0.37）、（3.93± 0.26）、（4.33±0.24）Gy。10例患者治疗结束3个月后进行疗效评价,8例达完全缓解（complete response,CR）、2例达部分缓解（par tial response,PR）。  结论  3D打印微创导向模板应用于术后中心型复发性宫颈癌三维插植后装治疗,定位准确,可重复治疗,插植操作时间短,插植针数少,患者痛苦小,并发症少而轻,肿瘤缩小明显,具有良好的应用前景。      

3D打印模板辅助标准化施源器在ⅢB期宫颈癌影像引导自适应近距离治疗中的应用

目的 探讨3D打印模板辅助标准化施源器在宫颈癌影像引导自适应近距离治疗(BT)中的应用。方法 对 23例外照射(45Gy分25次)后宫旁受侵袭范围较大的 ⅢB期宫颈癌患者行MRI引导自适应BT,处方剂量为7 Gy/次,共4次。根据外照射前后MRI中肿瘤消退情况确定BT范围,预估应用标准化腔内联合组织间插植(IC+IS)施源器剂量欠量区域。对欠量区域虚拟经会阴组织间插植针道,并优化植入角度、间距、深度等。应用图形设计软件设计辅助插植模板,并使用3D打印技术打印辅助模板,并与标准化施源器结合紧密。在全麻条件下超声引导完成IC+IS,术后对患者行MRI定位扫描。将定位MRI传入治疗计划系统进行靶区和危及器官勾画,并给予IC+IS治疗计划设计优化,最终完成计划评估及治疗。结果 3D打印个体化插植模板平均打印时间为(3.5±1.0) h,辅助模板共引导植入插植针382根,单分次(4.2±1.5)根,剂量权重比为(16.49±9.50)%。靶区EQD2Gy,α/β=10剂量高危靶 区D90%为(90.45±3.03) Gy,中危靶 区D90%为(66.46±3.68) Gy。膀胱、直肠、小肠、乙状结肠的 D2cm³EQD2Gy,α/β=3分别为(82.69±2.60)、(73.20±2.52)、(69.35±3.32)、(69.39±3.27) Gy,均满足临床剂量要求。1年和 2年局部控制率、无远处转移生存率、总生存率分别为96%和87%、87%和70%、96%和78%。结论 利用3D打印技术制作的辅助插植施源器可以有效弥补现有标准化施源器在 ⅢB期宫颈癌临床BT时大体积靶区剂量的不足,为晚期宫颈癌BT提供了较为有效的方法。     

宫颈癌三维后装治疗插植针路径优化的可行性研究

目的 比较宫颈癌腔内结合插植后装治疗(IC/IS BT)时徒手方式插针计划与虚拟优化插针计划的剂量学差异,探讨现有插植后装计划的改善空间。方法 回顾性分析18例宫颈癌高剂量率放疗计划,利用Nucletron Oncentra三维近距离治疗计划系统在已实施的徒手方式插植后装治疗计划(Treatment-Plan)的基础上,再为每例患者设计一个虚拟优化插植后装治疗计划(Optimized-Plan)。运用剂量体积直方图评估两种计划的高危临床靶区剂量分布、危及器官受量及计划执行效率。结果 两种计划相比较,Optimized-Plan显示出更适形的靶区覆盖和更均匀的剂量分布(P=0.000、0.008)。膀胱、直肠、乙状结肠和小肠的D0.01 cm³、D1 cm³、D2 cm³和D5 cm³差异均有统计学意义(P<0.05),Optimized-Plan可以降低危及器官受量,膀胱、直肠、乙状结肠、小肠D2 cm³分别减小60.41、36.43、27.53、12.43 cGy。计划执行时间上,Treatment-Plan为(857.92±243.39) s,Optimized-Plan为(804.53±239.13) s,平均缩短53.39s (P<0.001)。结论 虚拟优化插针计划比徒手方式插针计划显示出更适形的靶区覆盖和更均匀的剂量分布,同时各危及器官受量都有不同程度降低,计划执行时间缩短。     

