患者在锥束CT成像过程中报告的痛苦和焦虑情绪，尤其是在机架旋转速度加快的情况下

《Technical Innovations & Patient Support in Radiation Oncology》：Patient-reported distress and anxiety during cone-beam CT imaging sessions with increased gantry rotation speeds

　　阿特菲赫·雷扎伊（Atefeh Rezaei）| 亚历克斯·T·普莱斯（Alex T. Price）| 西奥多·H·阿森诺特（Theodore H. Arsenault）| 鲁尼恩·伍兹（Runyon Woods）| 罗哈诺·卡沙尼（Rojano Kashani）| 安吉拉·Y·贾（Angela Y. Jia）| 丹尼尔·E·斯普拉特（Daniel E. Spratt）| 克莱尔·R·库尼（Clair R. Kueny）| 劳伦·E·亨克（Lauren E. Henke）
美国俄亥俄州克利夫兰塞德曼癌症中心（University Hospitals Seidman Cancer Center），欧几里得大道11100号，邮编44106

**摘要**
**引言**
我们进行了一项前瞻性成像临床试验，以评估在C臂直线加速器上使用快速锥形束计算机断层扫描（CBCT）的效果。作为该试验的一部分，我们评估了患者在成像前后的焦虑和痛苦感受，以评估加快的机架旋转速度对患者体验的影响。

**材料与方法**
40名正在接受放射治疗（RT）的患者作为标准临床护理的一部分，分别使用C臂直线加速器上的CBCT成像技术进行了成像，该加速器的机架旋转速度更快（1.5 rpm，而临床常规使用的是1.0 rpm）。使用经过验证的6项状态-焦虑量表（STAI-S-6）问卷，在所有患者的多次研究成像前后评估了他们的焦虑和痛苦程度。记录了这些患者在快速成像过程中的焦虑反应变化。

**结果**
所有测量中，患者报告的STAI-S-6焦虑水平的中位数为20.0 [IQR: 20.0 – 30.0]。在第一次成像会话中，焦虑状态的中位数保持稳定，中位数变化为0.0 [IQR: ?4.2 – 0.0]（p = 0.359）。从第一次会话到最后一次成像会话，患者报告的基于状态的焦虑中位数显著降低，中位数变化为?3.3 [IQR: ?10.0 – 0.0]（p = 0.001）。对于在成像过程中需要屏息的患者，未观察到屏息与基于状态的焦虑之间存在关联（p = 0.219）。

**结论**
在C臂直线加速器上使用快速机架旋转并未增加患者在接受放射治疗准备成像时的焦虑和痛苦感受。

**引言**
癌症通常伴随着显著的心理社会挑战，许多患者因疾病进展而经历情绪和社会压力[1]。虽然心理痛苦的严重程度因人而异，但往往可能达到令人衰弱的程度。指南建议在初次肿瘤就诊时以及治疗过程中的适当时间间隔进行痛苦筛查[2]。值得注意的是，大多数癌症患者在其治疗过程中会接受放射治疗（RT），这可能与其他治疗方式（如手术或化疗）相比，对痛苦的模式和强度产生独特影响[3]。然而，专门研究接受RT患者心理痛苦动态的研究仍然有限[1]。研究表明，患者痛苦水平的升高与较差的治疗结果相关，包括更高的住院率、较低的放射治疗依从性和较低的总体生存率[4]。一项针对接受放射治疗的头颈部癌症患者的研究发现，患者报告的恐惧（如对封闭空间的恐惧或运动限制）与因焦虑导致的会话中断有关。大约11–24%的会话出现了中断，这突显了早期筛查以识别可能从预防性干预中受益的患者的潜在价值[3]。此外，已有研究表明，工业领域中机器人臂或其他机械系统的加速运行增加了工人的焦虑和压力[5][6]。
放射肿瘤学技术的最新进展催生了旨在提高治疗精度和效率的新成像解决方案。其中一项创新是HyperSight（Varian Medical Systems，帕洛阿尔托，加州）锥形束计算机断层扫描（HS-CBCT）解决方案，该方案应用于包括TrueBeam（TB）系统在内的多种Varian平台上，提供了更高的图像质量和更快的机架旋转速度。值得注意的是，机架旋转的动力源得到了升级，使得机架旋转速度达到了每秒9.0度（1.5 rpm），而早期型号为每秒6.0度（1 rpm）[7][8]。虽然这种速度的提升有可能减少成像时间、最小化运动引起的图像伪影并提高患者处理效率，但它也引发了关于患者体验的重要问题，特别是在快速机架旋转速度下的成像过程中患者的焦虑情况。鉴于已有文献表明，固定、封闭空间和治疗环境等因素可能会加剧接受放射治疗患者的痛苦，因此存在理论上的担忧，即快速动态的机架运动可能会加剧焦虑。
随着该领域继续优先考虑技术卓越性和以患者为中心的护理，理解此类技术创新的心理社会影响至关重要。然而，迄今为止，尚无系统研究评估HS-CBCT系统相关的加快机架速度是否会影响患者在接受放射治疗期间的焦虑水平。在这项作为研究HS-CBCT系统成像临床试验的一部分进行的前瞻性研究中，我们假设加快的机架旋转速度会增加患者在成像采集过程中的急性基于状态的焦虑。此外，我们还评估了加快的机架旋转速度对完成完整成像所需屏息次数的影响。

