乳腺癌和肺癌放疗时采用直立位与仰卧位的比较：一项关于患者舒适度、体验及肺功能的初步研究

《Technical Innovations & Patient Support in Radiation Oncology》：Upright versus supine positioning for breast and lung radiotherapy: a pilot study on patient comfort, experience and lung function

　　S. Boisbouvier | Anthony Criscuolo | Tracy Underwood | V. Grégoire
法国里昂Léon Bérard癌症中心放射肿瘤科

**摘要**
在直立姿势（UP）下进行放射治疗可能对乳腺癌和肺癌治疗更具优势，这归因于生理/解剖学上的差异，同时在新治疗室的建设中也有潜在的成本节约。这项初步研究比较了（i）患者的体验以及（ii）直立姿势与仰卧姿势（SP）下患者的肺功能指标。研究对象是一组接受常规（仰卧）放射治疗的乳腺癌或肺癌患者。

在获得伦理批准后，共有8名乳腺癌患者和7名肺癌患者参与了这项研究。每位患者共进行了5次检查。患者在两种姿势下接受检查，手臂都抬离胸部区域。通过问卷调查，患者报告了任何不适感、总体体验以及他们偏好的姿势。基于肺功能测量的数据包括潮气量（Vt）、肺活量（VC）和深吸气屏气时间（DIBH）。此外还计算了呼气储备量（ERV）和吸气容量（IC）。

结果显示，仰卧姿势下患者最常报告的下背部不适，在直立姿势下则是膝盖不适。9位患者更喜欢直立姿势，认为该姿势更舒适；8位患者更喜欢直立姿势下的深吸气屏气体验；而有1位和6位患者则更偏好仰卧姿势。与仰卧姿势相比，患者直立姿势后站起来时感到明显较少的疼痛。直立姿势下的ERV显著更高（p < 0.05），而Vt和IC则显著较低（p > 0.05）。两种姿势下的VC没有显著差异（p = 0.17）。
大多数患者更喜欢直立姿势，并表示在这种姿势下感觉更舒适。总体而言，姿势确实会影响Vt、ERV和IC，但VC没有显著差异，这与相关文献一致。所有患者无论采用何种姿势都能完成深吸气屏气测试。

**引言**
传统的乳腺癌和肺癌放射治疗通常是在患者仰卧的情况下进行的，治疗设备会在治疗架上围绕患者旋转。患者双臂会被固定在臂托或个性化固定装置上，以确保放射束的路径准确性、避免照射到手臂、保证治疗的可重复性和稳定性[1][2][3][4][5]。直立姿势放射治疗具有吸引力，因为它可以使用固定的放射束，因此有利于建造更加紧凑且经济高效的治疗室，适用于粒子治疗和光子治疗[6][7]。尽管人们对直立姿势放射治疗的兴趣不断增加，但其技术发展仍然较为缓慢，直立患者定位器和CT扫描仪直到最近才进入商业市场。关于直立姿势放射治疗的临床数据仍然较少，大部分来自内部系统的研究，部分数据基于近40年前的出版物。对于胸部区域，直立姿势与仰卧姿势相比，可增加平均肺容量[8][9][10][11]，并减少肺的颅尾运动幅度[10]，这可能减少受照射肺组织的体积和肺部毒性[13]。此外，多项研究表明，与仰卧姿势相比，直立姿势可提高患者舒适度，同时也适用于无法忍受仰卧姿势的患者[9][14][15][16][17]。
2023年，我们发表了一项关于直立姿势乳腺癌放射治疗的概念验证研究[16]，该研究表明：（i）乳腺癌患者更偏好直立姿势；（ii）特殊的放射治疗文胸能有效减少或消除皮肤褶皱；（iii）手臂抬高的姿势应能确保足够的放射束照射范围，但需要专门为直立姿势设计的支撑装置。

在开发出专门的“手臂抬高”支撑装置后，本研究的目的是比较仰卧姿势和直立姿势下乳腺癌和肺癌患者的不适感和体验。研究还比较了两种姿势下的肺容量和最长深吸气屏气时间（DIBH）[18][8][9][10][11][12]。

