西放科普｜光学体表影像系统——放射治疗“心乳保卫战”中的利器

光学体表影像系统——放射治疗“心乳保卫战”中的利器

放射治疗是乳腺癌治疗的重要手段之一。由于乳腺癌体位的特殊性，特别是左侧乳腺癌患者，在放疗时如何在精准打击肿瘤的同时，降低患者心脏受到射线照射的剂量，一直都是医生和患者共同关心的事情。一种名为“光学体表影像系统（OSIS）”的先进技术，正成为这场“心乳保卫战”中的利器。

放疗时，心脏为何需要“特殊保护”？

乳腺癌放疗是用放射线杀灭癌细胞。放疗时射线可能会对周围正常组织造成一定的辐射损伤。对于左侧乳腺癌患者来说，由于心脏离乳腺较近，更容易受到射线过量照射，可能会增加并发心脏疾病的风险。

为了减少心脏损伤，医生们曾想出了一个巧妙的办法—深吸气屏气技术（DIBH）。治疗时，当患者深吸气并屏住呼吸时，双肺会像气球一样膨胀，把心脏“推”向远离胸壁的位置（距射线更远！），相当于给心脏加了一层“天然隔离罩”。研究表明，这种技术平均能将心脏受到的放射剂量降低20%-50%，显著减少了远期心脏损伤的风险。

图1 深吸气屏气技术（DIBH）心脏保护原理—呼吸状态对比

图2 OSIS+DIBH技术心脏保护效果—心脏受照剂量对比

图3 OSIS+DIBH技术保护效果数据验证（仅供参考）

但这个技术有个前提：患者屏气的幅度、时长必须稳定且可重复。如果屏气时身体晃动或吸气不够深，不仅保护效果打折扣，还可能让肿瘤靶区“脱靶”，影响治疗效果。

OSIS：放疗中的“实时监控眼”

OSIS，简单说就是一套“智能摄像头+实时分析系统”。治疗时，它通过多个摄像头捕捉患者体表的红外反射信号，实时重建出三维体表图像，再和治疗前的“标准图像”对比，精准计算出身体在6个方向（前后、左右、上下、旋转等）的偏移，像导航仪一样提示治疗师调整患者位置。解决肿瘤靶区可能“脱靶”的问题。

图4 OSIS如何“实时监控”—工作原理示意图

和传统的影像引导技术（如锥形束CT，CBCT）相比，OSIS有三个明显优势：

1. 避免辐射：不用额外照射X射线，避免增加患者的额外辐射暴露。

2. 实时精准：每秒可进行多次监测，全程紧盯屏气状态，一旦患者身体移动超过安全范围（通常几毫米），系统会立刻报警或暂停治疗。

3. 快速高效：能快速捕捉全身体表变化，摆位效率更高，缩短治疗时间。

哪些患者适合用OSIS？

OSIS配合DIBH技术是保护心脏的利器，但并非所有患者都适用。医生通常会从以下几个方面综合评估：

1.病情特点：

(1) 左侧乳腺癌患者获益最明显。

(2) 接受过特定化疗（比如某些化疗药物，特别是常用于乳腺癌治疗的蒽环类药物，名字里常带“环”字，这类药对肿瘤效果好，但可能对心脏有一点潜在影响）或靶向治疗的患者，他们心脏可能相对更“脆弱”一些，因此更需要这种额外的保护措施来减少放疗对心脏的影响。