宫颈癌三维后装治疗插植针路径优化的可行性研究

目的 比较宫颈癌腔内结合插植后装治疗(IC/IS BT)时徒手方式插针计划与虚拟优化插针计划的剂量学差异,探讨现有插植后装计划的改善空间。方法 回顾性分析18例宫颈癌高剂量率放疗计划,利用Nucletron Oncentra三维近距离治疗计划系统在已实施的徒手方式插植后装治疗计划(Treatment-Plan)的基础上,再为每例患者设计一个虚拟优化插植后装治疗计划(Optimized-Plan)。运用剂量体积直方图评估两种计划的高危临床靶区剂量分布、危及器官受量及计划执行效率。结果 两种计划相比较,Optimized-Plan显示出更适形的靶区覆盖和更均匀的剂量分布(P=0.000、0.008)。膀胱、直肠、乙状结肠和小肠的D0.01 cm³、D1 cm³、D2 cm³和D5 cm³差异均有统计学意义(P<0.05),Optimized-Plan可以降低危及器官受量,膀胱、直肠、乙状结肠、小肠D2 cm³分别减小60.41、36.43、27.53、12.43 cGy。计划执行时间上,Treatment-Plan为(857.92±243.39) s,Optimized-Plan为(804.53±239.13) s,平均缩短53.39s (P<0.001)。结论 虚拟优化插针计划比徒手方式插针计划显示出更适形的靶区覆盖和更均匀的剂量分布,同时各危及器官受量都有不同程度降低,计划执行时间缩短。     

CT引导徒手腔内联合插植自适应后装与传统A点后装治疗宫颈癌剂量比较

目的 探讨CT引导徒手腔内联合插植实现影像引导自适应后装(IGABT)相较于传统A点二维后装(CP)剂量学优势,明确其在宫颈癌治疗中的价值。方法 选取在中山大学肿瘤医院行全量放疗的宫颈癌患者 26例,每例患者行4次后装治疗。治疗时先徒手置入宫腔管及2根插植针,后增加插植针数量并调整方向、深度,分别行CT扫描获得2套图像。勾画高危临床靶区(HRCTV),A点和危及器官(直肠、膀胱及乙状结肠)。在2套图像上分别行CP和IGABT计划设计,并配对t检验、Wilcoxon检验两者剂量参数差异。结果 以CP计划的覆盖指数(CI)进行分组,A组(CI≥0.90)包含20个CP和对应IGABT计划,B组(CI<0.90)包含84个CP和对应IGABT计划。A组的HRCTV体积及肿瘤直径明显小于B组(46.7cm³∶62.1cm³,P<0.001及3.1cm∶4.4cm,P<0.0001)。IGABT显著提高所有及B组D90%及覆盖指数,降低膀胱剂量,减少A组乙状结肠剂量,并改善剂量适形度及均匀性。结论 IGABT能提高靶区覆盖、剂量适形度和均匀性,保护危及器官,且对肿瘤较大的患者仍有优势。     

局部晚期宫颈癌腔内联合组织间插植3D-IGBT的剂量学研究

目的 探讨CT引导下腔内联合组织间插植3D-IGBT局部晚期宫颈癌的剂量学优势。方法 分析2013—2014年于本院接受根治性外照射及腔内联合组织间插植3D-IGBT的局部晚期宫颈癌患者 45例,FIGO分期(2009年)为 Ⅰ_B2—Ⅳ_A期。同一患者行腔内联合组织间插植 ¹⁹²Ir治疗后,在原影像上去掉插植针作用,仅使用腔内施源器制定治疗计划。比较前后两组计划中高危CTV的 D_90%、中危CTV的 D_90%和膀胱、直肠、乙状结肠、小肠的 D_{2 cm³}剂量学差异,并行配对t检验。结果 共制定260次后装治疗计划, 其中腔内联合组织间插植治疗计划 130例、腔内治疗计划 130例。腔内联合组织间插植治疗较腔内治疗高危CTV的 D_90%、中危CTV的 D_90%显著增高(P=0.000、0.000),膀胱、直肠的 D_{2 cm³}显著降低(P=0.000、0.006)。结论 局部晚期宫颈癌使用腔内联合组织间插植3D-IGBT在获得更高靶区剂量的同时降低了膀胱、直肠受量。     

