西放科普｜光學(xué)體表影像系統(tǒng)——放射治療“心乳保衛(wèi)戰(zhàn)”中的利器

光學(xué)體表影像系統(tǒng)——放射治療“心乳保衛(wèi)戰(zhàn)”中的利器

放射治療是乳腺癌治療的重要手段之一。由于乳腺癌體位的特殊性，特別是左側(cè)乳腺癌患者，在放療時如何在精準(zhǔn)打擊腫瘤的同時，降低患者心臟受到射線照射的劑量，一直都是醫(yī)生和患者共同關(guān)心的事情。一種名為“光學(xué)體表影像系統(tǒng)（OSIS）”的先進(jìn)技術(shù)，正成為這場“心乳保衛(wèi)戰(zhàn)”中的利器。

放療時，心臟為何需要“特殊保護(hù)”？

乳腺癌放療是用放射線殺滅癌細(xì)胞。放療時射線可能會對周圍正常組織造成一定的輻射損傷。對于左側(cè)乳腺癌患者來說，由于心臟離乳腺較近，更容易受到射線過量照射，可能會增加并發(fā)心臟疾病的風(fēng)險。

為了減少心臟損傷，醫(yī)生們曾想出了一個巧妙的辦法—深吸氣屏氣技術(shù)（DIBH）。治療時，當(dāng)患者深吸氣并屏住呼吸時，雙肺會像氣球一樣膨脹，把心臟“推”向遠(yuǎn)離胸壁的位置（距射線更遠(yuǎn)！），相當(dāng)于給心臟加了一層“天然隔離罩”。研究表明，這種技術(shù)平均能將心臟受到的放射劑量降低20%-50%，顯著減少了遠(yuǎn)期心臟損傷的風(fēng)險。

圖1 深吸氣屏氣技術(shù)（DIBH）心臟保護(hù)原理—呼吸狀態(tài)對比

圖2 OSIS+DIBH技術(shù)心臟保護(hù)效果—心臟受照劑量對比

圖3 OSIS+DIBH技術(shù)保護(hù)效果數(shù)據(jù)驗(yàn)證（僅供參考）

但這個技術(shù)有個前提：患者屏氣的幅度、時長必須穩(wěn)定且可重復(fù)。如果屏氣時身體晃動或吸氣不夠深，不僅保護(hù)效果打折扣，還可能讓腫瘤靶區(qū)“脫靶”，影響治療效果。

OSIS：放療中的“實(shí)時監(jiān)控眼”

OSIS，簡單說就是一套“智能攝像頭+實(shí)時分析系統(tǒng)”。治療時，它通過多個攝像頭捕捉患者體表的紅外反射信號，實(shí)時重建出三維體表圖像，再和治療前的“標(biāo)準(zhǔn)圖像”對比，精準(zhǔn)計算出身體在6個方向（前后、左右、上下、旋轉(zhuǎn)等）的偏移，像導(dǎo)航儀一樣提示治療師調(diào)整患者位置。解決腫瘤靶區(qū)可能“脫靶”的問題。

圖4 OSIS如何“實(shí)時監(jiān)控”—工作原理示意圖

和傳統(tǒng)的影像引導(dǎo)技術(shù)（如錐形束CT，CBCT）相比，OSIS有三個明顯優(yōu)勢：

1. 避免輻射：不用額外照射X射線，避免增加患者的額外輻射暴露。

2. 實(shí)時精準(zhǔn)：每秒可進(jìn)行多次監(jiān)測，全程緊盯屏氣狀態(tài)，一旦患者身體移動超過安全范圍（通常幾毫米），系統(tǒng)會立刻報警或暫停治療。

3. 快速高效：能快速捕捉全身體表變化，擺位效率更高，縮短治療時間。

哪些患者適合用OSIS？

OSIS配合DIBH技術(shù)是保護(hù)心臟的利器，但并非所有患者都適用。醫(yī)生通常會從以下幾個方面綜合評估：

1.病情特點(diǎn)：

(1) 左側(cè)乳腺癌患者獲益最明顯。

(2) 接受過特定化療（比如某些化療藥物，特別是常用于乳腺癌治療的蒽環(huán)類藥物，名字里常帶“環(huán)”字，這類藥對腫瘤效果好，但可能對心臟有一點(diǎn)潛在影響）或靶向治療的患者，他們心臟可能相對更“脆弱”一些，因此更需要這種額外的保護(hù)措施來減少放療對心臟的影響。

(3) 體重偏輕的患者，使用DIBH后心臟劑量降低的效果往往更顯著。

2.呼吸模式：必須是典型的“胸式呼吸”—吸氣時主要依靠胸部擴(kuò)張?zhí)?，而非肚子鼓起（腹式呼吸）。只有這樣，才能有效把心臟推離胸壁。混合呼吸模式可能效果不佳。

3. 患者肺功能與配合度：

(1) 患者單次屏氣時間至少能穩(wěn)定保持20-30秒以上（一次治療通常需要完成多次這樣的屏氣照射，總時長約2-5分鐘）。

(2) 患者能重復(fù)多次（通常5次以上）屏氣且狀態(tài)穩(wěn)定，不會感到過度疲勞或呼吸紊亂。

4. 其他因素：某些深色膚質(zhì)可能對紅外信號反射較弱，影響系統(tǒng)捕捉精度。醫(yī)生可能會通過增加標(biāo)記點(diǎn)等方式輔助監(jiān)控，或在定位時進(jìn)行專門評估。

