乳腺癌根治術后定制化組織補償物與常規bolus劑量學對比及急性皮膚反應影響

趙欣，王書君

(鄭州市第三人民醫院 腫瘤放療科，河南 鄭州 450000)

放療時高能射線到達體內一定深度時才可達到最佳劑量，為提高放療效果，需在患者皮膚表面增加一定厚度的組織補償物。傳統組織補償物形狀固定、厚度不可變，與乳腺癌術后胸壁表面輪廓形狀和曲度存在差異，無法緊密貼合患者體表，從而影響放療效果。PARK K[1]等通過體內測量，發現3D 打印的bolus 可以提高胸壁吸收劑量的精度。定制化組織補償物依據患者體表的三維數據，使組織補償物的形狀與患者皮膚表面緊密貼合，可有效提高放療效率。目前，已有3D 打印組織補償物應用于臨床的相關報道[2]，但尚未見定制化組織補償物應用于乳腺癌改良根治術后放療的報道。基于此，本研究對使用河南省三維泰科科技有限公司制作的定制化組織補償物與常規bolus 進行了臨床對比研究，現匯報如下。

1 材料與方法

1.1 病例來源和放療定位

選取2019年6月至2019年11月鄭州市第三人民醫院收治的20 例乳腺癌改良根治術后患者，均有術后輔助放療適應證。采用瓦里安公司生產CT 模擬定位機，真空墊固定體位。患者患側上肢盡量外展上抬，頭偏向對側，鉛點標記定位中心和垂直平面，同時標記bolus 上、下、左、右界，掃描層厚0.5 cm。16 排CT 掃描結束后將圖像傳至TPS 計劃系統。

1.2 方法

1.2.1 靶區勾畫及放療計劃

根據定位CT 勾畫患者胸壁照射野的靶區，上界至胸鎖關節，下界至對側乳腺褶皺下2 cm，內界至胸骨緣，外界至腋中線，同時勾畫胸部危及器官。勾畫完成后制定調強放療計劃(Eclipse 13.5 計劃系統)，行切線野調節劑量，另虛擬出常規bolus 與組織補償物兩套計劃系統，將20 例患者圖像與定位圖像融合，復制靶區及危及器官并進行適當調整。

1.2.2 定制化組織補償物制作

在放療靶區勾畫完成后，即時標出定制化組織補償物上、下、左、右界及設定的補償物厚度，并將個人信息錄入電腦，制作個體化硅膠材質補償物。

1.3 觀察指標

驗證定制化組織補償物和常規bolus 與胸壁的貼合性：根據激光模擬定位系統分別將定制化組織補償物按標記線復位及放置常規bolus 進行CT 掃描，并根據CT圖像從“測量靶區范圍內blous 與體表的最大距離”及“測量靶區范圍內bolus 與體表之間的空氣間隙總體積”驗證兩種補償物與體表的貼合性。

比較計劃和使用兩種組織補償物后的劑量學參數：分別評估兩個計劃的Dmax、Dmean、D2%、D50% 及D98%，并計算均勻指數(HI)。HI=(D2% -D98% )/D50%。比較計劃的劑量學參數及同側肺和心臟受量。計算皮膚反應分度敏感參數。

1.4 統計學方法

應用Grahpad Prism 6.01 統計學軟件處理所得數據，統計學采用配對t檢驗，P＜0.05 表示差異有統計學意義。

2 結 果

20 例乳腺癌根治術后患者均按試驗設計方案完成定位、計劃制定及其他方面的研究。

2.1 組織補償物和常規bolus 與胸壁的貼合性

定制化組織補償物最大體積及最大深度均優于常規blous，且最大深度方面差異有統計學意義(P＜0.05)。見圖1。

2.2 計劃和實際使用兩種組織補償物的劑量學參數

2.2.1 實際使用的劑量學均勻指數

定制化組織補償物劑量學參數方面優于常規blous，但差異無統計學意義(P＞0.05)。見表1、圖2。

圖1 胸壁貼合性及空氣總體積

表1 兩種補償物實際使用的劑量均勻指數比較（±s ）單位：cGy

表1 兩種補償物實際使用的劑量均勻指數比較（±s ）單位：cGy

數 定制化組織補償物 常規bolus P max 5 469.00±217.00 5 511.00±444.00 ＞0.05參D D2% 5 438.00±5.00 5 235.00±144.00 ＞0.05 D50% 5 189.00±25.00 5 038.00±361.00 ＞0.05 D98% 4 868.00±58.00 4 791.00±125.00 ＞0.05 HI 0.12±0.02 0.09±0.01 ＞0.05

