基于呼吸訓(xùn)練的乳腺癌放射治療擺位可行性

張紅紅，夏紫凝，劉玉華，尚金燕，陳海華，張 雷，韓媛媛

（1.北京市昌平區(qū)醫(yī)院腫瘤科，北京 102200；2.北京市昌平區(qū)醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，北京 102200；3.中日友好醫(yī)院放射腫瘤科，北京 100029）

進(jìn)入精確放療時(shí)代后，乳腺癌的放射治療計(jì)劃在靶區(qū)適形性和均勻性上有了大幅提升。但受呼吸運(yùn)動(dòng)影響，仰臥擺位的乳腺癌患者胸部輪廓起伏較大，導(dǎo)致靶區(qū)動(dòng)度相對(duì)較大，而治療計(jì)劃是基于靜態(tài)的三維CT圖像來(lái)設(shè)計(jì)的，實(shí)際治療時(shí)可能帶來(lái)靶區(qū)“脫靶”問(wèn)題，而且伴隨呼吸運(yùn)動(dòng)進(jìn)入照射野范圍內(nèi)的正常組織也會(huì)受到額外照射。這種治療分次間的誤差主要是由于患者的擺位誤差、吸氣量等不一致造成，可引起腫瘤相對(duì)位置、患者胸部輪廓改變，對(duì)放療實(shí)施時(shí)的劑量產(chǎn)生影響[1]。乳腺癌患者由于患病部位的特殊性，難以使用常規(guī)的面網(wǎng)式體位固定設(shè)備，目前的乳腺癌放療多采用乳腺托架，患者雙側(cè)或患側(cè)胳膊上舉，充分暴露患病部位后進(jìn)行切線野或旋轉(zhuǎn)野照射。當(dāng)未經(jīng)任何體位固定器束縛時(shí)，患者分次治療間的胸部呼吸動(dòng)度起伏程度相差較大。因此呼吸控制對(duì)于乳腺癌患者的放射治療來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，控制好呼吸既能減小靶區(qū)運(yùn)動(dòng)位移、保證靶區(qū)位置精度，又能保護(hù)正常組織。已有文章證實(shí)，深吸氣屏氣技術(shù)可以有效地使雙肺擴(kuò)張，心臟遠(yuǎn)離胸壁，大幅度降低心肺輻射劑量，與自由呼吸相比較，有75%行深吸氣屏氣技術(shù)治療的患者在心臟平均劑量、左前降支以及左肺劑量上有明顯優(yōu)勢(shì)[2]。目前市場(chǎng)上有多種呼吸門控系統(tǒng)，可供胸部放療患者進(jìn)行呼吸管理，但此類設(shè)備價(jià)格昂貴，尚未采購(gòu)呼吸門控專用設(shè)備的科室也應(yīng)重視相關(guān)患者的擺位誤差因素，重視對(duì)患者進(jìn)行宣教以及呼吸訓(xùn)練。本文針對(duì)這一問(wèn)題展開(kāi)研究，探討其可行性。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

收集昌平區(qū)醫(yī)院2022年1月—2023年3月收治的乳腺癌保乳術(shù)后行全乳放射治療的患者，均經(jīng)術(shù)后病理證實(shí)為乳腺癌，無(wú)內(nèi)乳、鎖骨上淋巴結(jié)及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，無(wú)基礎(chǔ)心臟病史，無(wú)呼吸系統(tǒng)疾病，經(jīng)宣教知情后可良好配合進(jìn)行呼吸管理。簽署入組知情同意，本研究經(jīng)北京市昌平區(qū)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，批件號(hào)為[2023]-ZL-001-A。

32 例患者年齡33～75 歲，中位數(shù)54 歲；其中左側(cè)乳腺癌15例，右側(cè)乳腺癌17例。將患者隨機(jī)分為2 組，A 組為實(shí)驗(yàn)組，對(duì)其重點(diǎn)宣教呼吸管理對(duì)于乳腺癌放射治療的影響意義，并按照一套指導(dǎo)方法對(duì)其進(jìn)行呼吸訓(xùn)練；B 組為對(duì)照組，按照常規(guī)放射治療流程進(jìn)行，不進(jìn)行呼吸訓(xùn)練。