**材料与方法：**
参与这项研究的患者被纳入了一项评估TB-HS-CBCT解决方案的前瞻性成像研究（NCT05975619）。在这项前瞻性成像研究中，四个不同解剖区域的十个患者组分别接受了成像：头颈部、胸部、腹部和盆腔。根据患者的可用性和潜在的研究问题，患者可能在CT模拟的同一天或任何治疗日接受成像，具体取决于时间点和获取的图像。患者接受的成像是与他们的临床治疗和成像分开进行的。为了减少患者的负担和额外的辐射剂量，患者最多可参与5次成像会话。即使患者之前接受过放射治疗，也不被排除在外。对于胸部和腹部组，可以使用屏息、4DCBCT、被动门控或压缩等运动管理技术来匹配治疗设置。虽然标准治疗期间所有临床成像都使用6度/秒（1.0 rpm）的C臂机架旋转速度或封闭孔径CBCT，但在单独的成像会话中，机架旋转速度是根据每次成像的需求选择的。当需要与更快的9度/秒（1.5 rpm）速度进行直接图像质量比较时，会使用较慢的6度/秒速度。然而，所有会话都至少包含一次以加快的机架旋转速度进行的成像，以测量其对急性基于状态焦虑的影响。并非每次会话都包含以较慢速度获取的图像。
参与研究的患者被邀请在研究的首次和最后一次成像会话前后完成状态-特质焦虑量表（State-Trait Anxiety Inventory）问卷，以评估他们的基于状态的焦虑变化。在每次成像会话中，患者在进入治疗舱之前和离开治疗舱之后立即填写问卷，成像会话（包括以加快的机架速度进行的成像）在他们位于舱内时进行。问卷用于评估他们对高旋转速度（1.5 rpm）机架成像解决方案的感知。参与焦虑评估是自愿的，并遵循母研究的伦理指南和同意程序。
状态-特质焦虑量表（STAI）是一种经过验证并在临床和研究环境中广泛采用的焦虑测量工具[9]。STAI包含两个不同的量表：状态焦虑量表（S-Anxiety），用于测量患者对特定情况的即时焦虑感受；特质焦虑量表（T-Anxiety），用于评估患者在各种情况下的总体焦虑倾向[10][11][12]。该量表由4点李克特量表上的自我报告项目组成，分数越高表示焦虑程度越高。在这项研究中，我们特别关注6项状态焦虑量表（STAI-S-6），以捕捉患者在接受更高机架旋转速度的放射治疗成像后的急性情绪反应。在研究期间，患者并未被告知机架旋转速度的增加。先前研究表明，STAI-S-6与完整的STAI量表有很好的相关性[13]。
基于状态的焦虑分数在给定会话内（比较成像前后的反应）以及通过比较每位患者的首次和最后一次成像会话之间的反应进行了纵向分析。STAI-S-6中的六个反应被汇总以得出综合基于状态的焦虑分数。由于某些问题与焦虑状态相反的正面回答，因此三个答案（问题2、4和5）被反向处理。然后将综合分数按20/6的比例进行调整，以反映标准的STAI焦虑量表。分数20-37、38-44和45-80分别代表低焦虑、中等焦虑和高焦虑[13][14]。对于需要屏息成像的患者，记录并分析了完成单次完整轨迹扫描所需的屏息次数，以评估成像方案的可行性和耐受性。描述性统计分析使用Spyder 6 Python 3.11进行。变量使用中位数和四分位数范围（IQR）进行总结。由于数据非正态分布（通过Shapiro-Wilk检验确定），使用Wilcoxon符号秩检验评估成像前后以及首次和最后一次会话之间患者报告的基于状态的焦虑反应的变化。使用皮尔逊相关系数分析所需屏息次数与成像后基于状态的焦虑分数之间的关联。p值< 0.05被认为具有统计学意义。对于未服用抗焦虑药物的患者进行了单独分析。这项分析的结果在补充材料中报告，与所有患者的结果相比差异很小。

