黄苹，姚彬，庞林荣，伍良沛，陈俊
据2020 GLOBOCAN数据显示，2020年全球预估肺癌病例约220万例，约占癌症总病例数的11.4%，在所有癌症中发病率排名第二，在癌症死亡病例中，肺癌依旧是最主要的死因[1]。在我国，肺癌发病率依然高居榜首，截止到2020年，我国新发癌症病例约457万例，其中新发肺癌约82万例，占新发癌症总数的17.9%，癌症死亡约300万例，其中肺癌约占癌症死亡总数的23.8%[2]。目前，临床上对于肺癌通常采用联合治疗，包括手术、全身治疗（化疗、免疫治疗和靶向药物）和局部放射治疗、介入治疗等手段，数据显示，放射治疗在约77%的肺癌患者病程中均有循证适应指证[3]，合理使用放射治疗能减轻肿瘤局部负荷，可使5年局部控制率增加8.3%，生存率增加4%[4]。因此，放疗在肺癌的治疗中拥有举足轻重的地位。但肺部放疗因其照射位置的特殊性，时常受到如心脏、正常肺组织、食管等重要脏器的剂量限量，导致放疗计划设计较困难。而呼吸控制一直是肺癌放疗中的一项较重要的辅助手段，本文笔者对深吸气屏气（DIBH）技术在肺癌放疗中的应用进行综述。
目前肺癌常用的放疗技术主要有适形放射治疗、调强放疗（IMRT）和立体定向放疗（SBRT）等。适形放疗是一种在放射治疗过程中要求照射野的形状与靶区的形状保持一致，已由最初的矩形野放疗发展到如今的三维适形放疗，更好的贴合形状不规则的靶区，达到治疗的目的。IMRT可通过三维适形技术精确靶区，从而达到在靶区增加治疗剂量的同时减少正常组织的受照剂量。SBRT是一种短疗程、高精度、大剂量的放射治疗技术。虽然放射治疗可以提高疾病的局部控制率及患者的总生存期，但是也伴随着不良反应，严重时可出现致死性放射性肺炎、放射性食管炎及放射性心脏病等。精确的放疗计划可以明显减少放疗不良反应的发生率，而良好的呼吸运动管理可以提高肺癌放疗计划的精确性，以达到精确靶区范围，并减少对周围正常组织的放疗毒性。
2.1 DIBH技术介绍 随着肺癌放射治疗人数的增加，人们对放疗带来的潜在长期影响日益关注。为了在肺癌的放疗中能够更好的避开危及器官，更准确的勾画靶区，呼吸运动管理是最为高效且最具可执行性的一种肺部放疗辅助技术[5]。DIBH技术是属于呼吸运动管理中的一种特殊类型，在患者达到深吸气的极点时，开始屏气并进行高剂量的照射[6]。该方法尽可能地减少呼吸运动对靶区移动的影响，还能降低肺的密度，减少照射范围内的肺体积，有助于提高肿瘤处方剂量，并且具有较好的可重复性。因此，相对于自由呼吸（FB），在肺癌放疗中引入DIBH技术可为更多的患者带来获益。
2.2 DIBH技术的应用 DIBH技术的关键点是患者的依从性和可重复性。要求患者有良好的肺功能，并进行呼吸训练，且对治疗具有依从性。DIBH技术可分为自主DIBH和非自主DIBH。自主DIBH不一定需要额外的设备，可以使用光场或侧面皮肤标记之间的距离或来自室内激光或其他设备的胸部位移来监测呼吸动度[7]。计算机监测系统则可用于增强自主DIBH技术，例如光学表面监测设备或气流的肺活量计可用于监测肺扩张以及整个呼吸周期[8]。非自主DIBH依赖于主动呼吸控制（ABC）设备，该系统结合了阀门系统关闭气流和对患者的视觉引导，在预设阈值体积停止气流，从而导致非自主屏气。几项研究均证实该系统可以减少心脏以及左冠状动脉前降支的受照剂[9-10]。有研究发现，与FB相比，使用主动呼吸控制系统可使肺剂量学参数平均降低18%～25%[11]。放疗过程中通过试听指导患者呼吸运动可进一步减少心、肺的受照体积及治疗时间[12-13]，并且可以通过使用图像引导放疗（IGRT）来限制正常心肺组织的受照剂量，进而增加治疗靶区的照射剂量。有研究显示在DIBH下进行SBRT并加入IGRT可明显降低周围正常组织的照射剂量[14]。