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深吸气屏气在减少乳腺癌放射性心脏损伤中的应用

2023-07-10 190 上传者：管理员

摘要：随着乳腺癌患者生存期的延长，放射性心脏损伤受到了广泛的关注。放射性心脏损伤的发生与心脏所受照射剂量密切相关。深吸气屏气是在放疗时通过增加肺容积将心脏远离乳腺癌临床靶区的一种简单易行的技术。大量研究证实深吸气屏气能够让乳腺癌患者在减少心脏受照剂量上获益。因此，深吸气屏气是一种具有潜力的减少乳腺癌放射性心脏损伤的技术手段。本文将详细介绍放射性心脏损伤的相关进展和深吸气屏气在减少乳腺癌放射性心脏损伤中的应用。

关键词：
乳腺癌
恶性肿瘤
放射性心脏损伤
深吸气屏气
肿瘤放射治疗
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乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤。据统计，全球每年有超过一百万人被诊断出患有乳腺癌，每年至少有40万女性死于该疾病，占癌症死亡总数的14%[1]。全世界近75%的乳腺癌患者接受以放射治疗为主的辅助治疗，保乳术后联合放疗能够显著降低疾病复发率，并将乳腺癌死亡率降低约六分之一[2,3]。随着治疗手段的进步，乳腺癌患者生存期明显延长，乳腺癌治疗相关的心脏毒性逐渐引起人们的重视。研究表明，患有潜在心血管疾病或存活5年以上的早期乳腺癌患者死于心血管疾病的可能性甚至高于死于乳腺癌[4]。深吸气屏气(deep inspiration breath holding, DIBH)能使胸廓扩张、肺容量增大、心脏远离胸壁，是临床中一种简单易行的有效降低乳腺癌放疗时心脏剂量的一种呼吸控制手段。DIBH在减轻乳腺癌放射性心脏损伤中表现出潜在价值。笔者总结了乳腺癌放射性心脏损伤的研究进展和DIBH在减少乳腺癌放射性心脏损伤中的应用。

1、放射性心脏损伤

1.1放射性心脏损伤简介

放射性心脏损伤是胸部或上腹部恶性肿瘤患者放射治疗时心脏部分或全部受到照射导致的并发症。放射性心脏损伤的发生与放疗时心脏剂量密切相关。DARBY等人的经典研究提出乳腺癌患者放疗时平均心脏辐射剂量每升高1 Gy,缺血性心脏病等不良心脏事件的发生率增加7.4%[5]。最新的大型回顾性研究提示每Gy平均心脏剂量的主要冠状动脉事件发生概率的增加远高于之前的报道(19%/Gy)[6]。

1.2放射性心脏损伤类型

放射性心脏损伤可以引起多种心血管疾病，比如心包疾病、心力衰竭、心瓣膜病、缺血性心脏病等。心包疾病被认为是放射治疗后最早出现的心脏损伤，常见的有心包炎、心包积液等。近几年有研究发现部分患者放射治疗后可能会发生射血分数保留的心力衰竭，且发病率与平均心脏辐射剂量有一定的相关性[7]。乳腺癌患者放疗后心瓣膜病的发病率约4.2%,部分患者需要通过手术或经皮瓣膜置换术解决心脏瓣膜功能异常[8,9]。另外，心脏暴露于电离辐射后会增加缺血性心脏病的发病风险，这种风险在暴露后几年内开始出现，可以持续至少20年[5]。

1.3减少放射性心脏损伤的措施

目前，减少乳腺癌放射性心脏损伤的措施主要包括：(1)应用先进的放疗技术；(2)呼吸控制(如DIBH和呼吸门控)、采取俯卧体位等减少心脏剂量；(3)应用更加精准的危及器官评估方案；(4)预防使用心脏保护药物；(5)纠正个人风险因素等。其中，DIBH具有应用相对简便、耐受性良好的优点，本文将重点介绍DIBH在减少放射性心脏损伤中的应用。

