視覺反饋引導在乳腺癌放療患者屏氣訓練中的應用價值

柏 青, 何 昱, 徐嘉琪, 王晨翔, 李 雙, 陶 也, 潘宇龍

(1. 浙江省海寧市人民醫院 放療科, 浙江 海寧, 314400;2. 浙江大學醫學院附屬第一醫院 放療科, 浙江 杭州, 310003)

目前全球乳腺癌呈高發趨勢,其中左側乳腺放療心臟保護的問題越來越受到臨床的重視,特別是對于心臟冠狀動脈左降前支的劑量保護,因為此部位比較靠近心臟前壁,在進行切線野計劃時,更容易受到射線的照射,造成放療預后的長期心血管疾病風險增加。心臟所受放療劑量與后期心臟、冠狀動脈粥樣硬化因素呈正相關[1-2]。目前,臨床多應用深吸氣屏氣(DIBH)等措施來實施心、肺等危及器官的保護[3]。患者通過自主DIBH而使得肺部擴張,充分拉開心臟與胸壁的距離,讓心臟遠離計劃靶區(PTV)的位置,避免受到輻射,從而降低遠期冠心病的風險概率。在進行DIBH治療的過程中,可以使用呼吸門控系統實時追蹤患者的呼吸狀態,以實現患者門控出束治療。此過程需要關注患者的屏氣質量,以保證每次屏氣的重復性和穩定性[4]。臨床醫師實時監測患者屏氣狀態實施門控技術時,可以配合語音指導和視覺反饋訓練的功能,讓患者可以看到自己的呼吸狀態、屏氣的水平和需要屏氣的位置,能夠促進患者自主控制屏氣的節奏以及時間。本研究探討呼吸門控視覺反饋結合治療前瑜伽式語音引導訓練對左側乳腺癌患者屏氣門控治療時屏氣質量和屏氣時間的影響,現將結果報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2021年7月—2022年12月海寧市人民醫院收治的左側乳腺保乳術后需要進行全乳腺放療的患者為研究對象,年齡18～70歲,放射治療靶區的位置均在患者的左側乳腺部位,經過瑜伽式語音引導宣教訓練后,患者能夠熟練掌握DIBH的動作,保證每例患者屏氣時間≥20 s, 并可以在此屏氣時間基礎上完成連續的重復屏氣動作6次以上。共納入患者30例,隨機分為視覺反饋組和無視覺反饋組,每組15例。

1.2 CT模擬定位

2組患者均實施仰臥位固定,選擇左側乳腺部位開窗膜片固定,將Orfit頸胸熱塑膜在水箱中加熱,變軟之后覆蓋于患者頸胸表面后進行卡扣固定,定型之后再拿剪刀分別在左側乳腺的部位和劍突至肚臍需要放置追蹤標記的位置剪出孔位,需要注意將患側的乳腺完全暴露。開始掃描前先對患者進行屏氣訓練指導, 2組患者采用瑜伽的方式進行語音指引,進行屏氣訓練; 實施時先將熱塑膜取下,讓患者左手放在胸前,右手放在肚臍的開窗部位上,指導其深吸一口氣,讓患者感受到右手的抬升,然后屏住呼吸保持20 s以上,以語音“請您深吸一口氣然后屏住”開始,以語音“請您放松呼吸”結束; 在模擬定位之前進行3～5次訓練,直至患者能夠掌握該種屏氣的狀態; 在進行掃描時,再將熱塑膜扣上,期間采用廣州科萊瑞迪呼吸門控系統基于雙目立體紅外相機追蹤的技術原理,在患者肚臍暴露的位置放置追蹤標記塊,相機會實時追蹤標記塊運動以反映實時追蹤患者的呼吸變化; 同時,采用呼吸門控系統的語音引導功能告知患者DIBH配合并維持穩定狀態,同步在廣州科萊瑞迪呼吸門控系統中設置好門控窗的位置,上、下限不超過5 mm, 見圖1。在深吸氣的狀態下進行CT掃描,西門子CT掃描條件為: 電壓120 kV, 電流140 mA, 層厚3.0 mm。呼吸門控系統會自動計算出患者前5個呼吸周期的呼吸末平均位置作為呼吸基線,并將CT掃描期間設置的門控窗口位置記錄在系統數據庫內,在治療的時候能直接調出。掃描結束后放置追蹤標記塊的位置需要畫線標記。

1.3 治療計劃

2組患者治療計劃根據《乳腺癌放射治療指南(中國醫師協會2020版)》[5]相關標準擬定,左側乳腺患者保乳術全乳腺(胸壁)臨床靶區(CTV)包括內乳照射、胸壁和鎖骨上淋巴引流區, PTV外擴5 mm。采用6 MV-X線進行調強放療,要求95%劑量等效劑量包圍PTV, 處方總劑量50 Gy, 分25次, 5周完成。