(3) 体重偏轻的患者，使用DIBH后心脏剂量降低的效果往往更显著。

2.呼吸模式：必须是典型的“胸式呼吸”—吸气时主要依靠胸部扩张抬起，而非肚子鼓起（腹式呼吸）。只有这样，才能有效把心脏推离胸壁。混合呼吸模式可能效果不佳。

3. 患者肺功能与配合度：

(1) 患者单次屏气时间至少能稳定保持20-30秒以上（一次治疗通常需要完成多次这样的屏气照射，总时长约2-5分钟）。

(2) 患者能重复多次（通常5次以上）屏气且状态稳定，不会感到过度疲劳或呼吸紊乱。

4. 其他因素：某些深色肤质可能对红外信号反射较弱，影响系统捕捉精度。医生可能会通过增加标记点等方式辅助监控，或在定位时进行专门评估。

治疗流程：从放疗前准备到放疗实施，OSIS全程参与

整个治疗像一场“精密操作”，OSIS贯穿始终，确保每一步都精准到位：

1. CT定位（关键一步）： 患者先在自由呼吸和深吸气屏气（DIBH）两种状态下分别做CT扫描。自由呼吸的CT作为日常摆位的参考基准；DIBH状态的CT则用于制定最终的治疗计划。OSIS会精确记录下DIBH状态时的“标准体表”三维图像。

2. 计划设计：物理师根据DIBH状态下的CT图像设计放疗方案。通常采用一种叫做“切线照射野”（或简称切线野）的照射方式。这种技术是让射线“擦边”通过需要保护的器官。就如两束射线，分别从身体左侧和右侧，像两把精准的“光刀”以一定角度相对着照射过来，它们的“刀刃”交汇区域正好覆盖需要治疗的乳房组织（肿瘤区域）。物理师会精心设计这两把“光刀”的角度和范围，确保它们既能精准“清除”肿瘤区域，又能巧妙地“避开”心脏和健康的肺组织，为心脏建立安全屏障。

3. 精准摆位（治疗日）：

第一步：患者躺好后，OSIS先对照自由呼吸时的基准体表图像，引导治疗师快速、准确地调整患者大体位置。

第二步：治疗师指示患者进行DIBH。此时，OSIS立即开始工作，将患者当前的实时体表三维图像与定位时记录的“标准DIBH体表”进行高精度比对。

第三步：系统实时显示各个方向的偏差数据（如前后差几毫米、旋转差几度）。治疗师根据这些精准反馈，微调患者体位或指导患者调整呼吸深度，直到所有偏差值都严格控制在安全阈值（通常是1-3毫米）以内。OSIS系统能帮助治疗师实现如此精细的调整，确保每次射线都能精准“指哪打哪”，最大限度地保护心脏。

图5 精准摆位的关键一步—OSIS引导下的DIBH体位校准

4. 全程监控（治疗中）：放疗射线一旦开始照射，OSIS就如同一个不知疲倦的智能“监工”，持续不断地监控患者的体表位置。只要患者身体（尤其是胸腹部）的偏移超过了预设的安全范围，系统会立即自动暂停放疗设备！待患者重新调整好体位和屏气状态，并经过OSIS确认无误后，治疗才会继续。这最大程度保证了治疗过程的精准和安全。

图6 放疗中的“安全卫士”—OSIS实时监控与超限暂停机制

这项技术有局限吗？

虽然OSIS优势显著，是DIBH技术的“黄金搭档”，但也存在一些需要注意的地方：

1. 1. 体表遮挡：衣物、固定装置（如体膜）或患者手臂如果遮挡了监控区域，可能影响信号的捕捉。良好的体位固定和暴露监控区域很重要。

2. 2. 人员要求：操作和解读OSIS系统需要经过专业培训的医护人员，以确保其发挥最佳效果。

3. 3. 患者配合是关键：技术的成功高度依赖患者稳定的深吸气和屏气能力。如果屏气深度或稳定性不佳，再先进的设备也难以达到理想的心脏保护效果和肿瘤打击精度。

4. 4. 肤色影响（可管理）：对于深色皮肤患者，治疗师可通过粘贴反光标记点增强红外信号捕捉，或在定位扫描时调整摄像头灵敏度确保精度。

OSIS就像放疗中的“智能导航”和“安全卫士”，让左侧乳腺癌患者在采用DIBH治疗时更精准、更安全。它显著降低了射线对心脏“误伤”的风险，提高了治疗效果，让患者少受痛苦和并发症。随着技术的不断优化和普及，未来它有望在更多需要借助屏气、呼吸门控等呼吸控制技术来实现器官保护或靶区精准照射的癌症放疗中（如肺癌）发挥作用，为肿瘤患者带来更多福音。

如果身边有需要进行放疗的乳腺癌患者（尤其是左侧乳腺癌），建议咨询放疗医生：这项技术是否适合患者的情况？现代科技的进步，正如OSIS技术一样，让癌症治疗变得越来越精准和人性化。

(部分素材来源于网络，如有侵权请联系删除）

作者：王宇、应微

作者单位：四川省肿瘤医院放疗中心

审核：董昱 四川省西部放射治疗协会 研究员

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