近年来IMRT与VMRT技术得到了广泛应用。相比于三维适形放疗，IMRT能够更精准的覆盖目标体积，有效减少左侧乳腺癌患者同侧肺V20和心脏V30等高剂量区，前提是牺牲了更多组织暴露于低剂量区[10]。新兴的质子治疗表现出明显的正常器官保护优势。JIMENEZ等人[11]分析了69例需要局部淋巴结照射的乳腺癌患者，质子治疗后平均心脏剂量和左前降支剂量仅为0.50 Gy和1.16 Gy。相比于光子治疗，质子治疗在所有心脏亚结构上均表现出剂量学优势[12]。但是，质子治疗的治疗费用相对比较昂贵，远期治疗收益等性价比还需要进一步探讨。

呼吸门控技术是指在治疗时患者的某一特定呼吸时相可以触发门控系统从而启动射线照射。呼吸门控技术需要患者保持相对稳定的呼吸频率，但不需要屏气，相对而言患者的耐受性更好。呼吸门控技术在降低乳腺癌患者心脏剂量中同样表现出优势。有研究表明应用呼吸门控使左前降支的平均剂量由11.1 Gy降低至9.3 Gy[13]。值得注意的是该研究中自由呼吸组的心脏平均剂量小于3 Gy时，左前降支剂量无法得到保证，最高达到了28.4 Gy。

目前人们普遍达成的建议是乳腺癌放疗时心脏的V25<10%,但仅关注心脏的总体剂量是不够严谨的，更应该注意心脏亚结构的照射剂量。左前降支沿前室间沟走行，为左心室和室间隔提供大部分的血液供应。左前降支的位置相对靠近胸壁，即接近左侧乳腺癌患者靶区。NILSSON等人[14]的研究证实，虽然左侧乳腺癌患者满足了整体心脏放射剂量要求，但左前降支的中远段照射剂量明显高于正常范围，远段剂量高达50 Gy。因此，有研究者建议将左侧乳腺癌患者的“冠状动脉带”代替心脏作为危及器官，以减少对心脏的辐射剂量[15]。

除了放射治疗过程中的多方面技术的提升，预防性应用保护药物成为了人们关注的焦点。TOKATLI等人[16]首先发现氨磷汀在动物实验中具有保护放射治疗后远期心脏损伤的作用。随着近些年中药的广泛应用，丹参、当归和黄芪等均被证实可以减轻放射性心脏纤维化损伤[17,18]。

乳腺癌患者的基础疾病和生活习惯等个人因素会影响远期心脏不良事件的发生率。放疗前存在基础心脏病、糖尿病、长期吸烟等风险因素的乳腺癌患者，放射治疗后出现冠状动脉不良事件的概率明显上升[19]。KIM等人[20]对39 775名乳腺癌患者进行了为期5年的队列研究，与运动未达标组相比，遵循美国癌症患者运动指南组心血管事件风险显著降低，并且建议久坐的乳腺癌患者定期运动。

2、DIBH在减少乳腺癌放射性心脏损伤中的应用

2.1 DIBH在乳腺癌常规放疗中的心脏剂量学优势

呼吸运动会影响胸部器官与上腹部器官在放疗过程中的实时靶区位置，产生难以避免的误差。2017年美国临床肿瘤学会在指南中明确指出对于接受可能影响心脏功能的纵隔放疗的患者，临床医生可以通过使用先进的技术尽可能降低心脏的辐射剂量，其中包括DIBH的应用[21]。与自由呼吸相比，DIBH可以最大限度的在乳腺癌放疗过程中使心脏组织远离胸壁，从而减少心脏的高剂量区域。NISSEN等人[22]对319名乳腺癌患者的研究证实了这一观点，DIBH组患者心脏平均剂量(2.69 Gy比5.18 Gy)、心脏V20(2.33 Gy比7.82 Gy)和V40(0.30 Gy比3.44 Gy)显著低于自由呼吸组。在YAMAUCHI等人[23]的研究中，使用DIBH技术将左侧乳腺癌自由呼吸患者的平均心脏剂量减少了47%。他们发现这种剂量学上的获益程度与患者体质量指数相关，低体质量指数的患者获益更大。类似地，FALCO等人[24]的最新研究包含了2 022名左侧乳腺癌患者，观察到DIBH降低了放疗所致心脏毒性的风险，并且发现体质量指数大于30的自由呼吸患者心脏平均剂量高于DIBH患者。另外，研究表明与自由呼吸-VMAT方案相比，DIBH-VMAT方案不仅将左侧乳腺癌患者的平均心脏剂量从7.9 Gy有效降低至3.2 Gy,还减少了左侧肺高剂量容积(V30)[25]。WALSTON等人[26]同样发现使用DIBH显著降低了左侧乳腺癌患者的最大心脏剂量，相对而言平均心脏剂量的降低程度相对较小。另外，他们对于DIBH下放疗所致肺毒性提出了新的观点。DIBH不会显著降低肺V20或同侧或总肺体积的平均剂量，这可能与吸气后辐射剂量中的肺相对体积基本保持不变相关。

