高流量预氧合技术在胸腹部恶性肿瘤放疗中的可行性研究.pdf
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1、537实用肿瘤杂志 2023 年 第 38 卷 第 6 期 临床研究DOI:10.13267/ki.syzlzz.2023.085 高流量预氧合技术在胸腹部恶性肿瘤放疗中的可行性研究 姚国荣1,2,赵峰1,周子洋1,3,徐嘉琪1,陆中杰1,严森祥11.浙江大学医学院附属第一医院放疗科,浙江 杭州 311121;2.浙江省脉冲电场技术医学转化重点实验室,浙江 杭州 311100;3.浙江大学医学院,浙江 杭州 310003通信作者:严森祥,E-mail:摘要:目的 探索高流量预氧合技术在胸腹部恶性肿瘤放疗中的可行性及其临床价值。方法 自 2022 年 1 月至 2022 年 2 月于浙江大学医学
2、院附属第一医院招募 20 名健康志愿者行高流量预氧合后单次深吸气屏气测试并采用随机数字表法选取其中10 名志愿者进行预氧合后 6 个循环连续屏气能力测试,并收集临床资料。评估预氧合前后的屏气时长、多次循环屏气能力和各项生命体征变化情况,制定可行的预氧合方案。结果 20 名志愿者进行适度深吸气屏气(室内空气)、最大限度深吸气屏气(室内空气)、预氧合吸氧 5 min 后最大限度深吸气屏气和预氧合吸氧 10 min 后最大限度深吸气屏气,屏气时长分别为(48.8712.65)s、(59.1013.88)s、(109.0229.01)s 和(113.8531.25)s。预氧合吸氧 5 min 和 10
3、 min 均可有效提升屏气时长,与最大限度深吸气屏气比较,差异均具有统计学意义(均 P0.05)。结论 5 min 高流量预氧合技术可以有效提升屏气时长,对于胸腹部恶性肿瘤放疗中呼吸运动控制是可行的,具有较高的临床应用价值。关键词:放射治疗;高流量预氧合;屏气;非再吸入性面罩Feasibility study of high-fl ow preoxygenation in radiotherapy for thoracic and abdominal malignanciesYao Guorong1,2,Zhao Feng1,Zhou Ziyang1,3,Xu Jiaqi1,Lu Zhongj
4、ie1,Yan Senxiang11.Department of Radiotherapy,the First Affi liated Hospital,Zhejiang University School of Medicine,Hangzhou 311121,China;2.Key Laboratory of Pulsed Power Translational Medicine of Zhejiang Province,Hangzhou 311100,China;3.School of Medicine,Zhejiang University,Hangzhou 310003,ChinaC
5、orresponding to:Yan Senxiang,E-mail:Abstract:Objective To explore the feasibility and clinical value of high-flow preoxygenation technology in the radiotherapy for thorac-ic and abdominal malignant tumors.Methods From January 2022 to February 2022,20 healthy volunteers were recruited from the First
6、Affiliated Hospital of Zhejiang University School of Medicine to undergo a single deep inspiration breath-hold(DIBH)test after high-flow preoxygenation,and 10 of them were randomly selected by random number table to undergo a continuous breath-holding test for six cycles after preoxygenation.The cli
7、nical data were collected.The duration of breath holding,ability to hold breath multiple times,and changes in various vital signs before and after preoxygenation were evaluated,and a feasible preoxygenation plan was developed.Results 20 volun-teers underwent moderate DIBH(room air),maximum DIBH(room
8、 air),and maximum DIBH after 5 min and 10 min of preoxygenation.The durations of breath holding were(48.8712.65)s,(59.1013.88)s,(109.0229.01)s,and(113.8531.25)s,respectively.After 5 min and 10 min of preoxygenation,the durations were effectively increased(both P18 岁;无心脏和肺部疾病;既往没有屏气经验;经前期评估能实现单次屏气 20
9、 s;没有对呼吸面罩存在幽闭恐惧的健康人群。本研究遵循赫尔辛基宣言7并得到浙江大学医学院附属第一医院伦理委员会的批准(浙一伦理 2022595号)。所有志愿者均签署知情同意书。1.2训练与测试方法预期目标是寻找一个可延长屏气时间的合适预氧合时长,因此制定训练和测试的流程,所有志愿者开始之前均须接受 1 名资深宣教护士的屏气基础练习培训,同时适应各项传感器数据采集训练。训练和测试过程中通过生命体征检测仪 Mindray VS900(深圳迈瑞医疗)和经皮氧分压 trans-cutaneous(partial)pressure of oxygen,TcPO2 仪TCM4(Radiometer Med
10、ical,丹麦)监测实时氧饱和度、心率和屏气末血压,同时采集实时 TcPO2曲线。整个训练和测试分为上午和下午 2 个部分,上午借助本研究团队自研的智能呼吸状态评估系统,进行基础数据采集和 DIBH 练习,练习过程中系统能提供视听觉反馈,志愿者能实时观察到自己的呼吸状态。训练完成后,测试分为 2 个部分。第 1 部分为基础测试和预吸氧测试:所有志愿者均须参加 4 组单次屏气测试,分别为适度 DIBH组、最大限度 DIBH 组、预氧合吸氧 5 min 组和预氧合吸氧 10 min 组。在 20 名志愿者中采用随机数字表法选取 10 名志愿者,进行第 2 部分的测试。第 2 部分为 10 名志愿者