在自主DIBH期间监测呼吸周期可以通过许多不同的方法来完成，例如瓦里安实时位置管理系统使用追踪指导患者呼吸，还可以与图像引导结合提高跟踪系统的一致性[15]。两者在剂量学上均较自由呼吸下有优势，但是与非自主DIBH相比，自主DIBH的每日治疗时间更短，患者和治疗师的满意度更高，成本也更低[16]。DIBH技术用于SBRT、3DCRT、IMRT及容积弧形放射治疗（VMAT）等放疗技术，可提高肿瘤的治疗剂量，减少对正常组织和器官的受照剂量及损伤，利用DIBH技术能更好地管理在呼吸运动中的剂量变异，可以设计更稳定、可预测的剂量分布[17-20]。
DIBH技术根据体位可分为胸式深吸气屏气（TDIBH）和腹式深吸气屏气（A-DIBH）。Hirata等[21]研究得出，A-DIBH与T-DIBH较FB均可明显增加肺体积，且肺容积的增加与平均心脏计量呈正相关，但两者在平均心脏剂量方面无统计学差异。Chen等[22]运用剂量-体积直方图（DVH）与剂量-质量直方图（DMH）参数对比得出，A-DIBH与T-DIBH肺容积扩张与肺剂量无明显差异，但在心脏剂量方面，TDIBH更有益。Zhao等[23]对比了T-DIBH、A-DIBH及FB下正常组织受照剂量，与FB和T-DIBH计划相比，采用A-DIBH治疗计划实现了更低的心脏和LAD剂量。这两种体位DIBH哪一种更有益处，暂时无明确定论，也许在将来越来越多的研究结果公布才可以给出答案。
3.1 DIBH联合影像学应用 FB下常规CT扫描瞬间极有可能不是肿瘤在整个呼吸动度中的平均位置，也可能远离平均位置。若移动误差达到5 mm及以上，会产生明显的运动伪影或系统误差。Rodriguez-Romero等[24]也证实FB下进行CT扫描可导致伪影，改变患者解剖结构形状、大小、密度及位置，这也为治疗靶区的勾画带来了较大的困难。所以，通过各种技术手段减少CT图像上由呼吸运动产生的伪影极为重要，目前常用呼吸相关成像或消除呼吸运动技术来减少图像伪影。4DCT技术即患者在定位环节保持均匀的自由呼吸，并在呼吸门控的帮助下监测呼吸运动采集患者的呼吸曲线，然后重建出每个呼吸时相的影像信息，重建出4D影像。虽然4DCT技术能有效地解决呼吸伪影问题，但在患者无规律呼吸以及小病灶情况下伪影更甚[25]。而DIBH是在呼吸运动几乎静止状态下进行CT扫描，是消除呼吸运动所产生伪影最有效的方法。运用靶区验证技术锥形束CT（CBCT）分别扫描患者在DIBH和FB下的图像，大血管的可见性分别是94%和11%，条纹伪影的影响分别是6%和57%，可以观察到DIBH下的成像清晰度明显提高，并且伪影的影响也明显减少[26]。DIBH技术也可以结合PET/CT，对定量测量和病灶定位更敏感，增加图像采集的精确性[27]。
3.2 DIBH可精确放疗靶区 在放疗计划设计中放疗专科医师通常会通过勾画计划靶区（PTV）来减少分次间摆位误差、器官运动等因素引起的治疗误差。仅管如今以4DCT为代表的自动化呼吸控制技术逐渐在放疗中开展应用，但由于治疗中患者的呼吸模式会发生变化，仍会导致靶区漏照或者正常组织受照体积过多等。Erridge等[28]发现，不同肺叶内肿瘤在不同方向运动幅度各不相同，肿瘤在纵向上活动最大，在下叶肿瘤活动更显著；
因此即使在同一次放疗中，患者的不均匀呼吸会对放疗效果以及不良反应的发生率产生一定的影响。研究发现，患者在FB下，膈肌平均动度约为26 mm，而在DIBH状态下仅为1 mm[29]。Josipovic等[26]的研究分析了15例患者接受CBCT扫描结果显示，DIBH组较自由呼吸组提高了图像质量，并降低了头尾方向的配准不确定性。所以，在肺癌的放疗中通过DIBH技术可以经济、有效的改善呼吸运动对PTV靶区勾画范围的影响，并提高了放疗过程中照射的精准性。