近期研究表明左心室V5代替心脏平均剂量能够提高放疗相关急性冠脉事件的预测能力[27]。对于左前降支预先存在动脉粥样硬化的乳腺癌患者，左前降支动脉粥样硬化斑块的剂量是放疗相关急性冠脉综合征的最强预测因子[28]。SONG等人[29]评估了DIBH技术对心脏各亚结构的影响，包括右冠状动脉、左冠脉主干、左回旋支、左前降支和左心室。DIBH对左前降支远段和左心室心尖部的剂量节约效应最明显。其中，与自由呼吸相比，左前降支远段绝对剂量减少了14.4 Gy,左心室心尖部减少了12.1 Gy。因此，DIBH后心脏亚结构的大幅度剂量减少对放射性心脏损伤的发生有潜在的临床益处。总而言之，在乳腺癌常规放疗中应用DIBH技术无论在平均心脏剂量还是心脏亚结构剂量中均表现出明显的剂量学优势。

2.2 DIBH在乳腺癌区域淋巴结照射中的剂量学优势

在早期乳腺癌患者中，局部淋巴结照射能够提高无病生存期和降低死亡率。相比于自由呼吸，在区域淋巴结阳性的患者DIBH期间观察到了淋巴结的显著移动，这种移动将进一步导致照射剂量的变化[30]。由于内乳淋巴结靠近心脏，对其照射造成的远期心脏毒性和生存收益之间的矛盾成为了困扰临床医生的难题。FINAZZI[31]等人的研究表明与锁骨上淋巴结引流区+/-腋窝淋巴结引流区的左乳癌放疗患者相比，照射内乳淋巴结区域心脏V20(8.0% vs 3.0%)和左肺V30(33.0% vs 30.0%)均显著升高。一直以来，早期乳腺癌患者需要谨慎考虑照射内乳淋巴结引流区和内乳临床靶区的大小。根据驱动DIBH的呼吸肌的不同，DIBH可以分为由肋间肌主导的胸式DIBH和由膈肌主导的腹式DIBH。腹式DIBH期间胸骨和同侧内乳链几乎不动，而心脏在膈肌的牵引下向尾侧移动。因此，腹式DIBH对于心脏远离内乳淋巴结引流区有潜在的优势。CHEN等人[32]发现对于需要预防性照射内乳淋巴结的患者，腹式DIBH显著降低了心脏、左前降支和左肺的辐射剂量，建议所有需要内乳照射患者常规使用腹式DIBH技术。YEUNG等人[33]的研究比较了自由呼吸与DIBH下左前降支的平均剂量，提出需要内乳淋巴结照射的患者在应用DIBH技术下LAD平均剂量下降更显著。

综合现有研究，应用DIBH技术为需要区域淋巴结照射(尤其是内乳淋巴结引流区)的乳腺癌患者带来了更明显的剂量学获益。

3、结论与展望

乳腺癌放射治疗虽然减少了局部肿瘤复发率，但增加了左侧乳腺癌患者因心血管事件死亡的风险。放射性心脏损伤的发病风险与心脏辐射剂量呈线性相关。DIBH是一种有效的降低心脏剂量的手段，该技术能够在保证计划靶区覆盖的同时将心脏辐射剂量和体积最小化。照射范围包含内乳淋巴结引流区的患者在DIBH中受益相对较大，因此在临床工作中推荐此类患者优先使用DIBH技术。DIBH在减少乳腺癌放疗后放射性心脏损伤中具有巨大潜力，有望广泛应用于临床实践。我们更加期待未来出现应用DIBH技术治疗后放射性心脏损伤相关随访数据的报道。

基金资助:辽宁省自然科学基金项目(编号:201202045);

文章来源:肖慧玉,王晓杰,李爽等.深吸气屏气在减少乳腺癌放射性心脏损伤中的应用[J].现代肿瘤医学,2023,31(16):3111-3114.