后装腔内插植放疗与三维后装腔内放疗治疗局部晚期宫颈癌的疗效与剂量学比较

目的探讨后装腔内插植放疗与三维后装腔内放疗治疗局部晚期宫颈癌的疗效与剂量学差异。方法将212例局部晚期宫颈癌患者,按照治疗方法的不同分为A组(106例)和B组(106例)。在体外三维适形调强放疗的基础上,A组采用后装腔内插植放疗,B组采用三维后装腔内放疗。对比两组近期疗效、并发症发生率以及剂量学差异。结果B组患者高危临床靶区D100、D90和中危临床靶区D100、D90均明显低于A组,膀胱、直肠、乙状结肠的D2cm3均明显高于A组,差异均有统计学意义(P﹤0.01)。A组患者总有效率明显高于B组,放射性直肠炎、放射性膀胱炎发生率均明显低于B组,差异均有统计学意义(P﹤0.01)。结论后装腔内插植放疗能够在提升肿瘤组织受照剂量的同时,降低危及器官的受照剂量,提升近期缓解率、控制率,减少不良反应。     

宫颈癌腔内联合组织间插植治疗与三管式腔内后装治疗的剂量学比较

目的:比较腔内联合组织间插植治疗与三管式腔内后装治疗在宫颈癌后装近距离中的剂量学差异。方法:回顾性分析我院2017年2月至2017年12月后装治疗宫颈癌患者40例,FIGO分期为Ⅰb-Ⅳa期。其中20例患者采用核通Fletch三通道施源器进行三管式后装腔内治疗（ICBT）,20例患者采用核通Fletch宫腔管联合4针插植进行治疗（IC/ISBT）。在靶区D90尽量接近600 cGy条件下,评估单次后装治疗靶区适形指数（COIN）、均匀指数（HI）、膀胱及直肠的剂量学差异。结果:IC/ISBT组患者的高危CTV靶区COIN明显高于ICBT组（P=0.000）,而HI指数两组患者并无差异（P=0.917）。IC/ISBT组患者膀胱D1 cm3和D2 cm3剂量明显低于ICBT组（P=0.015,P=0.023）。IC/ISBT组患者直肠D1 cm3剂量明显低于ICBT组（P=0.040）,D2 cm3剂量也较ICBT组低（P=0.070）,但差异无统计学意义。两组患者总治疗时间差异无统计学意义（P=0.500）。结论:腔内联合4针插植治疗较三管式腔内放疗可以显著提高COIN而不改变靶区高剂量区范围和总治疗时间,并降低危及器官膀胱、直肠的受量。     

腔道适形导板引导宫颈癌插植放疗的应用研究

目的探讨联合自动针道优化及3D打印技术研制腔道适形插植导板的方法, 评价该技术对剂量及疗效的提升与改进作用。方法回顾性分析广西医科大学附属肿瘤医院2020年9月—2022年9月收治的晚期宫颈癌患者15例。患者存在阴道残端复发、肿瘤偏心性生长、子宫锥切术后等特征, CT扫描获取三维影像, 完成针道优化后, 通过放射治疗3D打印系统软件(PMT 3D)对预计划数据进行解析, 抓取驻留点的坐标而建立插植通道, 并基于患者生理结构特征生成腔道适形插植导板的尺寸及形状, 3D打印后实施插植放疗。评估适形指数等剂量学参数, 对治疗前、后的肿瘤体积变化进行配对t检验。结果 15例患者采用腔道适形插植导板进行治疗, 其治疗计划适形指数CI为0.74±0.26, 放射治疗总剂量高危临床靶区(HR-CTV)D90%(EQD2, α/β=10)为(85.5±6.8)Gy, 膀胱、直肠、小肠、结肠的D2 cm3(EQD2, α/β=3)分别为(72.2±4.2)、(65.8±6.1)、(65.2±4.4)、(69.8±3.7)Gy, 符合临床要求。治疗后, 肿瘤体积缩小明显。适形插植导板与阴道腔体贴合度较好,...     

3D打印模板插植后装放疗联合深部热疗对盆腔复发性宫颈癌的疗效分析

目的:探讨3D打印模板插植后装放疗(brachytherapy,BT)联合深部热疗(hyperthermia,HT)对盆腔复发性宫颈癌的近期疗效.方法:选取2017年1月至2021年3月河北省沧州中西医结合医院收治的复发性宫颈癌患者73例临床病理资料,其中单独行3D打印模板插植后装放疗39例为对照组、联合深部热疗34例...     

Measurement of prostate rotation during insertion of needles for brachytherapy.

