腹部压块对食管癌放疗患者呼吸动度的影响研究

吴承骏，张一帆，温翠侠

(徐州市中心医院放疗科，江苏 徐州 221000)

食管癌是一种常见的恶性肿瘤，其发病率及病死率均较高。放射治疗(以下简称放疗)是食管癌的重要治疗手段之一，更高的放疗剂量更有助于杀灭肿瘤，但这依赖于照射的准确性，尤其是照射时肿瘤位置的准确性[1]。影响放疗精确性的因素在不同分次间主要是摆位误差，而同一分次内则主要是呼吸、心跳及吞咽等运动，其中尤以呼吸运动最为明显。在治疗时追踪上述运动依赖于多种影像技术，如兆伏级CT(MVCT)图像、千伏级CT(KVCT)图像、锥形束CT(CBCT)图像等[2]。其中，CBCT图像可评估软组织，可给予较为准确的定位验证；平面KVCT图像采集速度快，但只能对骨骼等结构进行观察[3]。食管癌患者往往因进食困难而预先行支架扩张，金属材质的支架与骨骼类似，在平面KVCT图像上显示更清楚。因此，可通过观测支架的运动来评估肿瘤的活动情况。

胸下段食管癌较上段肿瘤更靠近膈肌，有更大的呼吸移动性，在放疗过程中，由于呼吸动度的存在可能导致心脏等器官受到较高剂量的照射[4]。目前，有多种人为干预的方法来尽量减少肿瘤呼吸运动，从而降低射线对正常器官的影响，如呼吸门控、腹部压块限制呼吸、屏息等[5]。本研究通过观测支架的呼吸动度，探讨腹部压块对食管癌放疗患者呼吸动度的影响。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2019年6月至2020年2月本院行放疗的21例支架置入后食管癌患者，其中男15例，女6例；中位年龄65岁；胸上段食管癌5例，胸中段9例，胸下段7例。所有患者在治疗前均完善相关检查。

1.2方法 患者仰卧于模拟定位机的碳素纤维底架上，采用真空负压垫固定体位。自由呼吸状态时，在KV级平板探测器下，以金属支架上缘为观测点，收集一个完整呼吸周期内的位移数据，分别在左右、前后、头脚方向上记录。将腹部压块固定于剑突下，结合患者感受调整压迫幅度，在患者可以忍受的情况下尽量限制腹部的呼吸动度。同样以金属支架上缘为观测点，收集一个完整呼吸周期内的位移数据，并分别在左右、前后、头脚方向上记录。

2 结 果

2.1不同分段食管癌患者在自由呼吸状态下的支架位移情况 在自由呼吸的状态下，胸下段食管癌患者支架随呼吸运动的位移大于胸上段及胸中段食管癌患者，尤其在头脚方向上更为明显。见表1。

表1 不同分段食管癌患者在自由呼吸状态下的支架位移情况

2.2不同分段食管癌患者在不同状态下支架位移情况比较 在腹部压块状态下，胸上段食管癌患者在3个方向的支架位移与自由呼吸状态下比较，差异无统计学意义(P>0.05)；胸中段食管癌患者在左右、头脚方向的支架位移与自由呼吸状态下比较，差异无统计学意义(P>0.05)，而在前后方向的支架位移与自由呼吸状态下比较，差异有统计学意义(P<0.05)；胸下段食管癌患者在左右方向的支架位移与自由呼吸状态下比较，差异无统计学意义(P>0.05)，而在前后、头脚方向的支架位移与自由呼吸状态下比较，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2～4。

表2 胸上段食管癌患者在不同状态下支架位移情况比较

表3 胸中段食管癌患者在不同状态下支架位移情况比较

表4 胸下段食管癌患者在不同状态下支架位移情况比较

3 讨 论

放疗是食管癌的重要治疗手段之一，放疗分次间的摆位误差及分次内的移动误差是影响其精确度的重要因素。分次间的摆位误差主要来源于固定设备的不可靠性及激光灯、模拟机和治疗床的差别等，而分次内的误差则受患者蠕动、呼吸运动、咳嗽等因素影响[6]。郭纪慈等[7]采用头颈肩热塑膜真空袋固定技术治疗时发现，在治疗过程中分次内的误差变化很大，因此必须重视这种误差。尚凯等[8]研究发现，在治疗分次内，胸上段、胸中段、胸下段的平均误差在左右方向上分别为(1.2±1.5)、(1.0±1.0)、(1.0±1.0)mm(P=0.138)，在上下方向上分别为(1.2±1.0)、(1.1±1.0)、(1.2±1.0)mm(P=0.656)，在前后方向上分别为(1.3±1.1)、(1.2±1.0)、(0.8±0.7)mm(P=0.003)，这对患者靶区剂量分布有一定影响，尤其可能导致脊髓超量。