1.2 呼吸訓(xùn)練方法

A 組患者的具體指導(dǎo)方法為：患者仰臥位于治療床上，雙上肢上舉抓握扶桿，平躺于乳腺托架整體板上。先將大體靶區(qū)置于加速器等中心附近，以水平激光燈為指引，在兩側(cè)體表沿體中線做一組頭足方向的水平標(biāo)記線，令患者進(jìn)行平靜自由呼吸以及深呼吸，分別觀察2 種呼吸狀態(tài)下呼氣末及吸氣末時(shí)體表標(biāo)記線的變化幅度。對(duì)于變化幅度極大者，尤其重點(diǎn)宣教，其中對(duì)于胸式呼吸為主的患者，囑其定位及治療時(shí)進(jìn)行腹式呼吸為主的呼吸模式，腹式呼吸訓(xùn)練方法為：（1）吸氣，吸氣后最大限度將腹部向外擴(kuò)張，腹部隆起，保持胸部不動(dòng)；（2）呼氣：胸部保持不動(dòng)，將腹部自然凹進(jìn)，最大程度向內(nèi)收縮腹部，將所有肺氣自肺部呼出，循環(huán)往復(fù)，確保每次呼吸節(jié)奏一致，并讓患者細(xì)心體會(huì)腹部起落幅度[3]。囑患者在模擬定位及治療時(shí)注意控制呼吸節(jié)奏，待仰臥進(jìn)入平穩(wěn)呼吸狀態(tài)后，進(jìn)行比日常平靜自由呼吸幅度更淺的腹式平靜淺呼吸，避免深呼吸或屏氣，呼吸節(jié)奏由定位醫(yī)生及技師根據(jù)患者的呼吸規(guī)律共同把握，以呼吸幅度相對(duì)定位線附近運(yùn)動(dòng)幅度＜5mm 為準(zhǔn)，將此呼吸節(jié)律以“呼吸節(jié)拍”形式記錄下來(lái)重復(fù)播放用以指導(dǎo)患者呼吸，并在治療時(shí)播放此節(jié)律引導(dǎo)患者進(jìn)入治療呼吸狀態(tài)。

測(cè)定并記錄A 組患者潮氣量（平靜呼吸時(shí)每次吸入或呼出的氣體量）。

1.3 定位掃描與治療計(jì)劃

2 組患者完成模擬定位、CT 掃描、靶區(qū)勾畫、治療計(jì)劃設(shè)計(jì)并簽署放療同意書后開(kāi)始實(shí)施治療，其中模擬定位、CT 掃描及治療的全過(guò)程都需叮囑A 組患者注意呼吸管理，每次擺位完成確保達(dá)到可重復(fù)呼吸訓(xùn)練時(shí)的狀態(tài)后方可進(jìn)入后續(xù)流程。由于放療技師的個(gè)人操作技術(shù)也會(huì)影響擺位誤差，本研究要求固定的2 名技師進(jìn)行患者的擺位治療，以盡量降低此項(xiàng)影響，并對(duì)各項(xiàng)設(shè)備嚴(yán)格質(zhì)控，控制機(jī)械誤差。

1.3.1 模擬定位

CT 掃描使用西門子大孔徑CT 模擬定位機(jī)，患者仰臥于整體板乳腺托架，雙臂上舉，充分暴露患側(cè)胸壁及腋窩，激光燈分別投影于患者體中線、左右兩側(cè)腋中線，在激光燈十字處進(jìn)行體表金屬標(biāo)記。掃描范圍自頦下至膈下5cm，掃描層厚0.5cm。

1.3.2 輪廓勾畫

將CT掃描圖像傳輸至醫(yī)科達(dá)Monaco 5.11治療計(jì)劃系統(tǒng)。參照RTOG 統(tǒng)一勾畫標(biāo)準(zhǔn)以及ESTRO 靶區(qū)勾畫指南進(jìn)行靶區(qū)勾畫[6]。所有圖像調(diào)整統(tǒng)一的窗寬、窗位，勾畫大體腫瘤靶區(qū)（gross target volume，GTV）；均勻外放0.1cm 后作為臨床靶區(qū)（clinical target volume，CTV），排除胸肌、肋骨；繼續(xù)外放0.5cm 作為計(jì)劃靶區(qū)（planning target volume，PTV），前界縮至皮下0.3cm。

危及器官勾畫包括雙側(cè)肺、健側(cè)乳腺、心臟，其劑量限量分別為：患側(cè)肺V20＜25%，V5＜60%；健側(cè)乳腺Dmax＜800cGy，Dmean＜100cGy；左側(cè)乳腺癌心臟V30＜10%，Dmean＜900cGy，右側(cè)乳腺癌心臟V30＜1%，Dmean＜800cGy.