圖2 常規bolus 與定制化組織補償物劑量體積直方圖

2.2.2 計劃的劑量學參數和心臟受量

定制化組織補償物PTV 劑量學參數方面均優于常規blous, 差異有統計學意義(P＜0.05)。見表2。

表2 兩種補償物劑量學參數及同側肺和心臟受量比較（±s ）

表2 兩種補償物劑量學參數及同側肺和心臟受量比較（±s ）

劑量參數 定制化組織補償物 常規blous P DHI 9.8±2.7 13.1±2.6 ＜0.01 Dmax 108.3±0.5 117.9±2.4 ＜0.01 PTV/%V95% 95.3±3.6 91.8±6.5 0.03 V105% 0.0 6.7±7.4 ＜0.01同側肺/%V5Gy 23.6±5.3 33.5±7.0 ＜0.01 V10Gy 15.1±4.3 17.9±4.3 ＜0.01 V20Gy 10.4±3.6 12.6±3.4 ＜0.01 V30Gy 7.9±3.7 9.4±3.2 0.02 Dmean 7.5±3.7 9.6±4.6 ＜0.01心臟/%V5Gy 6.5±4.5 32.6±1.6 ＜0.01 V10Gy 3.9±3.5 22±3.6 ＜0.01 V20Gy 2.4±2.2 13.5±1.3 0.02 V30Gy 1.9±1.9 12.3±3.9 0.02 Dmean 3.9±3.9 9.1±0.9 ＜0.01 TMU 326.1±13.9 308.9±42.2 0.085

2.3 皮膚反應分度敏感參數

定制化組織補償物皮膚反應分度敏感參數明顯低于常規blous，差異有統計學意義(P＜0.05)。見表3。

表3 兩種補償物皮膚反應分度敏感參數比較（±s ）

表3 兩種補償物皮膚反應分度敏感參數比較（±s ）

定制化組織補償物 常規blous P 0Gy 76.5±5.28 92.34±1.76 ＜0.01 7Gy 3.9±5.60 7.8±3.20 ＜0.01參數V10 V10 DMax(52Gy) 1.08±0.32 1.93±0.38 ＜0.01

3 討 論

在臨床工作中，由于乳腺癌胸壁輪廓不規則，空氣間隙的存在可顯著降低表面劑量，放療組織補償物可有效提高皮膚表面射線劑量, 添加有效的組織補償物可以將6 MV-X 射線皮膚劑量由10%～40%提高到接近100%。乳腺癌癥根治術后輔助放療可明顯降低胸壁復發率，提高患者總生存率。臨床多用硅膠材質的常規blous提高表面皮膚劑量，但因質地較硬，無法與術后不規則胸壁皮膚緊密貼合，重復性差，從而導致治療不精確，影響臨床治療效果。現代3D 打印技術在臨床工作中已經充分應用于術前規劃和手術模擬[3]。

在放療領域·，王俊杰團隊將3D 打印技術用于放射性粒子植入治療盆壁復發婦科腫瘤中，并制定了操作流程和專家共識[4]。在前人研究的基礎上，我們將易于操作的定制化組織應用于乳腺癌放療過程中。本研究中定制化組織補償物較常規bolus 明顯縮小皮膚與空氣間隙。我們測量了20 例患者胸壁上常規bolus 和定制化組織補償物體內皮膚劑量，對兩種類型的補償物胸壁劑量分布的均勻性進行了評價，比較了發送到同側肺和心臟的平均劑量，可以看出定制化組織補償物胸部皮膚的劑量分布均勻性得到明顯改善，降低了心、肺等危及器官的受量。此外，放射性皮膚反應也是我們臨床觀察目標之一， TORTORELLI G[5]的多變量分析中，V100Gy 與V107Gy對皮膚毒性及嚴重皮膚反應的發生有顯著影響。YANG D S[6]等研究發現，Dmax52Gy 也是急性皮膚反應的重要預測因素。從結果中可以看出，使用定制化組織補償物后較常規bolus 組在急性皮膚反應方面均較低，胸部皮膚均勻性指數得到改善，皮膚毒性反應指標V100Gy、V107Gy、Dmax52Gy 均明顯降低。在劑量學驗證方面，定制化組織補償物較常規bolus 重復性更好。

綜上所述, 定制化組織補償物的制造精度更高，劑量輸送更加精確，有利于實現精確的形狀和劑量參數控制，且其個性化、材質舒適和貼合性更好，制作相對簡單，價格低廉，有望解決常規bolus 與胸壁之間的空氣間隙問題，使胸壁放療時劑量控制更加精確，值得臨床應用。