经皮椎体成形术联合125I粒子植入治疗脊柱转移瘤的实验与临床研究

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目的:建立动物实验模型,通过基础实验研究探讨TPS治疗计划下经皮椎体成形术(Percutaneous Vertebroplasty,PVP)联合125I粒子植入术治疗脊柱转移瘤的可行性及安全性。探讨125I粒子近距离照射所引起的放射性脊髓炎的照射剂量和时间的关系。通过对我院所收治的脊柱转移瘤患者进行PVP联合125I粒子植入及单纯PVP治疗,综合分析两种术式在治疗脊柱转移瘤疗效、术后并发症以及对重要脏器功能的影响,进一步探讨PVP联合125I粒子植入术治疗脊柱转移瘤的优势。方法:第一部分:选择成年健康版纳微型猪12头,随机分为A、B两组:A组:PVP+125I粒子椎体内植入组6头;B组:125I粒子椎管内植入组6头。A组模拟瘤灶(目标靶区)为T(?)椎体右侧后部,呈圆球状,直径=1.0cm,按术前TPS治疗计划行PVP+125I粒子植入椎体目标靶区,125I粒子置入数8粒(8.0mci)/椎体,初始剂量2.92cGy/h/粒子,肿瘤周边匹配剂量(MPD)80Gy~100Gy,骨水泥推注剂量0.8~1.3ml,平均1.0ml。B组125I粒子椎管内植入目标区位于T13椎管右前侧部,125I粒子置入数8粒(8.0mci)/头,初始剂量2.92cGy/h/粒子,肿瘤周边匹配剂量(MPD)80Gy~100Gy。术后CT扫描观察骨水泥及125I粒子分布情况。评定实验猪脊髓神经功能。4个半衰期(8个月)后A组取T13椎体和脊髓标本进行病理学检查,B组取T13水平脊髓标本进行病理学检查。第二部分:版纳微型猪18头随机分为A1、A2、B三组(其中B组同第一部分),其中A1组于DSA引导下T13水平椎管右前方硬膜外植入125I粒子4粒(4.0mci),A2、B两组分别于T13水平椎管右前方硬膜外植入125I粒子各8粒(8.0mci)。A1、B两组动物饲养观察8月,A2组动物饲养观察2月,脊髓表面照射剂量分别为A1组1014.4±86.9cGy, A2组1405.7±60.62cGy, B组1853.6±142.89cGy。按各组时间段处死动物后分别取其T13水平脊髓前角进行流式细胞仪细胞周期分析,TUNEI法检测细胞凋亡。第三部分:将80例脊椎溶骨性转移瘤患者,随机分为单纯PVP组140例,PVP联合125I粒子植入组(联合治疗组)40例。单纯PVP组是在DSA机引导下经皮穿刺,将骨水泥注射到患椎内。联合治疗组是PVP术中联合125I粒子植入。第四部分:对42例成骨性脊柱转移瘤患者实施PVP联合125I粒子植入术,观察临床疗效和不良反应。结果:第一部分:A组实验猪均完成PVP+125I粒子植入手术,经术后CT断层扫描证实粒子分布符合模型和TPS布源要求,1例少量骨水泥向椎旁渗漏,1例少量骨水泥向椎管内渗漏,无其它严重并发症。术后观察4个半衰期(8个月),均未出现后肢瘫痪、摇尾减少和二便障碍症状。B组亦顺利完成125I粒子椎管内植入手术,粒子呈集中点状分布于椎管前右侧部,CT断层扫描证实粒子分布于硬膜外。术后观察3日,未见脊髓手术损伤症状出现征象。其中头实验猪,术后第2天出现较为严重的腹胀症状,经输液、排气处置,术后第三日恢复正常饮食。观察饲养4个半衰期(8个月),其中4头(4/6)出现右侧后肢不全瘫痪,摇尾减少,无明显二便障碍,进食减少,其中1头猪观察8个月时伴有较明显的腹胀症状。B组改良Tarlov评分为2.57±0.36,A组为5.00±0.00,两组相比有显著差异。动物处死后尸体解剖发现A组椎体切面见骨水泥位于椎体内,质坚硬与骨组织结构紧密融合难以分离,可见椎体内粒子分布。镜下可见骨水泥小滴弥散于猪椎体松质骨间内。A组脊髓整体结构基本正常,白质未见明显纤维肿胀,灰质结构清楚。B组脊髓病检镜下可见“袖套”样改变、噬神经元现象,细胞液化坏死,神经细胞变性萎缩,微血管内皮细胞变性第二部分:A1组实验猪目标靶区脊髓坏死不明显,A2组脊髓可见点状小范围坏死区,(?)组可见直径0.6-0.9cm液化坏死区。流式细胞仪细胞周期分析及TUNEL法检测细胞凋亡显示脊髓细胞经125I粒子连续照射后,随着照射剂量及照射时间的增加,猪脊髓细胞中处于G2和S期的细胞比率显著增加。随着125I粒子照射剂量的增大及作用时间的延长,猪脊髓细胞的凋亡率及坏死率明显增加。第三部分:联合治疗组CR 0例,PR 36例(90.0%),NC 4例(10.0%),PD 0例(0%),临床获益率为100%。单纯PVP组CR 0例,PR 31(77.5%),NC 7例(17.5%),PD 2例(5.0%),临床获益率为95.0%。治疗后两组临床获益率比较差异有统计学意义。联合治疗组KPS评分(92.5±7.1)分,单纯PVP组KPS评分(87.7±7.3)分,均较术前(68.9±7.9)及(69.4±8.3)分明显增高,且两组比较差异有统计学意义(P<0.05)。联合治疗组TTP为9.0个月,单纯PVP组TTP为8.9个月。第四部分:42例89节椎体手术获得成功,每节椎体注射骨水泥1~5ml,胸椎平均为2.8ml,腰椎平均为3.1ml。术后X线片及CT检查显示所有患者均取得脊柱的稳定。随访6个月~5年,41例(97.6%)患者患者术后腰背部疼痛明显减轻或消失,1例(2.4%)改善不明显,手术前后VAS评分及KPS评分比较差异有统计学意义(P<0.05)。随访期内前列腺癌的平均生存时间为18个月,肺癌的平均生存时间为9个月,乳腺癌的平均生存时间为18个月,比较差异有统计学意义(P=0.001)。结论:1.版纳微型猪是进行PVP联合125I粒子植入动物实验的良好载体,能很好模拟临床。2.125I粒子近距离照射所引起的放射性脊髓炎与其照射剂量和持续照射时间有关。低剂量,且短期作用的放射治疗可有效降低脊髓细胞的凋亡及坏死率。3.在TPS设计处方剂量下,PVP联合125I粒子植入手术不会引发放射性脊髓炎。4.PVP具有创伤小,操作较简单,并发症少的特点,可有效缓解脊柱溶骨性转移瘤患者疼痛,PVP术中联合125I粒子植入能增强抗肿瘤作用,从而达到提高疗效的目的。5.脊柱成骨性转移瘤灶并非PVP手术禁忌症。PVP术中,骨水泥可以被成功地注射并分布于成骨性病灶周缘或中央区域,椎体力学强度获得提高的同时,止痛和控制局部瘤灶进展效果满意,术中联合125I粒子植入可增强疗效。
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