1.3.3 計(jì)劃設(shè)計(jì)

按臨床要求設(shè)計(jì)VMAT放療計(jì)劃，處方劑量：放療同步加量4500cGy/6000cGy，治療模式為常規(guī)分割：每天治療1 次，治療5 次休息2d 繼續(xù)治療，共計(jì)25 次。加速器X 射線能量6MV，選用一個(gè)190 度左右近似于切線野的部分往返雙弧，計(jì)劃系統(tǒng)應(yīng)用蒙特卡羅（Monte carlo，MC）算法，不確定度為每次計(jì)算0.5%，計(jì)算網(wǎng)格0.3cm，最小子野寬度1cm，要求95%PTV達(dá)到處方劑量。

1.4 數(shù)據(jù)采集

采集記錄所有入組患者治療全流程的25 次放療數(shù)據(jù)。

1.4.1 治療床誤差統(tǒng)計(jì)

2 組患者每次治療前全部進(jìn)行錐形束CT（cone beam computer tomograpy，CBCT）影像掃描，記錄圖像配準(zhǔn)后的治療床在左右、頭腳、前后3 個(gè)方向上的治療床誤差校正值，分別記為：x、y、z，所有配準(zhǔn)結(jié)果經(jīng)醫(yī)生離線審核。治療床需校正的誤差值越小，意味著擺位越準(zhǔn)確，將2 組患者的校正誤差值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，驗(yàn)證是否具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

1.4.2 PTV質(zhì)心位移統(tǒng)計(jì)

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS19.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的正態(tài)性檢驗(yàn)：正態(tài)分布用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，采用單樣本和成組t檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 潮氣量數(shù)據(jù)

A組患者25次治療的潮氣量數(shù)據(jù)分析見(jiàn)表1，對(duì)每一位患者而言，其在25 次治療期間的潮氣量維持穩(wěn)定，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表1 A組患者25次治療的潮氣量結(jié)果分析

2.2 CBCT治療床誤差校正值與校正質(zhì)心值

2 組患者CBCT 治療床誤差校正值、校正質(zhì)心值數(shù)據(jù)見(jiàn)表2，經(jīng)檢驗(yàn)所有數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布，用（均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差）表示。可見(jiàn)，A 組患者在治療床Y、Z 方向上需校正的誤差均值分別小于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），2組患者在治療床X方向上的校正誤差值相似，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。用治療床三維方向誤差校正值表征的校正質(zhì)心值（M）在2 組患者中的差異也有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），說(shuō)明進(jìn)行呼吸訓(xùn)練管理能保證在治療過(guò)程中靶區(qū)整體位移更小。

表2 CBCT治療床誤差校正值與校正質(zhì)心值

3 討論

放射治療作為腫瘤治療的一種重要手段，其治療過(guò)程涉及多項(xiàng)流程且療程長(zhǎng)，治療過(guò)程中的分次間和分次內(nèi)都會(huì)引入誤差因素，而其中當(dāng)屬分次內(nèi)的呼吸運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的影響最為關(guān)鍵。隨著精確放療技術(shù)的發(fā)展，呼吸運(yùn)動(dòng)管理受到越來(lái)越多的重視[4，5]，呼吸作為維持生命必需的一項(xiàng)生理活動(dòng)，會(huì)使仰臥治療的患者胸部及上腹部區(qū)域的器官如肺、乳腺等產(chǎn)生相應(yīng)位移[6]，在全乳腺的調(diào)強(qiáng)放射治療過(guò)程中，靶區(qū)位移與呼吸運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)，且在不同方向的運(yùn)動(dòng)幅度存在差異[7]，因此做好呼吸控制是減少或消除呼吸運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的乳腺靶區(qū)位移的重要方式[8]，且有研究指出，呼吸控制的程度也將會(huì)對(duì)靶區(qū)位移產(chǎn)生影響，在適度深吸氣呼吸控制和深呼氣呼吸控制兩種情況下，靶區(qū)在三維方向上位移差異顯著，但其同一呼吸狀態(tài)間的靶區(qū)三維位移卻無(wú)明顯差異[9]，說(shuō)明呼吸控制程度至關(guān)重要。本研究中，A 組患者在治療床Y、Z 方向上需校正的誤差均值分別小于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），2組患者在治療床X方向上的校正誤差值相似，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），這也印證了呼吸管理對(duì)于乳腺癌放療患者擺位的重要意義：仰臥狀態(tài)下，呼吸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的胸廓起伏在患者頭腳方向和腹背方向上起伏更為明顯，而在左右方向上并無(wú)明顯變化。

