乳腺癌根治术后定制化组织补偿物与常规bolus剂量学对比及急性皮肤反应影响

赵欣，王书君

(郑州市第三人民医院 肿瘤放疗科，河南 郑州 450000)

放疗时高能射线到达体内一定深度时才可达到最佳剂量，为提高放疗效果，需在患者皮肤表面增加一定厚度的组织补偿物。传统组织补偿物形状固定、厚度不可变，与乳腺癌术后胸壁表面轮廓形状和曲度存在差异，无法紧密贴合患者体表，从而影响放疗效果。PARK K[1]等通过体内测量，发现3D 打印的bolus 可以提高胸壁吸收剂量的精度。定制化组织补偿物依据患者体表的三维数据，使组织补偿物的形状与患者皮肤表面紧密贴合，可有效提高放疗效率。目前，已有3D 打印组织补偿物应用于临床的相关报道[2]，但尚未见定制化组织补偿物应用于乳腺癌改良根治术后放疗的报道。基于此，本研究对使用河南省三维泰科科技有限公司制作的定制化组织补偿物与常规bolus 进行了临床对比研究，现汇报如下。

1 材料与方法

1.1 病例来源和放疗定位

选取2019年6月至2019年11月郑州市第三人民医院收治的20 例乳腺癌改良根治术后患者，均有术后辅助放疗适应证。采用瓦里安公司生产CT 模拟定位机，真空垫固定体位。患者患侧上肢尽量外展上抬，头偏向对侧，铅点标记定位中心和垂直平面，同时标记bolus 上、下、左、右界，扫描层厚0.5 cm。16 排CT 扫描结束后将图像传至TPS 计划系统。

1.2 方法

1.2.1 靶区勾画及放疗计划

根据定位CT 勾画患者胸壁照射野的靶区，上界至胸锁关节，下界至对侧乳腺褶皱下2 cm，内界至胸骨缘，外界至腋中线，同时勾画胸部危及器官。勾画完成后制定调强放疗计划(Eclipse 13.5 计划系统)，行切线野调节剂量，另虚拟出常规bolus 与组织补偿物两套计划系统，将20 例患者图像与定位图像融合，复制靶区及危及器官并进行适当调整。

1.2.2 定制化组织补偿物制作

在放疗靶区勾画完成后，即时标出定制化组织补偿物上、下、左、右界及设定的补偿物厚度，并将个人信息录入电脑，制作个体化硅胶材质补偿物。

1.3 观察指标

验证定制化组织补偿物和常规bolus 与胸壁的贴合性：根据激光模拟定位系统分别将定制化组织补偿物按标记线复位及放置常规bolus 进行CT 扫描，并根据CT图像从“测量靶区范围内blous 与体表的最大距离”及“测量靶区范围内bolus 与体表之间的空气间隙总体积”验证两种补偿物与体表的贴合性。

比较计划和使用两种组织补偿物后的剂量学参数：分别评估两个计划的Dmax、Dmean、D2%、D50% 及D98%，并计算均匀指数(HI)。HI=(D2% -D98% )/D50%。比较计划的剂量学参数及同侧肺和心脏受量。计算皮肤反应分度敏感参数。

1.4 统计学方法

应用Grahpad Prism 6.01 统计学软件处理所得数据，统计学采用配对t检验，P＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 结 果

20 例乳腺癌根治术后患者均按试验设计方案完成定位、计划制定及其他方面的研究。

2.1 组织补偿物和常规bolus 与胸壁的贴合性

定制化组织补偿物最大体积及最大深度均优于常规blous，且最大深度方面差异有统计学意义(P＜0.05)。见图1。

2.2 计划和实际使用两种组织补偿物的剂量学参数

2.2.1 实际使用的剂量学均匀指数

定制化组织补偿物剂量学参数方面优于常规blous，但差异无统计学意义(P＞0.05)。见表1、图2。

图1 胸壁贴合性及空气总体积

表1 两种补偿物实际使用的剂量均匀指数比较（±s ）单位：cGy

表1 两种补偿物实际使用的剂量均匀指数比较（±s ）单位：cGy

数 定制化组织补偿物 常规bolus P max 5 469.00±217.00 5 511.00±444.00 ＞0.05参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