3.3 DIBH对肺体积的影响 众所周知，呼吸运动对肺体积的大小具有重要影响，多项研究均显示DIBH较FB可明显增加肺体积[30-33]。Ottosson等[34]研究了18名局部晚期肺癌患者，接受了FB和DIBH下的CT成像和治疗计划，相对于FB，DIBH的肺总体积增加了86.8%，而GTV总体积减少了14.8%。一项左侧乳腺癌放射治疗荟萃分析发现[33]，与FB相比，可显著增加同侧肺体积，并减少同侧肺剂量和心脏容积，且差异有统计学意义。Bruzzaniti等[35]发现，DIBH较FB使正常肺组织的照射体积下降20%。最近一项研究胸腺瘤放疗的数据显示，DIBH相比FB使肺总体积增加了31%，心脏体积减少了12%[36]。因此，利用DIBH技术可增加肺体积，进而减少正常肺的受照剂量，以达到降低放射性肺炎以及其他胸部放射性不良反应发生率的目的。
3.4 DIBH的剂量学优势 DIBH使肺扩张后将心脏从高剂量区推离，同时也减少了正常肺组织的照射剂量[37]。Fjellanger等[38]研究发现在38名局晚期肺癌患者中，DIBH相比FB可获得更小的临床靶区体积，更具有剂量学优势。若患者具有较好的DIBH依从性，联合IGRT技术可获得更多的剂量学优势[15]。在多项研究中证实，相同患者使用DIBH与FB计划相比，平均心脏剂量和平均左前降支剂量分别降低25%～67%、20%～73%，因此DIBH比FB具有剂量学优势[39-40]。Kuo等[39]研究发还现，无论高剂量区还是低剂量区DIBH计划在心脏、左心室（LV）和左冠状动脉前降支（LAD）的剂量均较深吸气4DCT明显降低（P＜0.05）。总而言之，DIBH用于肺癌放疗的主要优势是通过扩张肺体积和增加肿瘤与心脏之间的距离来减少危及器官剂量。
3.5 DIBH对不良反应的影响 DIBH主要是减少正常组织的受照体积及降低放射剂量来降低不良反应发生率。一般当放疗剂量在70 Gy左右时，DIBH靶区周围正常组织的并发症发生率较FB更低。Simonetto等[41]研究了由放疗引起的缺血性心脏病的死亡率，FB下平均预期寿命减少0.11年，DIBH下则仅减少0.07年。Kuo等[39]分析了正常组织的并发症发生率，结果显示与深吸气4DCT计划相比，DIBH下长期心脏死亡率降低了40%，左肺放射性肺炎的风险降低了37.96%（P＜0.001）。Bruzzaniti等[35]研究也显示使用DIBH较FB的放射性肺炎发生率和远期放射性心脏病死亡率均有降低，同时在食管晚期毒性发生率中也能观察到明显降低[42]。
随着技术的不断进步，放疗已经朝着靶区高精度以及瘤区高剂量的趋势发展。但肺癌由于其所处解剖位置的特殊性及呼吸运动的影响，往往使得治疗计划较难规划。而DIBH技术则可在胸部放疗中消除呼吸运动，增加肺体积以精确放疗靶区，降低不良反应发生率。但是DIBH技术在临床的实际应用过程中也存在诸多问题，如患者每次屏气程度不同、呼吸疲劳及治疗时间延长等。因此就需要对患者进行严格的呼吸训练，要求患者每次深吸气屏气时实际肺体积及胸廓起伏程度达到尽可能一致。另外，有学者在左乳癌放疗的研究中也发现DIBH技术能使患者得到临床获益，而且，该获益无关年龄、肿瘤预后及平均心脏剂量等因素[41]。所以，该研究提出应该在左侧乳腺癌患者放疗中尽可能应用DIBH技术。目前，DIBH技术已愈来愈多的应用于胸部放疗中，在信息化以及数据化时代，更多自动化技术结合DIBH，也使得DIBH技术在临床应用中日臻成熟，其不足之处也必将获得改善，从而为更多的肿瘤患者服务。
利益冲突 所有作者声明无利益冲突
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