西放科普｜光學體表影像系統——放射治療“心乳保衛戰”中的利器

光學體表影像系統——放射治療“心乳保衛戰”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，特別是左側乳腺癌患者，在放療時如何在精準打擊腫瘤的同時，降低患者心臟受到射線照射的劑量，一直都是醫生和患者共同關心的事情。一種名為“光學體表影像系統（OSIS）”的先進技術，正成為這場“心乳保衛戰”中的利器。

放療時，心臟為何需要“特殊保護”？

乳腺癌放療是用放射線殺滅癌細胞。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，可能會增加并發心臟疾病的風險。

為了減少心臟損傷，醫生們曾想出了一個巧妙的辦法—深吸氣屏氣技術（DIBH）。治療時，當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”向遠離胸壁的位置（距射線更遠！），相當于給心臟加了一層“天然隔離罩”。研究表明，這種技術平均能將心臟受到的放射劑量降低20%-50%，顯著減少了遠期心臟損傷的風險。

圖1 深吸氣屏氣技術（DIBH）心臟保護原理—呼吸狀態對比

圖2 OSIS+DIBH技術心臟保護效果—心臟受照劑量對比

圖3 OSIS+DIBH技術保護效果數據驗證（僅供參考）

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

OSIS：放療中的“實時監控眼”

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

圖4 OSIS如何“實時監控”—工作原理示意圖

和傳統的影像引導技術（如錐形束CT，CBCT）相比，OSIS有三個明顯優勢：

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. 實時精準：每秒可進行多次監測，全程緊盯屏氣狀態，一旦患者身體移動超過安全范圍（通常幾毫米），系統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技術是保護心臟的利器，但并非所有患者都適用。醫生通常會從以下幾個方面綜合評估：

1.病情特點：

(1) 左側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類藥物，名字里常帶“環”字，這類藥對腫瘤效果好，但可能對心臟有一點潛在影響）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張抬起，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) 患者能重復多次（通常5次以上）屏氣且狀態穩定，不會感到過度疲勞或呼吸紊亂。

4. 其他因素：某些深色膚質可能對紅外信號反射較弱，影響系統捕捉精度。醫生可能會通過增加標記點等方式輔助監控，或在定位時進行專門評估。

治療流程：從放療前準備到放療實施，OSIS全程參與

整個治療像一場“精密操作”，OSIS貫穿始終，確保每一步都精準到位：

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

2. 計劃設計：物理師根據DIBH狀態下的CT圖像設計放療方案。通常采用一種叫做“切線照射野”（或簡稱切線野）的照射方式。這種技術是讓射線“擦邊”通過需要保護的器官。就如兩束射線，分別從身體左側和右側，像兩把精準的“光刀”以一定角度相對著照射過來，它們的“刀刃”交匯區域正好覆蓋需要治療的乳房組織（腫瘤區域）。物理師會精心設計這兩把“光刀”的角度和范圍，確保它們既能精準“清除”腫瘤區域，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體表圖像，引導治療師快速、準確地調整患者大體位置。

第二步：治療師指示患者進行DIBH。此時，OSIS立即開始工作，將患者當前的實時體表三維圖像與定位時記錄的“標準DIBH體表”進行高精度比對。

第三步：系統實時顯示各個方向的偏差數據（如前后差幾毫米、旋轉差幾度）。治療師根據這些精準反饋，微調患者體位或指導患者調整呼吸深度，直到所有偏差值都嚴格控制在安全閾值（通常是1-3毫米）以內。OSIS系統能幫助治療師實現如此精細的調整，確保每次射線都能精準“指哪打哪”，最大限度地保護心臟。

圖5 精準擺位的關鍵一步—OSIS引導下的DIBH體位校準

4. 全程監控（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“監工”，持續不斷地監控患者的體表位置。只要患者身體（尤其是胸腹部）的偏移超過了預設的安全范圍，系統會立即自動暫停放療設備！待患者重新調整好體位和屏氣狀態，并經過OSIS確認無誤后，治療才會繼續。這最大程度保證了治療過程的精準和安全。

圖6 放療中的“安全衛士”—OSIS實時監控與超限暫停機制

這項技術有局限嗎？

雖然OSIS優勢顯著，是DIBH技術的“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控區域，可能影響信號的捕捉。良好的體位固定和暴露監控區域很重要。

2. 2. 人員要求：操作和解讀OSIS系統需要經過專業培訓的醫護人員，以確保其發揮最佳效果。

3. 3. 患者配合是關鍵：技術的成功高度依賴患者穩定的深吸氣和屏氣能力。如果屏氣深度或穩定性不佳，再先進的設備也難以達到理想的心臟保護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記點增強紅外信號捕捉，或在定位掃描時調整攝像頭靈敏度確保精度。

OSIS就像放療中的“智能導航”和“安全衛士”，讓左側乳腺癌患者在采用DIBH治療時更精準、更安全。它顯著降低了射線對心臟“誤傷”的風險，提高了治療效果，讓患者少受痛苦和并發癥。隨著技術的不斷優化和普及，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來實現器官保護或靶區精準照射的癌癥放療中（如肺癌）發揮作用，為腫瘤患者帶來更多福音。

如果身邊有需要進行放療的乳腺癌患者（尤其是左側乳腺癌），建議咨詢放療醫生：這項技術是否適合患者的情況？現代科技的進步，正如OSIS技術一樣，讓癌癥治療變得越來越精準和人性化。

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作者：王宇、應微

作者單位：四川省腫瘤醫院放療中心

審核：董昱 四川省西部放射治療協會 研究員

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