基于主动呼吸控制的三日深度吸气屏气训练方案提升左侧乳腺癌放疗精准度

《Scientific Reports》：A three day coaching protocol for deep inspiration breath hold in left breast radiotherapy using active breathing control

本研究针对左侧乳腺癌放疗中深度吸气屏气（DIBH）技术因呼吸重复性不足导致的解剖位置不确定性难题，开发了基于主动呼吸控制（ABC）系统的三日标准化训练方案。通过量化监测屏气阈值稳定性与CT影像肺体积差异，研究证实96%（24/25）患者实现高重复性DIBH（相对肺体积差≤0.2），为心脏剂量精准规避提供了客观评估框架。

　　

放射治疗是乳腺癌综合治疗的重要手段，但对于左侧乳腺癌患者而言，放疗过程中心脏不可避免地受到照射剂量已成为影响长期生存质量的关键风险因素。研究表明，放射性心脏损伤可能在接受放疗后数年甚至数十年后才显现，这使得剂量控制尤为重要。深度吸气屏气（Deep Inspiration Breath-Hold, DIBH）技术通过让患者在深吸气后屏住呼吸，使肺部膨胀、胸廓扩张，从而增加心脏与胸壁的物理距离，成为降低心脏受照剂量的有效策略。然而，该技术在实际应用中面临核心挑战：患者能否在多次治疗中稳定重复相同的屏气深度？呼吸波动导致的解剖位置变化可能直接影响放疗精准度。

目前临床缺乏标准化、量化的DIBH训练方案，而不同呼吸管理设备（如主动呼吸控制ABC、实时位置管理RPM等）的工作原理差异更大程度增加了技术推广难度。针对这一瓶颈，武汉第一医院放疗科团队在《Scientific Reports》发表研究，提出基于主动呼吸控制（Active Breathing Coordinator, ABC）系统的三日标准化训练协议，并通过屏气阈值稳定性和CT影像肺体积差异双重量化指标，系统评估了DIBH技术在左侧乳腺癌放疗中的可行性与重复性。

研究采用三项关键技术方法：首先对25例左侧乳腺癌患者实施ABC系统辅助的三日渐进式训练（含屏气测试、参数优化、自主执行阶段）；其次通过多次CT模拟扫描（自由呼吸FB扫描与两次DIBH扫描）量化肺体积变化；最后采用相关性分析与正态性检验（Shapiro-Wilk检验、Levene检验等）评估呼吸参数与影像学数据的关联性。

动态变化呼吸测量值训练期间

通过监测屏气阈值（ABC系统设定的吸气容积阈值）的日间变化，研究人员发现患者呈现四种演变模式：改善型（8例，33.3%）、波动型（1例）、稳定型（14例，58.3%）和恶化型（1例）。以连续两天阈值差异≤0.1 L为稳定性标准，最终95.8%（23/24）患者达到稳定状态。值得注意的是，屏气阈值与DIBH期左肺（r=0.638, p=8.028×10^-4）、右肺（r=0.647, p=6.284×10^-4）体积显著正相关，而与自由呼吸（FB）肺体积无显著关联，证实该参数可有效反映实际肺扩张程度。

屏气间DIBH相关肺体积差异

对23例患者CT数据分析显示，78.3%（18/23）患者两次DIBH扫描的左肺体积差≤0.1 L，右肺为73.9%（17/23）。标准化计算（DIBH体积-FB体积）/FB体积后，所有患者屏气间相对肺体积差≤0.2，而DIBH与FB扫描差异均>0.2（除一例胸腔积液患者）。DIBH使左肺体积从1.230±0.309 L（FB）显著增至1.885±0.346 L（p=1.191×10^-8），右肺从1.466±0.404 L增至2.133±0.444 L（p=1.957×10^-6），证实技术同时实现了解剖位置重复性与有效肺扩张。

研究结论强调，屏气阈值的个体化稳定是ABC系统辅助DIBH放疗的核心环节。该协议通过客观参数识别需加强训练的患者，最终使96%患者达到高重复性DIBH。尽管吸入时长与速度参数受心理因素等影响呈现波动，但肺体积差异作为终极验证指标，为胸部肿瘤（如肺癌）的呼吸运动管理技术推广提供了方法论支持。未来研究可探索呼吸参数对DIBH稳定性的预测价值，以优化训练周期，提升临床效率。