**结果：**
共有40名患者参与了这项分析并提供了数据。研究队列的基线特征总结在表1中。中位年龄为67岁（四分位数范围[IQR]：59–73岁），中位体重指数（BMI）为28.0 kg/m2（IQR：25.2–31.7）。大多数患者为男性（60.0%）、白人（90.0%）和非西班牙裔（97.3%）。肿瘤位置在头颈部/脑部、胸部、腹部和盆腔之间均匀分布。只有2名患者正在服用抗焦虑药物。

**表1. 按治疗部位划分的患者人口统计和肿瘤特征**
| 类别 | 头颈部/脑部 | 胸部 | 腹部 | 盆腔 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 数量 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| 年龄（岁） | 59.5 [43.5–68.3] | 65.5 [60.0–68.75] | 65.0 [57.8–77.5] | 71.5 [68.5–73.0] |
| 体重指数（kg/m2） | 28.9 [26.0–30.8] | 28.1 [24.0–32.1] | 28.3 [24.9–29.6] | 26.5 [25.3–35.4] |
| 性别 | 男性：6 | 女性：4 | 男性：2 | 女性：8 | 男性：6 | 女性：4 | 男性：10 | 女性：0 |
| 种族 | 白人：10 | 黑人或非裔美国人：0 | 西班牙裔：0 | 白人：8 | 黑人或非裔美国人：1 | 西班牙裔：1 | 白人：8 | 黑人或非裔美国人：2 | 西班牙裔：0 | 白人：9 | 黑人或非裔美国人：1 | 西班牙裔：0 |
| 中位肿瘤体积（cc） | 203.4 [152.1–296.1] | 17.6 [12.6–43.8] | 177.2 [108.5–227.0] | 110.7 [77.8–130.8] |
在40名患者中，38名完成了可评估的调查，共收集了127份使用STAI-S-6量表的调查。在第一次成像会话中，36名患者在会话前后都提供了调查回应，而在38名患者中，有26名患者在最后一次成像会话前后都提供了调查回应。患者报告的基于状态的焦虑反应分布如图1所示。总体而言，队列报告的基于状态的焦虑水平较低：20.0 [IQR: 20.0 – 30.0]。在所有调查中，86.6%的患者报告了较低的基于状态的焦虑水平，9.5%的患者报告了中等程度的基于状态的焦虑，3.9%的患者报告了较高的基于状态的焦虑。对于基于状态焦虑水平较高的患者，5名患者中有4名在成像会话前报告了高水平的基于状态的焦虑。表2展示了各疾病部位和会话的综合基于状态的焦虑分数。