治療流程：從放療前準(zhǔn)備到放療實(shí)施，OSIS全程參與

整個治療像一場“精密操作”，OSIS貫穿始終，確保每一步都精準(zhǔn)到位：

1. CT定位（關(guān)鍵一步）： 患者先在自由呼吸和深吸氣屏氣（DIBH）兩種狀態(tài)下分別做CT掃描。自由呼吸的CT作為日常擺位的參考基準(zhǔn)；DIBH狀態(tài)的CT則用于制定最終的治療計劃。OSIS會精確記錄下DIBH狀態(tài)時的“標(biāo)準(zhǔn)體表”三維圖像。

2. 計劃設(shè)計：物理師根據(jù)DIBH狀態(tài)下的CT圖像設(shè)計放療方案。通常采用一種叫做“切線照射野”（或簡稱切線野）的照射方式。這種技術(shù)是讓射線“擦邊”通過需要保護(hù)的器官。就如兩束射線，分別從身體左側(cè)和右側(cè)，像兩把精準(zhǔn)的“光刀”以一定角度相對著照射過來，它們的“刀刃”交匯區(qū)域正好覆蓋需要治療的乳房組織（腫瘤區(qū)域）。物理師會精心設(shè)計這兩把“光刀”的角度和范圍，確保它們既能精準(zhǔn)“清除”腫瘤區(qū)域，又能巧妙地“避開”心臟和健康的肺組織，為心臟建立安全屏障。

3. 精準(zhǔn)擺位（治療日）：

第一步：患者躺好后，OSIS先對照自由呼吸時的基準(zhǔn)體表圖像，引導(dǎo)治療師快速、準(zhǔn)確地調(diào)整患者大體位置。

第二步：治療師指示患者進(jìn)行DIBH。此時，OSIS立即開始工作，將患者當(dāng)前的實(shí)時體表三維圖像與定位時記錄的“標(biāo)準(zhǔn)DIBH體表”進(jìn)行高精度比對。

第三步：系統(tǒng)實(shí)時顯示各個方向的偏差數(shù)據(jù)（如前后差幾毫米、旋轉(zhuǎn)差幾度）。治療師根據(jù)這些精準(zhǔn)反饋，微調(diào)患者體位或指導(dǎo)患者調(diào)整呼吸深度，直到所有偏差值都嚴(yán)格控制在安全閾值（通常是1-3毫米）以內(nèi)。OSIS系統(tǒng)能幫助治療師實(shí)現(xiàn)如此精細(xì)的調(diào)整，確保每次射線都能精準(zhǔn)“指哪打哪”，最大限度地保護(hù)心臟。

圖5 精準(zhǔn)擺位的關(guān)鍵一步—OSIS引導(dǎo)下的DIBH體位校準(zhǔn)

4. 全程監(jiān)控（治療中）：放療射線一旦開始照射，OSIS就如同一個不知疲倦的智能“監(jiān)工”，持續(xù)不斷地監(jiān)控患者的體表位置。只要患者身體（尤其是胸腹部）的偏移超過了預(yù)設(shè)的安全范圍，系統(tǒng)會立即自動暫停放療設(shè)備！待患者重新調(diào)整好體位和屏氣狀態(tài)，并經(jīng)過OSIS確認(rèn)無誤后，治療才會繼續(xù)。這最大程度保證了治療過程的精準(zhǔn)和安全。

圖6 放療中的“安全衛(wèi)士”—OSIS實(shí)時監(jiān)控與超限暫停機(jī)制

這項(xiàng)技術(shù)有局限嗎？

雖然OSIS優(yōu)勢顯著，是DIBH技術(shù)的“黃金搭檔”，但也存在一些需要注意的地方：

1. 1. 體表遮擋：衣物、固定裝置（如體膜）或患者手臂如果遮擋了監(jiān)控區(qū)域，可能影響信號的捕捉。良好的體位固定和暴露監(jiān)控區(qū)域很重要。

2. 2. 人員要求：操作和解讀OSIS系統(tǒng)需要經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的醫(yī)護(hù)人員，以確保其發(fā)揮最佳效果。

3. 3. 患者配合是關(guān)鍵：技術(shù)的成功高度依賴患者穩(wěn)定的深吸氣和屏氣能力。如果屏氣深度或穩(wěn)定性不佳，再先進(jìn)的設(shè)備也難以達(dá)到理想的心臟保護(hù)效果和腫瘤打擊精度。

4. 4. 膚色影響（可管理）：對于深色皮膚患者，治療師可通過粘貼反光標(biāo)記點(diǎn)增強(qiáng)紅外信號捕捉，或在定位掃描時調(diào)整攝像頭靈敏度確保精度。

OSIS就像放療中的“智能導(dǎo)航”和“安全衛(wèi)士”，讓左側(cè)乳腺癌患者在采用DIBH治療時更精準(zhǔn)、更安全。它顯著降低了射線對心臟“誤傷”的風(fēng)險，提高了治療效果，讓患者少受痛苦和并發(fā)癥。隨著技術(shù)的不斷優(yōu)化和普及，未來它有望在更多需要借助屏氣、呼吸門控等呼吸控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)器官保護(hù)或靶區(qū)精準(zhǔn)照射的癌癥放療中（如肺癌）發(fā)揮作用，為腫瘤患者帶來更多福音。

如果身邊有需要進(jìn)行放療的乳腺癌患者（尤其是左側(cè)乳腺癌），建議咨詢放療醫(yī)生：這項(xiàng)技術(shù)是否適合患者的情況？現(xiàn)代科技的進(jìn)步，正如OSIS技術(shù)一樣，讓癌癥治療變得越來越精準(zhǔn)和人性化。

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作者：王宇、應(yīng)微

作者單位：四川省腫瘤醫(yī)院放療中心

審核：董昱 四川省西部放射治療協(xié)會 研究員

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