筆者在研究的前期準(zhǔn)備中發(fā)現(xiàn)未入組的2 例患者，1 例在復(fù)位過(guò)程中治療中心實(shí)際位置與計(jì)劃相比誤差較大，觀察患者后發(fā)現(xiàn)患者自由呼吸時(shí)以胸式呼吸模式為主，胸廓起伏較大，身體標(biāo)記線相對(duì)于激光線移動(dòng)范圍＞2cm，詢問(wèn)患者得知其心理異常緊張，自稱行定位CT時(shí)可能存在深吸氣屏氣現(xiàn)象；另一例患者未經(jīng)復(fù)位，直接進(jìn)行治療，每次CBCT 配準(zhǔn)治療床校正誤差較大，超出平均擺位誤差水平，觀察其同樣呼吸幅度較大，對(duì)其宣教并進(jìn)行呼吸訓(xùn)練后重新行定位CT掃描治療，誤差明顯減小。由此可見(jiàn)，CT 定位掃描時(shí)患者的呼吸狀態(tài)對(duì)日后實(shí)施治療的準(zhǔn)確性影響較大，對(duì)于不能使用專門設(shè)備進(jìn)行呼吸門控管理治療的患者，一定要進(jìn)行宣教，采集患者較為平均的呼吸狀態(tài)下的影像而非較為極端的深呼吸、屏氣等狀態(tài)下的影像作為計(jì)劃設(shè)計(jì)用CT圖像。

對(duì)于呼吸運(yùn)動(dòng)的管理除了使用專用設(shè)備[10]外，也可以由患者自主控制[11]，但患者自主控制的氣體量無(wú)量化標(biāo)準(zhǔn)，缺乏相應(yīng)檢測(cè)，不同呼吸狀態(tài)間存在較大不確定性，使用時(shí)需謹(jǐn)慎[12]。關(guān)乎乳腺癌治療位置準(zhǔn)確性的重要參數(shù)莫過(guò)于胸廓起伏程度，當(dāng)潮氣量穩(wěn)定可控時(shí)，有利于保持胸部輪廓起伏程度穩(wěn)定，從而保證治療位置準(zhǔn)確性。本文的試驗(yàn)方法通過(guò)給定呼吸節(jié)奏的方式對(duì)患者進(jìn)行呼吸管理，可有效地將患者的呼吸程度控制在理想范圍內(nèi)，且每位患者的呼吸節(jié)奏都是根據(jù)患者本身的呼吸特點(diǎn)個(gè)性化采集定制，更符合患者本人的呼吸習(xí)慣，使治療過(guò)程更舒適、可控。經(jīng)使用肺功能檢測(cè)儀進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，經(jīng)呼吸訓(xùn)練后根據(jù)呼吸節(jié)奏進(jìn)行呼吸控制的呼氣量與吸氣量具備一定穩(wěn)定性，臨床可行，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)通過(guò)評(píng)估患者潮氣量的穩(wěn)定性以保證該方法的可重復(fù)性。在缺少專門呼吸控制管理系統(tǒng)的科室中更不能忽視患者的呼吸管理，本研究采用的呼吸訓(xùn)練方法值得在乳腺癌放療患者中推廣應(yīng)用。但如同使用專用設(shè)備進(jìn)行呼吸管理一樣，本研究采用的試驗(yàn)方法為保證其優(yōu)勢(shì)，也必須建立嚴(yán)格的操作規(guī)范，并由經(jīng)驗(yàn)豐富的相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行操作保證質(zhì)量[13]，以避免最初設(shè)定的靶區(qū)邊界對(duì)患者呼吸運(yùn)動(dòng)估計(jì)不足造成靶區(qū)漏照或多照[14]。