《Brachytherapy》：PLANER: Development and validation of a real-time image-guided dynamic dosimetric framework for I-125 seed brachytherapy
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熊俊如|邓良宇|张峰|刘莉|李伟|李廷元|张永德|黄学全|何创中国重庆陆军医科大学第一附属医院核医学科（微创介入与放射性粒子治疗中心）摘要目的开发并临床验证一种新型的实时图像引导自适应剂量测定工作流程，用于I-125种子近距离放射治疗，旨在提高植入当天计划剂量分布与实际剂量分布之
熊俊如|邓良宇|张峰|刘莉|李伟|李廷元|张永德|黄学全|何创
中国重庆陆军医科大学第一附属医院核医学科（微创介入与放射性粒子治疗中心）
摘要
目的
开发并临床验证一种新型的实时图像引导自适应剂量测定工作流程，用于I-125种子近距离放射治疗，旨在提高植入当天计划剂量分布与实际剂量分布之间的一致性。
材料与方法
我们回顾性分析了34名接受CT引导的I-125种子近距离放射治疗的患者，这些患者使用了四阶段的PLANER工作流程。激光导航系统根据预先制定的计划引导针头放置。如果术中剂量测定超出预设阈值，会立即生成自适应重新计划。比较了各阶段的关键剂量指标（D90、V90、V200），并通过中介分析评估自适应重新计划对最终剂量的影响。
结果
所有病例均完成了PLANER工作流程。种子数量的中位数从38个增加到40个（p?11），这意味着在增加种子的同时没有增加针头数量。目标D90在所有阶段都保持在计划值的约5%范围内。V90覆盖率始终≥95%，初始放置后略有下降，优化后恢复到约97%。高剂量热点（V200）得到了良好控制，没有显著增加。中介分析证实，自适应重新计划阶段对最终D90和V90有显著的中介效应，有效地将预先计划的剂量影响传递到了实际剂量上。
结论
引言
近距离放射治疗是癌症治疗中的一种重要方式，它能够对肿瘤进行高度局部化的剂量输送，同时避免对周围健康组织的损伤。由于放射性I-125种子的半衰期合适且辐射范围可控，因此已被广泛应用于多种实体肿瘤的治疗中，包括前列腺癌、头颈部肿瘤、肺部病变和软组织肉瘤（[1]、[2]、[3]、[4]）。然而，I-125种子植入的传统工作流程面临两个主要技术挑战。首先，治疗计划系统（TPS）生成的静态术前治疗计划在手术过程中难以完全按预期执行。术中因素如呼吸运动、器官移位和针头插入错误常常导致计划剂量参数与实际达到的剂量参数之间存在偏差（5,6）。关键剂量指标如D90（目标体积的90%的剂量）和V90（接受至少90%处方剂量的体积）可能会受到显著影响，高剂量区域（V200“热点”）的非预期扩大可能会增加辐射损伤的风险（7）。其次，种子放置的空间精度受到组织变形和操作者技术的影响，进一步加剧了计划剂量分布与实际剂量分布之间的差异（8）。使用连接的种子串（通常称为粒子链植入）已被证明可以减轻由种子定位不确定性引起的剂量差异（9）。这些偏差会直接影响目标覆盖率并增加热点区域的剂量，使得在保护正常组织的同时维持预期的肿瘤剂量变得困难。这在临床上令人担忧，因为目标覆盖不足（例如D90较低）与近距离放射治疗的较差局部控制效果相关（10）。
图像引导技术已被引入以提高植入精度（11）。例如，基于CT的导航系统可以提高针头放置的精度，从而减少种子植入所需的针头插入次数和重复扫描次数（12,13）。然而，在I-125种子近距离放射治疗的背景下，从预先计划到术中调整再到术后验证的闭环剂量测定过程尚未完全实现。特别是，术中剂量调节如何转化为最终剂量结果仍不清楚。这一差距类似于外照射治疗中的自适应放疗范式，其中计划会根据中期成像结果定期进行调整。然而，在近距离放射治疗中，类似的术中适应机制尚未建立。
在这项研究中，我们将实时图像导航与TPS结合，创建了一个动态剂量测定框架。该PLANER框架（术前计划、基于激光的自适应导航、评估和剂量优化、术后审查）能够连续可视化目标区域的剂量分布，并在植入过程中实时校正剂量参数。通过克服传统静态预先规划的空间和时间限制，这种方法旨在提高I-125种子植入当天的剂量测定精度和一致性。我们介绍了这种实时剂量测定工作流程的开发和临床验证情况。此外，我们分析了术中调整如何调节计划剂量与实际剂量之间的关系，并讨论了该框架在提高肿瘤控制和减少并发症方面的潜力（同时承认长期益处仍有待验证）。这项工作为下一代精准近距离放射治疗技术奠定了基础。
章节摘录
患者队列
这项单中心回顾性队列研究获得了机构审查委员会的批准（IRB批准编号：KY2025080）。我们纳入了34名患者（22名男性，12名女性），他们共有35个恶性肿瘤病灶，于2025年1月至3月期间接受了CT引导的I-125间质近距离放射治疗。中位年龄为61岁（四分位数范围[IQR] 52.8–69.3岁）。主要肿瘤类型包括肺癌、消化系统肿瘤以及其他部位如软组织或骨病变。
各阶段的剂量和程序参数
PLANER工作流程在所有34名患者中成功应用，实现了I-125种子植入过程中的实时剂量监测和调整。我们系统地分析了四个关键阶段（P、LAN、E、R）的剂量和程序参数，以评估该框架的性能，如表2所示。
在整个队列中，GTV在所有阶段基本保持不变（P阶段中位数为32.33立方厘米，R阶段为32.36立方厘米，p?=?0.742，各阶段之间没有显著差异
讨论
在这项研究中，我们将实时图像导航与动态术中剂量优化相结合，创建了一个I-125种子近距离放射治疗的闭环剂量测定框架。我们的结果表明，PLANER工作流程可以显著提高植入当天计划剂量与实际剂量之间的一致性。通过持续监测剂量并进行即时调整，我们将目标覆盖率保持在计划的5%范围内，并防止了任何显著的热点区域
