胰腺癌是一种消化道恶性程度很高的恶性肿瘤，预后很差。在全球癌症死亡原因中，它排名第四。手术根治性切除是胰腺癌的唯一治疗方法。但只有5％–20％的患者可以接受根治性切除术。在日本进行的一项为期20年的全国胰腺癌调查显示，接受手术切除的患者5年生存率分别为13.4％，接受姑息治疗和非手术治疗的患者5年生存率分别为0.8％和0％。对于无法进行根治性切除术的胰腺癌患者，化学疗法和放射疗法是唯一可以延长生存时间的策略。放射疗法是胰腺癌综合治疗的一种手段。但是，在常规的外部放射治疗中，射线会被皮肤，肌肉和内脏层衰减，从而使治疗无法取得良好的效果，并影响患者的整体预后。因此，确定如何有效地将放射线聚焦在肿瘤上并减少对正常组织和细胞的损害一直是放射疗法研究的重点。1972年率先应用治疗前列腺癌并取得成功。从那时起，粒子植入开始用于治疗人体各个部位的肿瘤，取得良好的效果。
　　 然而，关于如何将颗粒均匀地分布到肿瘤中尚无统一的结论。随着医学成像技术的发展，三维肿瘤和其周围组织的成像技术已在临床实践中实现。如果将3D成像技术引入粒子植入技术，则可以为手术前粒子植入的路径，数量和方向提供更准确的指导。这将使粒子植入技术更加计划和准确，并使放射线剂量分布在肿瘤区域最高，而在周围区域相对较低，从而达到最佳治疗效果。在本研究中，FitMe3D模型重建软件应用于晚期胰腺癌患者的粒子植入。术前3D模型设计用于指导手术中粒子的植入，评估粒子植入的效果和患者的围手术期状况，并最终评估患者的预后。这项研究是根据《赫尔辛基宣言》进行的。该研究是在中国人民解放军总医院伦理委员会批准下进行的。所有参与者均已获得书面知情同意。
　　 2009年1月至2015年6月在中国人民解放军总医院接受植入治疗的63例晚期胰腺癌患者被纳入本研究。在这些患者中，男性38例，女性25例。这些患者的年龄为36至87岁，平均年龄为57.9±12.2岁。主要症状包括：腹痛，黄疸和消化道症状。在体格检查期间被诊断出四名患者。肿瘤的位置如下：胰头和胰尾。对于术前TNM分期，有52例处于III期，11例处于IV期。纳入标准如下：1）临床诊断为胰腺癌的患者；2）处于胰腺癌TNM期III或IV期且不能接受根治性手术的患者；3）术中或术后经病理证实的胰腺癌患者；4）预期寿命≥3个月的患者；5）患者或其家属同意进行粒子植入；6）可以耐受手术的患者。
　　 所使用的颗粒由北京智博生物医学技术有限公司提供，它们是直径为0.8mm，长度为4.5mm的圆柱形颗粒。平均光子能量为27–35keV，组织间穿透为1.7cm，物理半衰期为59.6天。术前进行增强型计算机断层扫描扫描。使用256层螺旋CT获取CT图像，切片厚度为1.25mm。图像以DICOM格式存储，并导入到FitMe3D重建软件系统进行肿瘤及其周围血管的3D重建。重建的数据分别以AVI视频格式和JPEG图片格式保存，以方便在动态条件下的整体视图中和在静态条件下的局部视图中观察外科手术设计的处理。使用该软件系统，实时测量63位患者的胰腺肿瘤体积，并描绘出肿瘤的具体位置。然后，从腹侧，背侧，右侧，左侧，头部侧和脚侧等各个角度，分析肿瘤和外周血管以评估肿瘤与血管之间的关系和距离。
　　 粒子的空间分布符合巴黎系统的原理：1）粒子在空间中平行排列；2）粒子等距排列；3）一行中的粒子具有相同的比释动能率；4）颗粒在横截面上的空间分布是正方形或等边三角形；5）在颗粒的空间中心平面上，中心孔中的剂量率之和的平均值是颗粒的基本剂量；6）包埋在肿瘤中的颗粒的位置在肿瘤表面以下0.5cm以上。根据这些基本原理，提出一个补充原理：在植入过程中，首先要植入计划在最外围区域植入的粒子，即“边缘环绕中心”的原理。根据这些原理，进行3D辅助设计，并且对粒子植入的方向和位置进行虚拟设计，以规划每个植入点和植入针路径的空间位置，并计算植入的粒子数因为具体的绘制过程很复杂，仅显示完整的粒子植入模型。较暗的内层是肿瘤，外层是颗粒的辐射体积，也就是说，植入的颗粒的放射性范围完全覆盖了整个肿瘤。在此基础上，对颗粒进行排序，通常又订购十个以上的颗粒进行储备，以为操作中出现“盲点”和“冷点”做好准备。