1.4 治療實施

將2組患者以模擬定位相同體位對準激光燈標記線擺好體位,追蹤標記塊畫線標記的地方重新擺放標記塊,同時打開治療室內呼吸門控系統攝像機,對患者的呼吸進行重新采集計算,此時呼吸門控系統會自動加載在CT端確定的呼吸基線以及門控窗口的位置。實施治療前,為視覺反饋組的患者安裝上門控系統配套的手機屏幕以顯示視覺反饋的內容,其中屏氣的幅度變化以柱狀圖升降表示; 視覺反饋組患者可以看到自身的屏氣幅度并保持穩定在門控窗口內,當手機屏幕內的門控窗體顯示綠色則說明屏氣在治療范圍內,告知患者深吸氣屏住之后穩定在此期間內,并結合語音引導告知患者吸氣屏住和放松配合。無視覺反饋組患者僅使用語音引導功能告知患者吸氣和放松配合。所有患者的呼吸曲線都會在治療室內實時顯示,以方便治療師及時了解患者的呼吸狀態變化。見圖2。

圖2 治療時通過視覺反饋控制屏氣幅度(左、中)的呼吸曲線在控制室內顯示動態變化(右)

1.5 收集數據

屏氣狀態的重復性和穩定性: 為表示屏氣狀態的重復性,統計患者在治療期間每次屏氣從基線到屏住氣幅度的一致性,利用患者記錄的呼吸曲線,計算出每例患者每次屏氣開始到屏氣結束的幅度平均值和標準差,平均值表示患者每次屏氣的平均位置變化情況,采用標準差的均值衡量屏氣的重復性。為表示患者屏氣的穩定性,統計患者每次屏氣期間幅度位置發生的變化,計算每次屏氣期間內的最大幅度和最小幅度的差值,以反映屏氣的穩定性。見圖3。廣州科萊瑞迪呼吸門控系統在監測患者的呼吸運動過程中會每間隔40 ms記錄1次呼吸幅度變化,保存在呼吸曲線文件中,因此可以利用此文件記錄的信息分析患者的屏氣情況。另外,在呼吸曲線的文件上同時統計每例患者每次屏氣的時間,統計每次分次治療期間的每次屏氣從開始屏氣再到屏氣結束的時間。

圖3 導出呼吸曲線文件并采用matlab工具繪制的圖形(紅色圈內為屏氣的位置)

A、B: 使用視覺反饋結合瑜伽語音引導訓練的2例患者某分次的呼吸曲線變化; C、D: 未使用視覺反饋的2例患者某分次的呼吸曲線變化。圖4 2組患者呼吸曲線變化

1.6 統計學分析

2 結 果

2.1 2組患者呼吸曲線變化

視覺反饋組患者共完成分次治療375次,共完成屏氣2 241次; 無視覺反饋組患者共完成分次治療295次,共完成屏氣2 318次。繪制并分析2組4例患者(每組2例)某次的呼吸曲線,結果顯示應用手機視覺反饋的視覺反饋組在呼吸曲線的屏氣階段的形態上更具有重復、穩定的趨勢,每次屏住位置能夠相對保持,而且屏住后下降的幅度變化小于未使用視覺反饋的無視覺反饋組。見圖4。

2.2 2組患者屏氣狀態的重復性

視覺反饋組的屏氣平均幅度為(28.92±8.18) mm, 無視覺反饋組的屏氣平均幅度為(24.68±10.64) mm; 采用屏氣平均幅度的標準差來衡量幅度的重復性,視覺反饋組標準差均值為(1.17±0.81) mm, 小于無視覺反饋組的(1.94±0.94) mm; 2組屏氣平均幅度、標準差均值比較,差異均有統計學意義(P<0.05)。

2.3 2組患者屏氣狀態穩定性比較

視覺反饋組、無視覺反饋組屏氣期間最大幅度下降到最小幅度的差值分別為(1.89±1.41)、(4.56±2.80) mm, 差異有統計學意義(P<0.01)。

2.4 2組患者屏氣時間、屏氣次數和治療總時間的比較

2組患者屏氣時間比較,差異無統計學意義(P>0.05); 視覺反饋組屏氣次數少于無視覺反饋組,差異有統計學意義(P<0.05); 視覺反饋組治療總時間短于無視覺反饋組,差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 2組患者屏氣時間、屏氣次數及治療總時間比較