**材料与方法**
这项前瞻性的单中心初步研究获得了当地机构审查委员会的伦理批准（R201-004-288），所有患者均签署了知情同意书。

**患者群体**
2023年12月至2024年9月期间，共有8名乳腺癌患者和7名肺癌患者参与了研究。其中7名肺癌患者为男性，5名为女性。所有乳腺癌患者均为女性。

**患者流程**
患者在法国里昂Leon Berard癌症中心的放射肿瘤科接受Elekta?直线加速器（瑞典斯德哥尔摩）进行的常规放射治疗。在治疗期间，每名患者额外安排了5次研究检查。在每次检查中，患者分别进行了仰卧和直立姿势下的测试。
- **仰卧姿势**：患者使用Posiboard 2（CVICO，Kalona，IA）固定，头部配有专用头枕，膝盖放置 knee cushion（图1a）。
- **直立姿势**：患者使用专为放射治疗设计的Eve?定位装置（Leo Cancer Care，英国Crawley）（图1b）[15]。该装置包括靠背、座椅、小腿支撑和脚跟固定器，可单独调节。根据先前的研究，靠背向后倾斜10°，座椅向下倾斜15°，并使用专为直立姿势设计的“手臂抬高”支撑装置[16]。为每位患者定制了真空垫，以支撑下背部和臀部。每次检查中，患者在两种姿势下各停留约15分钟，重复进行不适感和肺功能测量。
9名患者在第一次检查时采用直立姿势，之后改为仰卧姿势；另6名患者则相反。交替使用两种姿势可减少因操作习惯或疲劳导致的偏差。

**仪器与方法**
肺功能测试遵循美国胸科协会和欧洲呼吸学会的建议[19]：患者通过带有鼻夹和滤网的口件进行呼吸，使用Dyn’R?肺功能仪（法国Aix en Provence）。测试包括2分钟的潮气量（Vt）记录，随后要求患者完全呼气和吸气。两次测量结果之间的差异即为肺活量（VC）。为保证测量准确性，重复测量3至5次，接受标准为两次测量结果相差不超过5%或0.15升[19]。根据测量结果计算呼气储备量（ERV）和吸气容量（IC）。

**数据分析**
使用Fisher精确检验比较了（i）不同姿势下不适部位的比例，（ii）患者体验，以及（iii）患者偏好。计算了Vt的平均值和标准差（SD），并使用配对T检验比较两种姿势下的数据。还评估了肺活量测量结果和最长屏气时间的一致性。

**结果**
表1总结了患者的特征。首次检查时，患者的年龄中位数为60岁（范围50至78岁），身高中位数为167厘米（范围155至178厘米），体重中位数为62千克（范围50至104千克）。4名患者（1名女性和3名男性）超重（BMI 25-29.9），2名患者（1名女性和1名男性）肥胖（BMI 30-39.9）。3名患者曾接受过背部手术（其中1名植入了稳定装置），2名患者接受过下肢手术（其中1名使用假肢），1名患者接受过上肢手术。14名患者在两周内完成所有检查；另有1名患者因COVID-19感染，检查间隔长达22天。

在首次检查后，患者被要求报告颈部、肩膀、上背部、肘部、下背部、手腕/手部、髋部/大腿和膝盖的不适情况。在最后一次检查后，患者还需填写问卷（附件1），使用5点Likert量表评估体验（1表示完全不同意，5表示完全同意）。最后，患者被问及偏好哪种姿势。所有数据均在患者坐姿时收集。

肺功能测试使用美国胸科协会和欧洲呼吸学会的推荐方法[19]：患者通过带有鼻夹的口件呼吸，数据通过SDX肺功能仪（Dyn’R?，法国Aix en Provence）采集。测试首先记录2分钟的潮气量（Vt），然后要求患者完全呼气和吸气。两次测量结果之差即为肺活量（VC）。为确保可靠性，重复测量3至5次，接受标准为两次测量结果相差不超过5%或0.15升[19]。从中计算出呼气储备量（ERV）和吸气容量（IC）。深吸气屏气时间（DIBH）的目标值为最大IC的80%，容差为±0.20升。患者通过可视数字屏幕观察呼吸数据并调整到目标值，然后尝试在该范围内屏息10秒。所有测试在两种姿势下均重复进行。

**患者特征**
记录了患者的年龄、体重、身高、吸烟习惯和手术史，计算了BMI。肺功能数据以CSV文件形式导出。使用Python（3.9）脚本处理文件，提取Vt、VC、ERV和IC等参数。通过过滤符合条件的时间戳（最大IC的80%，容差±0.2升），收集DIBH数据。

**结论**
直立姿势放射治疗可能具有优势，包括减少受照射肺组织体积、降低平均肺剂量和降低肺部毒性。患者普遍偏好直立姿势，尤其是对于无法忍受仰卧姿势的患者。虽然直立姿势放射治疗的技术发展缓慢，但最近才进入商业市场，相关临床数据仍有限。在患者就位后，不同的体位对舒适度、正常呼吸的便利性以及进行DIBH（深吸气后屏气）的便利性没有发现显著差异。下载：下载高分辨率图像（422KB）下载：下载全尺寸图像