　　 纳入同期在我院接受姑息手术治疗的89例晚期胰腺癌患者。列出了这两组患者的一般数据的比较。两组之间的一般数据差异无统计学意义。因此，这两组患者具有可比性。这些患者的随访终点是2015年12月，并对这些患者进行门诊复查和电话随访。正态分布的数据表示为平均值±SD，非正态分布的数据表示为中位数。使用独立的t检验或秩和检验比较两组的计数数据，并使用卡方检验评估测量数据。使用Kaplan-Meier方法计算生存曲线，并使用对数秩检验比较各组之间的生存曲线。P<0.05被认为具有统计学意义。使用统计软件SPSS12.0对数据进行统计分析。
　　 根据术前3D设计规划，根据肿瘤的大小和空间分布，将粒子组的患者均匀地植入粒子。手术中使用超声波逃避血管并扩张胰管。使用一根18G的PTB针从肿瘤的进入点到底部穿刺，并拔出内芯。然后，观察以确定血液或胰液是否从针芯流出。如果不是，则开始植入：在距肿瘤边缘约5mm处，在肿瘤底部植入颗粒，将针头后退1cm，再次植入颗粒，然后将针头后退。再次1厘米；然后，再次植入粒子，根据该方法重复进行植入，直到距肿瘤的顶部边缘约5mm。穿刺和植入部位之间的间隔为1cm。在特殊的位置和较深的位置进行再排料，以确保颗粒覆盖肿瘤。为了防止在穿刺部位发生延迟渗血或渗出液体，在每个穿刺点使用5-0Prolene缝线进行“8形”缝线。实际植入的粒子数通常大于计划中的粒子数，因为在直接视觉和成像结果之间存在一定的误差，称为“盲点”和“冷点”。
　　 对照组患者仅接受姑息手术。所有患者均常规接受支持治疗，例如营养支持，抗炎和酸抑制疗法。术后第1天从所有患者中拔出导尿管，并根据患者的康复情况取出胃管，根据引流液的特点拔除引流管。根据术后恢复情况安排患者出院。在本研究中，没有发生围手术期死亡。在颗粒组中，肿瘤的最大直径在3–10cm之内，并且肿瘤的平均最大直径为5.2±1.7cm。植入的粒子数为16–116，平均数为53.4±18.7。在这些患者中，有7例接受胃肠吻合术，有14例接受了胆管吻合术，有20例同时接受了胆管吻合术和胃肠道吻合术，还有22例仅接受粒子植入术。在颗粒组中，手术后发生胃轻瘫17例，胆道瘘1例，腹腔感染1例，胰瘘13例。12位患者为A级，1位患者为B级。1位患者出现腹腔出血，发生在术后第12天；经保守治疗后治愈。粒子植入增加了手术时间和术后胃轻瘫和胰瘘的发生率，但并未增加术中出血量和住院时间。
　　 患者的随访终点为2015年12月，随访时间为1-29个月，中位随访时间为6个月。显示某些患者在颗粒组中的检查结果。总体随访率为92.8％。颗粒组的随访率为92.1％，对照组为93.3％。在颗粒组中，在就诊时抱怨腹痛的33例患者中，有3例在随访期间继续出现腹痛，腹痛的缓解率为90.9％。在所有这些患者中，有32例出院后接受全身辅助化疗，有3例接受了局部放疗。在本研究中，所有接受随访的患者的1个月，6个月，1年和2年生存率分别为98.6％，46.8％，13.8％和4.9％，中位数生存时间为8.0±0.3个月。接受随访的颗粒组患者的1个月，6个月，1年和2年生存率分别为100％，58.7％，22.4％和9％，中位数生存时间为10.4±0.7个月。随访的对照组患者的1个月，6个月，1年和2年生存率分别为97.6％，38.6％，8.4％和0％，中位数生存时间为6.8±0.2个月。颗粒组的1个月，6个月，1年和2年生存率显着高于对照组。对数秩检验显示QPH=7.949，P=0.0048，差异具有统计学意义。