3 討 論

隨著復雜的左側乳腺調強治療計劃在臨床上的更多應用,臨床醫師需要更加關注呼吸運動帶來靶區不穩定性的影響,呼吸運動會增加劑量傳遞的不確定性,一方面會導致乳腺靶區漏照的風險增加,另一方面也會增加臨近心肺組織的劑量,造成遠期心臟輻射相關疾病的風險增加。因此,需要進行呼吸運動管理來保證放療的精確性,其中DIBH的呼吸運動管理策略是臨床放療常用的一種技術手段[6]。DIBH技術在乳腺癌術后輔助放療中不僅可以預防呼吸運動造成的靶區漏照,還可以降低心臟、冠狀動脈左降前支、同側肺組織等危及器官的輻射劑量[7]。

患者在放療過程中會因多種因素而影響DIBH的質量,例如自身因素、認知情況以及反應能力都能夠對DIBH技術的實施造成影響。研究[8]表明,需要進行DIBH放療的患者產生的放療相關焦慮和壓力反應較普通療程的患者更為強烈,這是因為患者需要進行嚴格的長時間屏氣,會因不習慣而造成情緒緊張。同時,屏氣需要胸部及腹部肌肉的相互協調,才能實現長時間、穩定屏氣,在短時間內要快速反應并配合治療,這對患者的反應能力要求較高[9]。因此需要對實施DIBH患者進行必要的呼吸相關訓練,以適應屏氣的狀態,提高治療期間的重復性和治療效率。國外研究[10]報道,采用視覺反饋的呼吸訓練在DIBH放療方面具有很大的應用潛力。患者通過自身的呼吸信號視覺反饋提高了每次屏氣的水平以及穩定性,這對于放療靶區的精準照射以及周圍危及器官的保護具有重要意義[11]。

本研究對30例左側乳腺癌患者應用廣州科萊瑞迪呼吸門控系統中的呼吸視覺反饋功能,并結合語音引導訓練方式實現DIBH放療。在患者定位前的訓練中,采用瑜伽呼吸訓練可讓患者快速掌握長時間屏氣的技巧,結合視覺反饋的機制可讓患者體驗成功感,提高治療的效果。本研究結果顯示,使用視覺反饋患者的屏氣質量和屏氣次數顯著改善,屏氣重復性和穩定性顯著高于未使用者,每次屏氣的幅度變化顯著小于未使用者,說明患者治療前的訓練有助于有效掌握屏氣的技巧,利用視覺反饋能看到自身呼吸信號的變化,每次能夠屏氣在相同位置,始終保持在門控窗口范圍內,從而大大提高了DIBH放療中的呼吸重復性和穩定性。SWAMIDAS J等[12]研究采用視頻護目鏡連通呼吸門控軟件,患者視覺反饋引導的DIBH較單純音頻引導的DIBH具有更好的可重復性屏氣水平。YAMAUCHI R等[13]通過光學體表追蹤方式追蹤患者的呼吸運動,應用DIBH技術行呼吸視覺反饋后, 95%的患者屏氣的重復性得到改善。

本研究中,實施呼吸訓練患者均給予瑜伽呼吸訓練,但部分患者在實施治療時因邊看手機屏幕邊治療而更易產生緊張感,未來或可嘗試治療室環境、居家訓練等模式來優化患者的屏氣訓練。在未使用視覺反饋功能前,本科對左側乳腺癌患者采用的是單純語音引導下自愿DIBH進行門控治療; 當患者使用視覺反饋進行呼吸控制后,對臨床的DIBH工作有很大的幫助,與單純的語音引導DIBH相比,患者可以通過手機視覺反饋的屏幕來調節自己的屏氣水平,能夠維持相對穩定的屏氣狀態,將屏氣的幅度控制在相對一致的范圍內。本研究2組患者屏氣時間的差異無統計學意義(P>0.05), 分析原因可能是本科采用的是治療師手動控制語音引導的播報,患者聽到指令后配合屏氣和放松,在屏氣的時間上會受到治療師人為控制的影響,故屏氣時間會受其他的誤差因素影響。此外,使用視覺反饋后患者能夠在單次或者2次的屏氣周期完成1個射野的照射,減少了屏氣次數,縮短了整個治療的時間。有研究[14]通過應用視覺反饋統計患者的憋氣次數顯著減少,在4～5個屏氣周期內可以完成治療,使用視覺反饋的治療時間較未使用視覺反饋縮短了245 s。DOLEZEL M等[15]證實了在DIBH中采用視聽導航可以顯著縮短治療時間。本研究中,使用視覺反饋患者的平均治療時間較未使用視覺反饋者縮短,屏氣次數減少,說明應用視覺反饋的患者可根據自身的呼吸狀態來更好地控制屏氣狀態,具有更好的耐受性。