图4. 对10项问卷的回应。数字代表同意/不同意该陈述的患者（*表示直立位和仰卧位之间的响应存在统计学上的显著差异（p < 0.05）。

在身体舒适度方面，15名患者中有9名（6名乳腺癌患者和3名肺癌患者）更喜欢直立位，1名乳腺癌患者更喜欢仰卧位（6.7%），5名患者没有偏好（33.3%）（p > 0.05）。在心理状态和正常呼吸方面，10名患者更喜欢直立位（66.7%），而2名乳腺癌患者和1名肺癌患者更喜欢仰卧位（总计n = 3，20%）。其余2名患者（13.3%）没有偏好（p > 0.05）。在DIBH方面，8名患者（53.3%）更喜欢直立位，6名患者更喜欢仰卧位（40%），1名患者没有偏好（6.7%）（p > 0.05）。样本量不足以检测BMI与患者不适感和偏好结果之间的任何相关性。

**呼吸量**
对于仰卧位，平均值和标准差分别为：Vt 0.720 ± 0.261 L，VC 3.028 ± 0.628 L，ERV 0.533 ± 0.207 L，IC 2.495 ± 0.571 L。对于直立位，相应的值（平均值和标准差）分别为：Vt 0.665 ± 0.269 L，VC 3.104 ± 0.663 L，ERV 1.124 ± 0.440 L，IC 1.980 ± 0.598 L（图3b）。图3a展示了一位患者在不同体位下的呼吸量曲线示例。直立位的平均Vt和IC值显著低于仰卧位（p < 0.05）（图3b）。直立位的ERV测量平均值显著高于仰卧位（p < 0.05）（图3b）。直立位和仰卧位的平均VC之间没有统计学上的显著差异（p = 0.17）（图3b）。本研究的样本量不足以检测BMI与呼吸量结果之间的任何相关性。每个患者在每次就诊时的VC测量值和最长DIBH的图形表示（补充材料2）显示直立位的一致性更高，且任何体位的测量值都没有随时间减少或增加的趋势。一名患者在研究期间感染了COVID；检测结果为阳性的前一天，其VC值分别比直立位和仰卧位的参考值低14%和17%。十五天后，VC值恢复到参考值的10%以内。

**DIBH持续时间**
所有患者都能在两种体位下完成20秒的临床代表性DIBH测试。最大DIBH持续时间在患者之间差异很大。对于仰卧位，最大持续时间在29.5秒到122.2秒之间；而对于直立位，最大持续时间在24.9秒到92.2秒之间。两种体位的最大DIBH持续时间之间没有发现统计学上的显著差异（p = 0.10）。

**讨论**
本研究比较了（i）报告的不适感，（ii）患者的体验和偏好，（iii）呼吸量，以及（iv）乳腺癌和肺癌患者在仰卧位和直立位放疗设置下的最大DIBH持续时间。
接受仰卧位放疗的患者在直立位进行15分钟测试后，报告的背部不适和疼痛较少。这些结果是在典型的放疗会话时间范围内获得的，与之前的多项研究数据一致[15][21]。这些数据强调了放疗患者体位与舒适度体验之间的关系[22]。因此，直立位似乎可以改善患者的背部疼痛舒适度[21]。此外，我们的研究还显示（虽然不具有统计学意义），直立位患者的肩部不适感相对较低，这可能表明专门为直立位设计的扶手提供了比仰卧位更好的舒适度。对于乳腺癌患者来说，这种改善尤为重要，因为这种姿势可以减少乳房下方的皮肤皱褶[23]。然而，许多这类患者在手术后难以抬高手臂[24]。除了改善身体舒适度外，我们的结果还突显了患者体位对心理舒适度和正常呼吸舒适度的影响。当Duister等人报告所有接受姑息性肺癌放疗的患者都认为坐姿比仰卧位更舒适时，这可能不仅反映了身体舒适度的提高，还反映了心理舒适度和呼吸舒适度的提升[9]。这可能是由于采取了更自然的姿势，患者在到达治疗室时不需要改变体位（即患者走到椅子上坐下，而不是走到治疗床上躺下）。尽管本研究中的患者描述了较少的背部不适，但他们报告了更多的膝盖不适，这可能与胫骨支撑架的设计有关。这种胫骨支撑架对于下半身的可重复性至关重要[15][16]。然而，其设计和材料应适合患者的外部解剖结构，并提供足够的舒适度和支撑。本研究还表明，需要肺癌和乳腺癌放疗的患者可能更喜欢直立位。这一发现基于先前的研究，这些研究表明大多数接受仰卧位治疗的患者更希望接受直立位治疗[16][21]。因此，虽然无法耐受仰卧位的患者可能会从直立位放疗中受益，但舒适度的提高可能更广泛地适用于需要乳腺癌或肺癌放疗的其他患者群体[17]。超重和肥胖患者在平躺时可能会感到不适，未来的直立位放疗研究应特别包括这些患者，以评估他们是否能从这种替代治疗姿势中受益[25][26][27]。然而，目前证据不足，我们的研究也没有发现BMI相关的差异，这可能是因为样本量有限。总体而言，我们的结果鼓励进一步研究，以确定直立位放疗的好处是否仅限于患者舒适度，或者能否扩展到其他方面，例如更好地保护风险器官。