　　 根据肿瘤的TNM分期进行的分层分析：对于III期胰腺癌患者，其1个月，6个月，1年和2年生存率分别为100％，57.6％，20.2％和10.8％。颗粒组分别为对照组的100％，40.7％，10％和3.3％。颗粒组和对照组的平均生存时间分别为10.6±0.9和7.4±0.2个月。两组生存曲线的比较所示：颗粒组的1个月，6个月和1年生存率显着高于对照组。对于IV期胰腺癌患者，颗粒组的1个月，6个月，1年和2年生存率分别为100％，63.6％，31.8％和0％，和91.7％。对照组分别为33.3％，4.8％和0％；颗粒组和对照组的平均生存时间分别为9.5±1.6和5.8±0.4个月。两组生存曲线的比较所示：颗粒组的1个月，6个月和1年生存率显着高于对照组。原因可能与颗粒组中IV期患者的数量少有关。需要进一步的研究来确认这些结果。
　　 近年来，粒子植入已成为治疗恶性肿瘤的一种新的放射治疗方法。将放射性粒子植入人体后，它们会产生连续的辐射线，从而破坏肿瘤。放射性粒子植入是一种安全且微创的局部放射治疗方法，与外部放射治疗相比具有无可比拟的优势。粒子植入是保形放射疗法。它不仅需要严格的辐射剂量学来保证，而且还需要进行严格的计划以防止侧面伤害。因此，粒子植入疗法必须以剂量测定法为指导，并需要制定合理的治疗计划。理想的剂量分布是，肿瘤的深部区域接受高剂量，而周围的正常组织接受低剂量，并且剂量分布在肿瘤区域内是均匀的。在粒子植入的出现时，由于缺乏计算机辅助技术，粒子植入涉及一定程度的盲目性，因此导致较差的治疗效果。随着计算机辅助3D治疗计划系统的临床应用，粒子植入已逐渐得到改善。计算机辅助3D治疗计划系统的应用可以显着提高粒子植入中的精确定位，并实现高度个性化的保形剂量分布，从而提高粒子治疗的效果，并减少术后并发症的发生。
　　 引进FitMe3D重建系统，以进行术前辅助粒子植入的手术计划。3D重建系统自动连接模型，并通过近景航空三角测量获得外部定向元素和相机参数，从而自动形成对象区域的3D坐标点的点云，以建立高精度的人体器官模型并指导肿瘤及其周围区域中植入粒子的3D分布。此外，这将允许植入的粒子发出的辐射有效覆盖肿瘤和肿瘤边缘的亚临床区域，从而最大程度地破坏肿瘤细胞。在3D治疗计划系统的指导下，避免不必要的照射和过多的局部剂量所造成的损害，并且避免由于局部剂量过低而在手术后重新植入寒冷区域的情况。
　　 目前，粒子植入已被用于各种恶性肿瘤的临床治疗中，并取得了良好的临床疗效。将125I放射性粒子植入肿瘤后，它们可能产生连续的X射线和γ射线以破坏肿瘤。研究在国内外透露，晚期胰腺癌患者的生存时间大约为6个月，而在本研究中，1个月，6个月，1年和2年生存率分别为100％，58.7％，22.4％和9％，中位生存时间为10.4±0.7个月。此外，本研究还表明，粒子植入增加了术后胰瘘和胃轻瘫的风险，但这并没有增加围手术期的死亡率。因此，对于晚期胰腺癌患者而言，粒子植入是相对安全且可行的。另外，还可以通过放射线使胰腺后神经失活，还可以减轻周围组织和胰管对肿瘤的压迫，并减轻对胰腺囊的肿瘤刺激，达到镇痛作用。报道一项涉及13例局部进展的胰腺癌患者的研究，这些患者在粒子植入后无法进行手术切除。缓解率为100％，有效率为69.2％。在本研究中，颗粒组的腹痛缓解率为90.9％。
　　 在粒子植入可显著延长患者的晚期胰腺癌患者的生存时间，是一种有效的治疗方法治疗晚期胰腺癌。术前3D模型用于辅助计划的应用可以使放射性粒子的作用最大化，并减少粒子植入的复杂性。对于不能接受根治性切除术的晚期胰腺癌患者，放射性粒子植入是一种有效的治疗方法，而术前三维模型设计用于手术计划可以最大程度地发挥放射性粒子的作用。