基于不同呼吸方式對(duì)左側(cè)乳腺癌放療擺位誤差分析

李乾永 陸維 楊昭志 楊彥舉 魯曉騰 崔健淳 復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放療中心，復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系 （上海 200032）

內(nèi)容提要： 目的：比較分析光學(xué)體表監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（OSMS）引導(dǎo)下的深度吸氣屏氣（DIBH）技術(shù)與常規(guī)自由呼吸（FB）技術(shù)在左側(cè)乳腺癌放療中的擺位誤差。方法：選擇2019年8月～2021年8月在復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放射治療中心治療的40例左側(cè)乳腺癌患者并分為兩組：對(duì)照組采用FB技術(shù)；觀察組采用結(jié)合光學(xué)體表圖像引導(dǎo)放療（SGRT）的DIBH技術(shù)，采集并統(tǒng)計(jì)各病例前五次錐形束CT（CBCT）掃描圖像配準(zhǔn)誤差。結(jié)果：對(duì)40例患者200套CBCT圖像分析，對(duì)照組患者在左右方向（LAT）、頭腳方向（LNG）與腹背方向（VRT）的平均誤差分布為＞7mm：5%、5%和5%；5～7mm：15%、20%和10%；＜5mm:80%、75%和85%；觀察組患者各方向的平均誤差分布均＜5mm。首次驗(yàn)證時(shí)，觀察組LAT誤差小于對(duì)照組（P＜0.05），LNG與VRT無(wú)差異（P＞0.05）；第二次驗(yàn)證時(shí)，觀察組LAT與LNG誤差均小于對(duì)照組（P＜0.05），VRT無(wú)差異（P＞0.05）；觀察組后三次影像驗(yàn)證時(shí)，各方向誤差均小于對(duì)照組（P＜0.05）；平均誤差比較時(shí)，觀察組各方向誤差均小于對(duì)照組（P＜0.05）；全組首次與后四次影像驗(yàn)證誤差比較均無(wú)差異（P＞0.05），其中觀察組誤差波動(dòng)更小。結(jié)論：左側(cè)乳腺癌患者在放射治療中使用深吸氣屏氣呼吸時(shí)誤差小，重復(fù)性優(yōu)于自由呼吸，且隨著療程進(jìn)展仍然持續(xù)保持穩(wěn)定。

放射治療是乳腺癌主要的治療方法之一，臨床上常在外科手術(shù)后配合放射治療以防止腫瘤復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移。有研究顯示，改良根治術(shù)后放療能明顯降低60%～70%乳腺癌患者的局部復(fù)發(fā)率，目前已成為臨床治療乳腺癌的標(biāo)準(zhǔn)方案[1]。而乳腺癌保乳術(shù)后放療同樣作為早期乳腺癌的主要治療方法之一，其1～10年生存率與乳腺癌根治術(shù)相當(dāng)，局部復(fù)發(fā)率也無(wú)明顯差異[2]。對(duì)于左側(cè)乳腺癌來(lái)說(shuō)，術(shù)后放療常容易引發(fā)肺及心臟的不良反應(yīng)，影響正常心肺功能。據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，心血管疾病已成為乳腺癌放療患者第二大死因[3,4]，其有心血管病史患者死亡率（16.9%）甚至超過(guò)腫瘤相關(guān)死亡率（14.6%）[5,6]。乳腺癌患者心臟因放療毒性引起的長(zhǎng)期并發(fā)癥是一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題，引起了臨床的高度重視。左側(cè)乳腺癌放療患者在深吸氣后屏氣時(shí)，能夠使胸壁和心臟之間的距離在治療實(shí)施期間保持一定距離[7]，胸腔擴(kuò)張，心臟下移，遠(yuǎn)離胸壁同時(shí)維持軀干的穩(wěn)定性，可以在保證靶區(qū)劑量正常分布的同時(shí)，有效地減少心血管的放射劑量，降低心肺系統(tǒng)的放射不良反應(yīng)概率，使得靶區(qū)在適形性、重復(fù)性、均勻性方面得到提高?；诖?，本研究將主要分析左側(cè)乳腺癌放射治療中采用光學(xué)體表圖像引導(dǎo)放療（Surface Guided Radiation Therapy，SGRT）結(jié)合深吸氣屏氣（Deep inspiration breath hold，DIBH）技術(shù)與常規(guī)自由呼吸（Free breath，F(xiàn)B）技術(shù)的擺位誤差差異，探討DIBH技術(shù)在放射治療中的臨床應(yīng)用意義。