11、进行预氧合吸氧 5 min 后最大限度 DIBH 恢复自由呼吸 1 min 后再行最大限度 DIBH,以此连续 6 个循环测试。记录各组测试人员的屏气时长、屏气末氧饱和度、心率和血压,同时采集整个测试过程中的 TcPO2曲线。1.2.1基础测试20 名志愿者进行 3 个周期的适度 DIBH 组测试(由志愿者主观控制屏气时长,感觉不适即可停止屏气),每次屏气中间休息 1 min。此测试用于评价个体的基础屏气能力。然后进行 3个周期的最大限度 DIBH 组测试,此测试用于评价个体的最大屏气能力。1.2.2预吸氧测试进行充分休息后,20 名志愿者进行预氧合吸氧 5 min 组测试。具体参数设置:面罩
12、吸氧 5 min,休息 1 min 后,进行 3 个周期的最大限度 DIBH。预氧合采用中心管道供氧经减压阀后连接一次性湿化瓶再接入非再吸入性面罩给氧,氧流量约为 15 L/min,氧浓度约为 90%,志愿者采用坐姿或头高位躺姿。休息 15 min 后,20 名ation(P=0.615).Ten volunteers underwent preoxygenation for 5 min,followed by maximum DIBH,and six cycles of breath-holding tests,with an average duration of(103.2120.31)
13、s.There was no statistically significant difference in the duration among six breath-holding sessions(P=0.261).There were no significant changes in various indicators such as blood oxygen saturation,blood pressure,and heart rate during the tests of 20 volunteers(all P0.05).Conclusions The 5 min high
14、-flow preoxygenation technology can effectively lengthen the duration of breath holding.It is feasible for respiratory movement control in radiotherapy for thoracic and abdominal malignant tumors,and has high clinical application value.Key words:radiotherapy;high-flow preoxygenation;breath-hold;non-
15、rebreathing mask539实用肿瘤杂志 2023 年 第 38 卷 第 6 期 志愿者进行预氧合吸氧 10 min 组测试,设置和测试条件同预氧合吸氧 5 min 组,区别为本次预吸氧时间为 10 min。1.2.3多次屏气测试基于前期的测试结果,为验证多次屏气的可行性,对其中 10 名志愿者进行一项补充测试,参数设置同前,预吸氧时间为5 min,吸氧完成后进行连续 6 个循环的最大限度DIBH 测试,每次屏气间隙休息 30 s 以完成血压监测。整个屏气测试过程中没有观察到明显的去饱和状态,但在屏气末,会出现血氧饱和度下降。1.3统计学分析采用 SPSS 25.0 软件进行数据分析
16、。计量资料采用均数 标准差(xs)表示,数据总体满足近正态分布,组间比较采用独立样本 t 检验。计数资料采用频数(百分比)表示,组间比较采用 2检验。以 P0.05 为差异具有统计学意义。2结果2.1基线数据20 名健康志愿者年龄 2148 岁,体质量指数(body mass index,BMI)为 15.627.1 kg/m2,基础TcPO2为 6180 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),屏气末 TcPO2为 3960 mmHg(表 1)。2.2屏气时长2 个部分的测试共得到 315 条结果。20 名志愿者适度 DIBH 组、最大限度 DIBH 组(室内空气)、预氧合吸氧 5 m
17、in 组和预氧合吸氧 10 min组 屏 气 时 长 分 别 为(48.8712.65)s、(59.1013.88)s、(109.0229.01)s 和(113.8531.25)s(图 1A)。预氧合吸氧 5 min 和 10 min 均可有效提升屏气时长,与最大限度 DIBH 比较,差异均具有统计学意义(t=-2.443,P=0.020;t=-6.944,P=0.001)。但是预氧合吸氧 5 min 组和预氧合吸氧 10 min 组比较,差异无统计学意义(t=-0.507,P=0.615)。2.3多次屏气时长10 名志愿者预氧合吸氧 5 min 后进行连续 6次屏气测试,屏气时长为(103.
18、2120.31)s。后3 次与前 3 次的平均屏气时长偏差均在 10%以内,差异无统计学意义(2=6.499,P=0.261;图 1B)。2.4生命体征及 TcPO2数据监测 20 名志愿者在整个测试过程中,屏气末收缩压、舒张压和心率比较,差异均无统计学意义(2=3.824,P=0.281;2=6.164,P=0.105;2=0.307,P=0.959;图 2A2C)。20 名 志 愿 者 测试过程中血氧饱和度均98%。采集 10 名志愿者吸氧时 0、1、2、5 和 10 min 的 TcPO2分别为(74.444.72)mmHg、(181.4124.07)mmHg、(250.7349.95)
19、mmHg、(268.2048.44)mmHg和(274.0747.36)mmHg(图 2D)。3讨论采用目前主流放疗技术,无论是调强放疗(intensity-modulated radiation therapy,IMRT)还是容积调强放疗(volumetric modulated arc therapy,VMAT),一次完整的 DIBH 放疗的出束时间仍需要 35 min8,期间患者需重复多次 DIBH,每次持续时间约 20 s。研究表明,频繁屏气会给患者带表 120 名健康志愿者的基线数据(xs,范围)Table 1Baseline characteristics of 20 health
20、y volunteers(xs,range)基线数据所有志愿者女性(n=9)男性(n=11)P 值年龄(岁)29.59.0(2148)29.49.1(2144)29.69.4(2048)0.941体质量(kg)64.810.1(4480)57.88.2(4466)70.57.5(5780)0.002身高(cm)169.48.8(155187)163.85.2(155170)173.97.3(160187)0.030BMI(kg/m2)22.43.1(15.627.1)21.53.7(15.625.8)23.22.4(19.427.1)0.503心率(BPM)83.64.9(6590)82.69
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