BACKGROUND AND PURPOSE: The purpose of this study is to investigate whether prostate rotation due to needle insertion for prostate brachytherapy is predictable and if so, to quantify this rotation, and to see whether locking needles reduce the magnitude of prostate rotation. PATIENTS AND METHODS: The measurements are done at the beginning of the procedure for brachytherapy with a Foley catheter in situ. After a needle is inserted into the prostate, a 3D ultrasound scan is made. Then the seeds are delivered using RAPID Strands (Oncura), and the needle is withdrawn. A second 3D scan is made. The needle and seed positions are determined in these scans. To determine the rotation of the prostate, the angle between the needle and the seed trajectory is calculated. RESULTS: The prostate rotations have been measured in 16 patients, eight without the use of locking needles and eight with locking needles. In total 62 needles were inserted. The maximum rotation was 13.8 degrees and occurred in the coronal plane when no locking needles were used with a significant correlation (P<0.01, R=0.637) between the place of insertion and rotation. It was shown that the method (with or without locking needles) had a significant (P<0.001) influence on the rotation in the coronal plane. Rotations in the sagittal plane ranged from -8.5 degrees to +10.2 degrees without correlation with the insertion point of the needle or the use of locking needles. CONCLUSIONS: This study showed that prostate rotation during needle insertion for prostate brachytherapy is relatively large and unpredictable. Locking needles reduce prostate rotation in the coronal plane, but not in the sagittal plane. Minimising this rotation is necessary for accurate seed delivery, especially when a robotic implantation technique is used.     

Computed Tomography–Guided Optimization of Needle Insertion for Combined Intracavitary/Interstitial Brachytherapy With Utrecht Applicator in Locally Advanced Cervical Cancer

PurposeThere are no international guidelines for optimal needle insertion during interstitial intracavitary brachytherapy (IS-ICBT) for cervical cancer. We aimed to investigate the clinical feasibility and added value of computed tomography (CT) guidance to optimize needle insertion in IS-ICBT using the Utrecht applicator and to evaluate needle shifts.Methods and MaterialsWe enrolled 24 patients who were treated with interstitial-brachytherapy. Two CT scans each were performed for every patient: (1) after applicator insertion without needles (CT_preneedle) and (2) after needle insertion (CT_postneedle). In addition to magnetic resonance imaging after external-beam radiation therapy, CT_preneedle was used to determine optimal needle locations and insertion lengths based on applicator and organs at risk positioning on the day of treatment; CT_postneedle was used for IS-ICBT planning. The needle-channel axis was used as a reference to determine needle-shift evolution.ResultsA total of 266 interstitial needles were inserted in 76 of 93 BT fractions with high intra- and interpatient variations in the number of inserted needles. Based on CT_preneedle findings, needle insertion was avoided in 9, 4, 2, and 2 patients at the first, second, third, and fourth fractions, respectively. The unloaded needle frequency was 4%. Average needle contribution to total dwell time was 37.2% ± 19.2%. Shifting was observed in 68% of the needles (mean shift 2.0 ± 2.3 mm), mostly in the posterior direction, and in needles with a larger insertion length. Needle reinsertion was not needed in any patient. No complication due to needle insertion was observed, except for minor vaginal bleeding in 1 patient after needle removal.ConclusionsThe adaptive CT-guided IS-ICBT application was feasible and resulted in fewer unloaded needle insertions or complications and more efficient use with higher needle contribution to the treatment. Needle shift was frequent but did not require needle reinsertion with the proposed method.     

New interstitial HDR brachytherapy technique for prostate cancer: CT based 3D planning after transrectal implantation.

We have developed a new interstitial HDR brachytherapy technique for the treatment of prostate cancer using CT based 3D planning after transrectal implantation of four non-parallel needles. CT based needle reconstruction, target definition, evaluation and documentation, including DVHs and 3D imaging, is a feasible, safe and well tolerated treatment concept.     

3D打印微创导向模板插植放射治疗联合深部热疗治疗局部晚期宫颈癌的疗效分析

目的 探讨3D打印微创导向模板插植放射治疗联合深部热疗治疗局部晚期宫颈癌的近期疗效和不良反应.方法 选取2018年6月至2020年12月于河北省沧州中西医结合医院治疗的80例初治宫颈癌患者,并随机分为联合治疗组及单纯治疗组,每组40例.单纯治疗组外照射采用6 MV?X加速器放疗同步顺铂化疗,后装治疗采用192Ir高剂量...     