1.資料與方法

1.1 臨床資料

本研究收集本院放射治療中心2019年8月～2021年8月共40例左側(cè)乳腺癌患者，年齡21～72歲，平均（45±11）歲，改良根治術(shù)后患者19例，保乳術(shù)后患者21例。將其分為A、B兩組，對(duì)照組納入20例（9例根治術(shù)后，11例保乳術(shù)后）接受常規(guī)FB技術(shù)下放射治療的患者；觀察組納入其余20例（10例根治術(shù)后，10例保乳術(shù)后）采用DIBH呼吸控制技術(shù)放射治療的患者。入組要求：治療次數(shù)＞25，ECOG評(píng)分＜2，既往無(wú)心血管系統(tǒng)病史，意識(shí)清晰，認(rèn)知正常，心肺功能尚可，觀察組患者需能夠配合常規(guī)深吸氣屏氣呼吸訓(xùn)練，深吸氣后屏氣時(shí)間＞30S，并可重復(fù)多次。

1.2 方法

1.2.1 設(shè)備應(yīng)用

設(shè)備采用荷蘭飛利浦醫(yī)療（Philips Healthcare）生產(chǎn)的85cm孔徑16排螺旋CT模擬機(jī)、Pinnacle8.0和Monaco 5.2 TPS以及瑞典醫(yī)科達(dá)醫(yī)療（Elekta）生產(chǎn)的Versa HD、Synergy醫(yī)用電子直線加速器與其配備的XVI CBCT系統(tǒng)；瑞典C-RAD公司生產(chǎn)的Catalyst HD系統(tǒng)；體位固定裝置使用Klarity多功能體板、其配套手臂托架、B、C型頭枕及腳墊，見(jiàn)圖1、圖2、圖3。

圖1. 醫(yī)科達(dá)醫(yī)用電子加速器、體表追蹤器

圖2. 光學(xué)體表監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

圖3. 視頻反饋系統(tǒng)、Klarity多功能體板、手托架、C型頭枕

1.2.2 定位與呼吸控制訓(xùn)練

兩組患者均使用多功能體板，雙上臂外展上舉置于手臂托架，選擇合適的頭枕、腳墊等定位輔助模具。利用三維激光燈在體表標(biāo)記定位輔助線，記錄其多功能體板及手托架的參數(shù)值。掃描范圍上至環(huán)狀軟骨上2cm，下至肋膈隱窩下緣下1～2cm，掃描層厚5mm。對(duì)照組患者定位時(shí)僅行一次常規(guī)自由呼吸掃描獲得FB-CT，且不采用體表監(jiān)測(cè)。觀察組患者定位前需告知DIBH為其帶來(lái)的益處建立心理信心，并自行練習(xí)一周，定位當(dāng)天引導(dǎo)患者進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，講解視頻反饋系統(tǒng)顯示屏上呼吸振幅和門(mén)控范圍信息，根據(jù)患者呼吸狀態(tài)設(shè)定門(mén)控閾值范圍，確?；颊咂翚鉅顟B(tài)可重復(fù)后進(jìn)行CT掃描獲得DIBH-CT，隨后立即掃描患者自由呼吸狀態(tài)下FBCT。在掃描DIBH-CT時(shí)，使用光學(xué)體表監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（Optical Surface Monitoring System，OSMS）進(jìn)行體表信息采集與監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)范圍為上半身（肚臍至鼻尖），保乳術(shù)后患者門(mén)控監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于劍突下緣，根治術(shù)后患者監(jiān)測(cè)點(diǎn)在右肋下緣，并要求患者在呼吸門(mén)控監(jiān)測(cè)點(diǎn)振幅達(dá)到15mm，門(mén)控窗范圍為3mm。

1.2.3 放療計(jì)劃臨床實(shí)施與誤差數(shù)值記錄

不同呼吸模式下掃描的CT影像由醫(yī)生進(jìn)行靶區(qū)、危及器官的勾畫(huà)，物理師制定放射治療計(jì)劃并驗(yàn)證劑量準(zhǔn)確性?；颊呤状沃委煍[位需采用KV級(jí)CBCT掃描驗(yàn)證，每周至少一次直至療程結(jié)束，觀察組患者首次治療時(shí)，需將CBCT掃描誤差移床校正，以采集OSMS在加速器治療床上的金標(biāo)準(zhǔn)，并將其應(yīng)用至后期治療中，每次擺位完畢后都需將治療床移動(dòng)至OSMS所記錄的床值位置。采集40例患者分別于前五次影像驗(yàn)證所獲得的CBCT圖像共200套，將其分別與DIBH-CT圖像、FB-CT圖像以骨窗模式進(jìn)行自動(dòng)圖像配準(zhǔn)（Image registration，IR），以自動(dòng)IR結(jié)果為基礎(chǔ)由治療師手動(dòng)比對(duì)，獲得其在左右方向（LAT）、頭腳方向（LNG）、腹背方向（VRT）的誤差數(shù)值并記錄（校正或干預(yù)后得到的數(shù)值不予記錄）。軀干范圍受呼吸影響較大，誤差數(shù)值＜5mm時(shí)可治療，5～7mm時(shí)需進(jìn)行床位移動(dòng)校正，若誤差數(shù)值＞7mm則需重新擺位后再次影像驗(yàn)證，要求三項(xiàng)數(shù)值在可治療范圍時(shí)，才可執(zhí)行治療計(jì)劃。深吸氣屏氣患者治療前，治療師需再次訓(xùn)練患者呼吸控制，確保其清楚呼吸控制流程，以保證掃描與治療質(zhì)量。