图2 常规bolus 与定制化组织补偿物剂量体积直方图

2.2.2 计划的剂量学参数和心脏受量

定制化组织补偿物PTV 剂量学参数方面均优于常规blous, 差异有统计学意义(P＜0.05)。见表2。

表2 两种补偿物剂量学参数及同侧肺和心脏受量比较（±s ）

表2 两种补偿物剂量学参数及同侧肺和心脏受量比较（±s ）

剂量参数 定制化组织补偿物 常规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同侧肺/%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心脏/%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 皮肤反应分度敏感参数

定制化组织补偿物皮肤反应分度敏感参数明显低于常规blous，差异有统计学意义(P＜0.05)。见表3。

表3 两种补偿物皮肤反应分度敏感参数比较（±s ）

表3 两种补偿物皮肤反应分度敏感参数比较（±s ）

定制化组织补偿物 常规blous P 0Gy 76.5±5.28 92.34±1.76 ＜0.01 7Gy 3.9±5.60 7.8±3.20 ＜0.01参数V10 V10 DMax(52Gy) 1.08±0.32 1.93±0.38 ＜0.01

3 讨 论

在临床工作中，由于乳腺癌胸壁轮廓不规则，空气间隙的存在可显著降低表面剂量，放疗组织补偿物可有效提高皮肤表面射线剂量, 添加有效的组织补偿物可以将6 MV-X 射线皮肤剂量由10%～40%提高到接近100%。乳腺癌症根治术后辅助放疗可明显降低胸壁复发率，提高患者总生存率。临床多用硅胶材质的常规blous提高表面皮肤剂量，但因质地较硬，无法与术后不规则胸壁皮肤紧密贴合，重复性差，从而导致治疗不精确，影响临床治疗效果。现代3D 打印技术在临床工作中已经充分应用于术前规划和手术模拟[3]。

在放疗领域·，王俊杰团队将3D 打印技术用于放射性粒子植入治疗盆壁复发妇科肿瘤中，并制定了操作流程和专家共识[4]。在前人研究的基础上，我们将易于操作的定制化组织应用于乳腺癌放疗过程中。本研究中定制化组织补偿物较常规bolus 明显缩小皮肤与空气间隙。我们测量了20 例患者胸壁上常规bolus 和定制化组织补偿物体内皮肤剂量，对两种类型的补偿物胸壁剂量分布的均匀性进行了评价，比较了发送到同侧肺和心脏的平均剂量，可以看出定制化组织补偿物胸部皮肤的剂量分布均匀性得到明显改善，降低了心、肺等危及器官的受量。此外，放射性皮肤反应也是我们临床观察目标之一， TORTORELLI G[5]的多变量分析中，V100Gy 与V107Gy对皮肤毒性及严重皮肤反应的发生有显著影响。YANG D S[6]等研究发现，Dmax52Gy 也是急性皮肤反应的重要预测因素。从结果中可以看出，使用定制化组织补偿物后较常规bolus 组在急性皮肤反应方面均较低，胸部皮肤均匀性指数得到改善，皮肤毒性反应指标V100Gy、V107Gy、Dmax52Gy 均明显降低。在剂量学验证方面，定制化组织补偿物较常规bolus 重复性更好。

综上所述, 定制化组织补偿物的制造精度更高，剂量输送更加精确，有利于实现精确的形状和剂量参数控制，且其个性化、材质舒适和贴合性更好，制作相对简单，价格低廉，有望解决常规bolus 与胸壁之间的空气间隙问题，使胸壁放疗时剂量控制更加精确，值得临床应用。