Seed misplacement and stabilizing needles in transperineal permanent prostate implants.

BACKGROUND AND PURPOSE: Seed misplacement occurring in transperineal permanent implants contributes to the degradation in dose coverage. It has been suggested that needles could be used to immobilize the prostate and help reduce misplacement. This study investigates the effects of parallel stabilizing needles on seed misplacement. MATERIALS AND METHODS: A group of ten patients implanted with stabilizing needles was compared with a group of 20 patients implanted without stabilization. Measurements were performed on the displacement of individual seeds and needles. The needle measurements are: insertion angle, the ratio of post-implant over pre-implant lengths and the clustering tendency, a measure of relative misplacement among the seeds of the same needle. RESULTS: No difference was observed in seed misplacement. No difference was observed in needle insertion angle, a measure which was expected to improve with the use of stabilizing needles. CONCLUSION: None of the expected effects from the use of parallel stabilizing needles have been observed. This method of prostate contention appears to be without benefits. Seed misplacement is most pronounced along the insertion axis and is caused by friction between prostatic tissues and implantation needles. Reducing friction could be a promising alternative to prostate contention in trying to reduce misplacement.     

3D打印个体化施源器鼻咽癌腔内后装治疗应用初探

目的 初步探讨3D打印个体化施源器在鼻咽癌腔内后装放疗中应用的可行性。方法对1例rT1期复发鼻咽癌及1例T2期残留鼻咽癌患者进行定位CT扫描,传输至3D图像处理软件获得鼻咽腔几何轮廓参数,并设计管道走位使其靠近肿瘤区(rGTV)。按设计参数,使用3D打印机制造出个体化腔内施源器。用类似后鼻孔填塞技术将施源器置入鼻咽腔内。在施源器预设的管道中,插入后装施源管及假源,再次行定位CT并传入3D后装计划系统。勾画靶区和危及器官,设计优化治疗计划,完成首次治疗后取出施源器。再次治疗前复查定位CT并观察假源位置是否准确。结果 施源器置入鼻咽腔后能与鼻咽壁完全贴合,并且自行固定无须额外的固定措施。治疗中多次复查CT并与计划CT比较假源位置误差≤1mm,患者治疗全程无明显不适。优化后三维治疗方案100%剂量曲线包全rGTV,脑干、脊髓最大剂量<30%。复发患者给予处方剂量40Gy分8次4周完成,残留患者12Gy分2次1周完成。2例患者后装治疗后3个月复查肿瘤均全消。结论 使用3D打印技术制作的个体化鼻咽腔内施源器具有自行固定、位置准确、重复性好、患者耐受良好的优点,近期疗效确切,值得进一步研究。     

3D打印个体化施源器鼻咽癌腔内后装治疗应用初探

目的 初步探讨3D打印个体化施源器在鼻咽癌腔内后装放疗中应用的可行性。方法对1例rT1期复发鼻咽癌及1例T2期残留鼻咽癌患者进行定位CT扫描,传输至3D图像处理软件获得鼻咽腔几何轮廓参数,并设计管道走位使其靠近肿瘤区(rGTV)。按设计参数,使用3D打印机制造出个体化腔内施源器。用类似后鼻孔填塞技术将施源器置入鼻咽腔内。在施源器预设的管道中,插入后装施源管及假源,再次行定位CT并传入3D后装计划系统。勾画靶区和危及器官,设计优化治疗计划,完成首次治疗后取出施源器。再次治疗前复查定位CT并观察假源位置是否准确。结果 施源器置入鼻咽腔后能与鼻咽壁完全贴合,并且自行固定无须额外的固定措施。治疗中多次复查CT并与计划CT比较假源位置误差≤1mm,患者治疗全程无明显不适。优化后三维治疗方案100%剂量曲线包全rGTV,脑干、脊髓最大剂量<30%。复发患者给予处方剂量40Gy分8次4周完成,残留患者12Gy分2次1周完成。2例患者后装治疗后3个月复查肿瘤均全消。结论 使用3D打印技术制作的个体化鼻咽腔内施源器具有自行固定、位置准确、重复性好、患者耐受良好的优点,近期疗效确切,值得进一步研究。