关于肺容积，我们发现直立位的ERV值显著增加，IC值显著减小，而VC没有变化，这表明直立位的呼吸效率更高。其他研究也有类似发现，例如在慢性心力衰竭患者或肥胖个体中[28][29][30][31][32][33]。这些研究使用肺功能测试（PFTs）来客观评估肺功能，这些测试推荐坐姿或站立姿势[34][35]。在我们的研究中，重复的VC测量显示直立位的一致性更高，这可能解释了肺功能测试指南中推荐坐姿的原因[36]。

我们在直立位和仰卧位进行的PFTs中发现的类似VC值似乎与CT或MRI研究的结果相矛盾，后者显示直立位时肺容积增加了26.9%[10][11][12]。在PFTs中，容积是通过流量测量得到的，而CT和MR成像中的容积是通过体素测量的[37][38]。无论图像采集时的呼吸状态如何（即自由呼吸或吸气），CT或MRI测量都包括残余容积（RV），即最大呼气后留在肺中的空气。需要使用容积描记法或稀释技术来测量RV[38]。由于这些测量是在患者处于坐姿的特殊舱室内进行的，只有少数小型研究比较了直立位和仰卧位的RV。它们报告两种位置的RV值相似，但方法学细节有限，基于小样本得出的结论质量较低[31][37][39]。文献表明，在直立位下，重力会将膈肌和腹腔内容物向下拉，从而在胸腔内创建额外的空间，导致CT或MR图像上显示的肺容积增大[40][41]。这种额外空间是否有助于增加RV仍然是一个需要进一步研究的问题。

我们的结果显示直立位的Vt较小，表明患者在直立位正常呼吸时使用的肺部分较小。这可能意味着肺运动减少，Yang等人的4D MRI研究也指出了这一点[10]。在肺癌放疗中，通常使用内部靶区容积（ITV）来考虑由于呼吸引起的肿瘤运动，减少肺运动可能会导致较小的ITV，从而更好地保护周围健康组织。由于DIBH也被广泛用于放疗中以减少肿瘤运动和减少对风险器官的剂量，因此也对其在直立位下的可行性进行了评估[42]。所有患者都在直立位进行了至少20秒的DIBH测试，这是一个临床相关的持续时间。然而，由于直立位时腹部肌肉更多地参与姿势控制，DIBH在仰卧位可能更容易进行[43]。

本研究有几个局限性，包括样本量仅来自单个中心的15名患者，且所有人均接受仰卧位治疗。由于直立位放疗定位系统尚未广泛普及，多中心研究的机会仍然有限。为了提高数据质量并减少疲劳或其他临床因素的影响，每位患者在15天内安排了5次就诊，允许在短时间内进行重复测量。尽管样本量较小，但我们的发现与其他几项研究的结果一致，这些研究也报告了舒适度的提高、对直立位的偏好以及直立位和仰卧位之间VC没有差异[25]。此外，现有文献不足以明确哪些患者最能从直立位中受益。正在进行中的直立位放疗研究旨在确定这种方法的临床适用情境。虽然无法耐受仰卧位的患者直观上可能会从直立位放疗中受益，但将他们纳入此类研究仍然具有挑战性。此外，由于缺乏完全配置的直立位治疗室，目前还无法深入研究患者对直立位放疗的体验。尽管如此，这项研究的结果激励我们继续进行更大样本量的研究，包括在直立位和仰卧位获取CT扫描，以比较内部解剖结构和靶区运动。

**结论**
这项研究表明，从仰卧位改为直立位放疗可能会提高乳腺癌和肺癌患者的舒适度。大多数患者表示更喜欢直立位。未发现肺活量方面的差异。然而，潮气量数据可能表明直立位下的肿瘤运动减少。对于乳腺癌和肺癌放疗，20秒的门控DIBH输送时间似乎是可行的。然而，这些发现需要在更大的患者群体中得到验证。

**资助**
该研究项目由欧洲委员会——FEDER基金和奥弗涅-罗讷-阿尔卑斯大区共同资助。