1.3 觀察與評(píng)價(jià)

計(jì)算平均誤差的區(qū)間分布概率，計(jì)量資料用n(%)mm來(lái)表示。計(jì)算不同呼吸技術(shù)及不同時(shí)間次數(shù)時(shí)左側(cè)乳腺癌患者擺位誤差數(shù)值的均差和標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)量資料用±s/cm來(lái)表示。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS23.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，組間樣本采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)，P＜0.05認(rèn)為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.結(jié)果

對(duì)照組患者的LAT、LNG與VRT方向的平均誤差分布為＞7mm：5%、5%和5%；5～7mm：15%、20%和10%；＜5mm:80%、75%和85%；觀察組患者的LAT、LNG與VRT方向的平均誤差分布為＞7mm：0、0和0；5～7mm：0、0和0；＜5mm:100%、100%和100%，見(jiàn)表1。圖4與圖5分別為兩組患者的誤差分布散點(diǎn)圖。

圖4. 對(duì)照組患者誤差散點(diǎn)圖

圖5. 觀察組患者誤差散點(diǎn)圖

表1. 兩組CBCT平均誤差分布[n(%)mm]

觀察組患者在首次放療CBCT影像驗(yàn)證中，LAT方向的誤差數(shù)值小于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），兩組LNG與VRT方向的誤差數(shù)值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。觀察組在第二次CBCT影像驗(yàn)證中，LAT與LNG方向誤差數(shù)值均小于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），兩組VRT方向的誤差數(shù)值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。觀察組患者在第三、四、五次放療CBCT影像驗(yàn)證中，LAT、LNG與VRT方向的誤差數(shù)值均小于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。平均誤差數(shù)值比較時(shí)，觀察組LAT、LNG與VRT方向的誤差數(shù)值均小于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表2。

表2. 不同呼吸方式下兩組CBCT誤差比較(±s/cm)

表2. 不同呼吸方式下兩組CBCT誤差比較(±s/cm)

第二誤差對(duì)比次LAT LNG VRT LAT LNG VRT對(duì)照組 0.36±0.15 0.36±0.26 0.33±0.25 0.37±0.21 0.45±0.18 0.28±0.24觀察組 0.24±0.16 0.25±0.15 0.25±0.15 0.23±0.17 0.31±0.22 0.34±0.25 P值 0.014 0.256 0.473 0.027 0.044 0.285項(xiàng)目 首次誤差對(duì)比

表2(續(xù)).

A、B兩組患者首次與后四次CBCT影像驗(yàn)證誤差數(shù)值比較，LAT、LNG與VRT方向均無(wú)差異（P＞0.05），其中觀察組患者誤差波動(dòng)范圍更小，見(jiàn)表3。

表3. 觀察組組患者不同時(shí)間的誤差比較(±s/cm)

表3. 觀察組組患者不同時(shí)間的誤差比較(±s/cm)

項(xiàng)目 LAT LNG VRT首次 0.24±0.16 0.25±0.15 0.25±0.15第二次到末次 0.21±0.15 0.27±0.16 0.28±0.17 P值 0.430 0.648 0.564