由于放疗单次时间不长，分次间误差的主要来源是患者呼吸动度，即患者在治疗时肿瘤随着呼吸运动而产生位移。对于食管肿瘤来说，食管的呼吸运动受肿瘤侵袭、与邻近器官粘连程度的影响[9]。目前，已有几种评价食管运动的方法，预先放置在食管壁上的基准标记物由于不透过X线，可更为直观地观测[10]。MELANIE等[11]利用超声胃镜预先植入金属点或水凝胶，再行图像引导放疗(IGRT)，利用上述标记作为肿瘤的辅助参照。CHANDRAN等[12]对26例患者共植入92个标记物，结果发现，标记物的放置改善了放疗的定位，有助于IGRT放疗，且无明显不良事件的发生。LIU等[13]针对胃食管交界处肿瘤植入放射不透明基准作为肿瘤替代物，然后进行呼吸门控放疗，结果发现，植入的基准物与肿瘤体积(GTV)的运动有很好的相关性，且门控降低了肿瘤在治疗过程中的移动，但不同患者间的变异较大。本研究中，患者在放疗前因严重的进食困难而预先行支架置入术，由于支架的金属特性不能透过X线，其本身就是一种很好的参照物，且支架的位置直接反映了肿瘤部位，用来评估肿瘤的呼吸运动更为准确。

在放疗中追踪呼吸运动主要依赖于MVCT图像、KVCT图像、CBCT图像等。本研究利用平面KVCT图像进行支架的活动追踪，结果发现，在自由呼吸状态下，胸下段食管癌患者支架随呼吸运动的位移大于胸上段及胸中段患者。国外有文献报道，在自由呼吸状态下，胸上段食管肿瘤在左右、前后、头脚方向上的位移分别为(1.7±1.4)、(2.0±1.5)、(3.6±4.1)mm，胸中段食管肿瘤在3个方向上的位移分别为(0.8±1.1)、(1.4±1.2)、(4.8±3.6)mm，而胸下段食管肿瘤在3个方向上的位移分别为(1.8±0.8)、(1.9±2.0)、(8.0±4.5)mm[14]。JIN等[15]比较了四维CT、四维-CBCT中食管肿瘤标记物的呼吸运动情况，结果发现，位移幅度最大的部位为食管远端及贲门，尤其在头脚方向上的位移幅度最大，分别为7.1、7.8 mm。提示下段食管肿瘤随呼吸运动的位移幅度更大，且在头脚方向上更为明显，这与本研究结果相类似。本研究结果显示，在自由呼吸状态下，胸下段食管癌患者支架移动在头脚方向上更为明显，达到了(6.2±0.8)mm，其可能是因为下段肿瘤靠近膈肌，受肺及膈肌运动的影响较大，随着膈肌呼吸的起伏，造成肿瘤在头脚方向上的位移更为明显。

目前，有多种手段通过控制呼吸运动来尽可能减少误差，如呼吸门控、主动呼吸控制、腹部压块、四维CT扫描等[16]。有研究报道，使用呼吸门控技术后，正常肺V5、V20及心脏的平均受照剂量均显著降低[17]。应用主动呼吸控制技术可提高靶区剂量，降低正常肺组织的受照剂量[18]，但这需要患者具有良好的肺功能，能够屏气且配合呼吸控制。而对于某些患者，由于疼痛或肺功能差等原因，呼吸频率和幅度没有一定规律[19]，这时就需要通过外在辅助来尽量减少呼吸动度的影响。腹部压块技术利用可调节深浅的压块固定在剑突下，通过外在压迫来减少患者腹式呼吸幅度，从而降低靶区的呼吸运动。本研究结果显示，腹部压块状态下，胸上段食管癌在3个方向上的支架位移与自由呼吸状态下比较，差异无统计学意义(P>0.05)。提示限制腹部呼吸并不能有效降低上段食管肿瘤的呼吸运动。本研究结果显示，胸中段食管癌患者在左右、头脚方向的支架位移与自由呼吸状态下比较，差异无统计学意义(P>0.05)；在腹部压块状态下，肿瘤在前后方向上的运动幅度反而变大。其原因可能是腹式呼吸被限制后代偿性地引起胸部起伏变大，导致支架位移增大。本研究结果显示，胸下段食管癌患者在前后、头脚方向的支架位移与自由呼吸状态下比较，差异有统计学意义(P<0.05)。这可能是由于压块限制了膈肌的运动，导致下段肿瘤呼吸位移减少。

除了利用腹部压块限制患者的呼吸幅度之外，有文献报道，当靶区的运动范围大于1 cm时，运用正电子发射计算机断层显像/CT联合四维CT可准确包含靶区空间的运动信息[20]。有研究发现，随着治疗时间的延长，放疗分次内的误差逐渐增大，可使用容积旋转调强技术缩短放疗时间，从而减少治疗中不确定因素的影响[21]。对于下段食管肿瘤，KINCAID等[22]报道了采用呼吸校正后的CBCT监测治疗过程，从而降低正常组织的放疗不良反应。除了呼吸运动的影响之外，对于下段食管癌，胃的充盈情况也会引起靶区位置上的变化[23]，可引入自适应放疗来加以解决。

综上所述，腹部压块能减小下段食管肿瘤呼吸运动幅度，尤其是在前后及头脚方向上。