**图1. 统计图表显示了研究中收集的所有调查中的状态-特质焦虑量表-6（STAI-S-6）分数分布。大多数收集的分数集中在低焦虑范围内。**

**表2. 按治疗部位和会话划分的患者STAI-S-6中位基于状态的焦虑分数**
| 类别 | 头颈部/脑部 | 胸部 | 腹部 | 盆腔 |
| --- | --- | --- | --- |
| 第一次会话前焦虑中位数 | 21.7 [20.0] | 21.7 [21.7–39.2] | 25.0 [20.8–29.2] |
| 第一次会话后焦虑中位数 | 25.0 [20.0–38.3] | 20.0 [20.0–25.8] | 21.7 [20.0–32.5] |
| 最后一次会话前焦虑中位数 | 20.0 [20.0–20.0] | 26.7 [21.7–30.0] | 21.7 [20.0–32.5] |
| 最后一次会话后焦虑中位数 | 20.0 [20.0–20.0] | 20.0 [20.0–20.0] | 20.0 [20.0–23.3] | 20.0 [20.0–27.5] |
在第一次成像会话中，患者报告的基于状态的焦虑水平的中位数下降幅度保持不变，从会话前到会话后的变化值为0.0 [IQR: -4.2 – 0.0]。这并不表示基于状态的焦虑值有显著降低（W = 64.5，p = 0.359）。效应量较小（r = 0.23）。在完成最后一次成像会话调查的患者中，该会话期间患者报告的基于状态的焦虑水平的中位数变化也为0.0 [IQR: 0.0 – 0.0]。然而，与第一次成像会话相比，最后一次成像会话中报告的状态焦虑分数分布的变化是显著的（W = 0.0，p = 0.027）。效应量中等（r = 0.45）。最后，将最后一次成像会话后的调查与第一次成像会话前的调查进行比较时，患者报告的状态焦虑有更大的下降，中位数变化为-3.3 [IQR: -10.0 – 0.0]。这种状态焦虑的变化是显著的（W = 3.0，p = 0.001），效应量也很大（r = 0.76）。状态焦虑的变化如图2所示。在所有报告了成像前后状态焦虑分数的成像会话中，19次（30.7%）报告状态焦虑下降，38次（61.3%）报告状态焦虑没有变化，5次（8.1%）报告状态焦虑上升。下载：下载高分辨率图片（456KB）下载：下载全尺寸图片

图2. 在研究的不同时间点比较成像前后的STAI-S-6分数变化分布。上图：第一次成像会话前后的变化。中图：最后一次成像会话前后的变化。下图：最后一次成像会话前后的变化。负值表示状态焦虑减少，而正值表示成像会话后状态焦虑增加。

此外，在使用屏息的成像会话中，完成扫描所需的平均屏息次数为2次（IQR: 2 – 3；范围：1–6），每次会话平均屏息2.22次（SD: 0.72）。共记录了77次屏息会话（其中27次收集了相关调查数据），总计171次屏息。没有观察到屏息成像与患者报告的状态焦虑增加之间的关联，因为无论是否使用屏息，状态焦虑水平都保持较低（r = 0.24，p = 0.219）。

讨论：在这项研究中，我们发现，尽管HS-CBCT系统的机架旋转速度明显快于传统的CBCT成像系统，但患者在接受成像后会报告较低的状态焦虑水平。在127次调查中，大多数患者一致表示感到平静、放松和满足，只有极少数患者报告了痛苦、紧张或担忧。痛苦越来越被认为是癌症护理中的一个关键维度，常被称为“第六个生命体征”[15]。它包括心理、社会和精神上的多重痛苦，可能会影响患者有效应对癌症及其治疗的能力[2]。鉴于其普遍性和对临床结果的潜在影响，国家指南（如NCCN的指南）建议对所有癌症患者进行常规的痛苦筛查，从诊断开始并持续整个护理过程[16]。研究表明，37%到62%的癌症患者报告了临床上显著的痛苦水平[17]，[18]，[19]，[20]，无论癌症类型或治疗方式如何，包括手术、化疗、激素疗法、免疫疗法和放射疗法[21]，[22]，[23]，[24]。尽管广泛认识到痛苦筛查的重要性，但专门针对接受放射治疗的患者的痛苦的研究仍然很少。即使有放射治疗特定的数据，患者通常会接受多种治疗方式，这使得很难将痛苦水平具体归因于放射治疗本身。这种研究的缺乏突显了像我们这样的研究的重要性，这些研究旨在直接评估对放射治疗技术创新（如高速机架旋转CBCT系统的引入）的心理社会状态反应。了解新的治疗环境和技术如何影响患者的急性痛苦对于确保技术精度的进步与以患者为中心的护理保持一致至关重要。