3.討論

隨著放療技術(shù)和設(shè)備的不斷發(fā)展，乳腺癌放射治療已經(jīng)進(jìn)入了精準(zhǔn)放療時(shí)代，放療過(guò)程中所產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差[8]決定了患者計(jì)劃靶區(qū)受照射的位置，對(duì)患者的治療效果有著較大的影響，因此每次放療時(shí)，提高位置精準(zhǔn)性也成為了關(guān)乎放療療效的重點(diǎn)。左側(cè)乳腺癌患者結(jié)合DIBH使得靶區(qū)在適形性、重復(fù)性、均勻性三個(gè)方面得到提高，在保證靶區(qū)劑量的同時(shí)更有效地控制心臟和肺部的受量[9-11]，降低放射治療并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)，使患者受益。本研究對(duì)不同呼吸方式下放療患者的擺位誤差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，通過(guò)對(duì)三個(gè)方向（LAT左右方向，LNG頭腳方向，VRT腹背方向）圖像配準(zhǔn)所得的誤差數(shù)值以及誤差區(qū)間出現(xiàn)的概率進(jìn)行比較，得以評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明觀察組患者的誤差數(shù)值及誤差區(qū)間分布優(yōu)于對(duì)照組患者（P＜0.05），觀察組患者首次與后四次誤差數(shù)值比較無(wú)差別（P＞0.05）?？梢?jiàn)觀察組患者隨著療程的進(jìn)展，誤差數(shù)值仍可持續(xù)保持在較好的誤差范圍內(nèi)。雖然如此，但在個(gè)別分次的影像驗(yàn)證中，仍會(huì)出現(xiàn)或多或少的較大誤差值，導(dǎo)致這種情況的原因多為：①系統(tǒng)誤差，多發(fā)生于治療計(jì)劃準(zhǔn)備期間，如實(shí)際治療位置和模擬定位時(shí)位置等；②隨機(jī)誤差，多發(fā)生在治療和計(jì)劃執(zhí)行期間，如患者在進(jìn)行擺位時(shí)受到呼吸訓(xùn)練效果、精神狀態(tài)、肩關(guān)節(jié)伸展受限以及皮膚是否松弛等；以上均可能導(dǎo)致患者擺位的準(zhǔn)確率及重復(fù)性降低。深吸氣屏氣治療時(shí)，對(duì)患者進(jìn)行完備的呼吸訓(xùn)練，同時(shí)進(jìn)行密切溝通，患者的呼吸狀態(tài)會(huì)保持穩(wěn)定且降低誤差，進(jìn)而保證治療位置準(zhǔn)確，以提升治療效果。在于舒飛等[6]的研究中，患者均采用乳腺托架固定，利用主動(dòng)呼吸控制系統(tǒng)行DIBH并與FB進(jìn)行比較，結(jié)果表明DIBH擺位誤差小于FB，僅在x軸方向位移無(wú)差別；在張光偉等[12]的研究中也利用OSMS引導(dǎo)進(jìn)行DIBH放療，通過(guò)CBCT配準(zhǔn)得到靶區(qū)及心臟的誤差進(jìn)行分析，結(jié)果表明DIBH技術(shù)能夠較好地實(shí)現(xiàn)靶區(qū)及心臟位置準(zhǔn)確性，利用OSMS還可以幫助提高擺位精度，減少時(shí)間。結(jié)合本研究的結(jié)果，采用DIBH可以減少擺位誤差，保證心臟與靶區(qū)的距離，能夠在提高療效的同時(shí)控制心臟及正常組織的劑量。

為有效減少擺位誤差，提高靶區(qū)的適形程度，需在放療前對(duì)患者進(jìn)行積極地心理干預(yù)，與患者溝通交流，提高患者對(duì)疾病以及治療的正確認(rèn)知。教授患者在治療過(guò)程中的呼吸方法，督促患者進(jìn)行術(shù)后肩關(guān)節(jié)功能恢復(fù)鍛煉。選擇適合患者治療方案的固定裝置，如Klarity多功能體板手托架的參數(shù)（上臂、前臂的抬高及旋轉(zhuǎn)角度等）、腳墊及更貼合頭頸的頭枕（如A、B、C型頭枕等）。優(yōu)選如容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)技術(shù)（VMAT）等效率高、時(shí)間短的調(diào)強(qiáng)技術(shù)進(jìn)行計(jì)劃設(shè)計(jì)，以防止治療時(shí)間長(zhǎng)而導(dǎo)致患者屏息承受時(shí)間降低，屏息不穩(wěn)。治療過(guò)程中通過(guò)攝像監(jiān)控及呼吸門(mén)控等密切關(guān)注患者狀態(tài)，并維持有效溝通，保證治療效果的情況下規(guī)避來(lái)自設(shè)備或患者自身的不確定風(fēng)險(xiǎn)。治療過(guò)后適當(dāng)程度進(jìn)行人文關(guān)懷，叮囑患者注意體表標(biāo)識(shí)線的清晰，及時(shí)補(bǔ)線。養(yǎng)成良好的作息與健康的飲食，避免消極心理。

綜上所述，本研究初步顯示，在OSMS引導(dǎo)下采用DIBH放射治療可減少擺位誤差，更好地保證靶區(qū)劑量的最佳分布，控制危機(jī)器官的受量[6,9-11,13]，且隨著療程的進(jìn)展，多數(shù)患者的呼吸配合程度更佳。治療計(jì)劃的執(zhí)行、擺位的精準(zhǔn)度是保證治療計(jì)劃實(shí)施的關(guān)鍵，與患者實(shí)時(shí)狀態(tài)、設(shè)備、固定方式及治療師的專業(yè)性都有著密不可分的關(guān)系。雖得此單方面結(jié)果，但在入組病例數(shù)量，掃描與治療耐受性、患者主觀呼吸的程度與控制力、操作人員圖像配準(zhǔn)時(shí)的主觀意識(shí)、觀察項(xiàng)目、隨訪等方面仍需關(guān)注與改善，以此提高研究效果。