在我们的研究中，我们特别使用了STAI-S-6来评估患者在接受HS-CBCT系统成像后的急性状态焦虑。STAI-S-6特别适合用于肿瘤学人群，因为它可以区分与程序相关的短暂焦虑和基线焦虑特征，从而更细致地了解患者的治疗过程中的心理体验。其强大的心理测量属性，包括在不同人群中的高可靠性和有效性，使其成为检测与新技术相关的焦虑水平微妙变化的可靠工具。在成像会话前后，患者完成了STAI-S-6问卷，提供了他们情绪状态变化的直接和标准化评估。在38名患者完成的127份问卷中，绝大多数反应表明状态焦虑水平较低。这一模式进一步证实了高速成像系统的引入并未对患者的急性情绪福祉产生不利影响。

我们的研究结果还表明，对于大多数患者来说，使用高速HS-CBCT进行成像并没有影响他们在成像会话期间的急性状态焦虑水平。在比较会话前后的反应（表2）时，我们观察到状态焦虑分数的下降多于上升，这表明实际暴露于更高的机架速度很少导致状态焦虑增加，可能是因为第一次研究成像会话是在一个单独的治疗舱中进行的，具有研究性质。此外，比较每位患者第一次和最后一次成像会话的反应（表2）时，从第一次到最后一次的时间点状态焦虑分数有显著下降。这种模式表明，对成像过程和治疗过程的熟悉可能会进一步降低状态焦虑，随着治疗的进行，患者会变得更加舒适。总体而言，这些结果强化了这样一个结论：虽然患者可能会带着不确定或担忧进入治疗会话，但成像体验的实际情况通常是可以忍受的，并不会增加状态焦虑水平。

此外，能够以最少的屏息次数完成高质量CBCT成像是放射治疗中的一个显著进步。在这项研究中，每次完整轨迹扫描所需的平均屏息次数仅为两次。与之前的C臂CBCT系统相比，这种效率有了显著提高，之前的系统通常需要多次屏息循环（?stergaard等人报告3-4次屏息，Ottosson等人报告平均2次屏息，但标准差为1.6），并且设置时间较长，限制了屏息在常规临床实践中的广泛应用[25]，[26]，[27]。重要的是，我们队列中的大多数屏息会话是在呼气末期进行的，这一阶段可能对患者来说更具可重复性。这些发现表明，凭借HS-CBCT系统增强的机架速度和图像重建能力，屏息成像成为了一种更可行且对患者更友好的选择，不会导致状态焦虑增加。

我们研究的局限性包括并非每位患者在第一次和最后一次成像会话中都完成了成像前后的调查。这可能会影响从这项研究中得出的结论。此外，由于无法在机架实际旋转过程中测量状态焦虑，因此无法真正了解机架旋转速度对患者状态焦虑水平的影响，但我们的调查注意到，在整个成像会话体验之后，患者的总体状态焦虑有所下降。此外，焦虑的原因或变化是多方面的，其中包含与患者基线焦虑和反应性状态焦虑相互作用的混杂因素，这些因素在本研究中难以单独分离。例如，在第一次成像会话中，头部和颈部组的患者经历了状态焦虑的增加，可能是由于使用了不太熟悉的固定设备，或者因为他们直接面对移动速度更快的机架。因此，我们承认还有其他可能影响患者急性状态焦虑的原因，但这些原因并未在本研究中得到捕捉。

总之，与HS-CBCT系统相关的高速机架速度并没有导致患者感知到的焦虑水平在临床上显著增加，从心理社会角度来看，这支持了将这种先进成像技术安全地整合到常规临床实践中的观点。

知情患者同意：作者确认已从相关患者处获得了书面知情同意，或在适当情况下从患者的父母或监护人、法定代理人处获得了同意；并且他们已同意将这些信息发表在本病例报告中（系列）。

数据可用性声明：访问我们研究的未发表数据需要与研究赞助商Varian Medical Systems, Inc.协商，或者根据适用法律的要求进行。

资金声明：这项研究是由Varian Medical Systems提供给Case Western Reserve大学放射肿瘤学系的一项前瞻性成像临床试验的一部分。