可视化热敏变色个性化 bolus 在乳腺癌术后放疗中的创新应用：剂量学分析 —— 为精准放疗开辟新路径

《Radiation Oncology》：Innovative applications of visualized thermosensitive color-changing personalized boluses in post-mastectomy radiotherapy: a dosimetric analysis

在乳腺癌术后放疗（PMRT）中，传统 bolus 存在剂量不均匀等问题。苏州大学附属第二医院研究人员开展可视化热敏变色个性化 bolus 的研究，结果显示其皮肤贴合性好、气腔小、剂量学性能佳且不增加皮肤毒性，为 PMRT 提供了新选择。

　　在乳腺癌的治疗历程中，术后放疗（Postoperative radiotherapy，RT）是至关重要的一环。对于接受根治性乳房切除术的患者而言，术后放疗就像一道坚固的防线，能显著降低局部区域复发的风险，提升整体生存率。随着放疗技术的不断进步，如调强放疗（Intensity-modulated radiotherapy，IMRT）和图像引导放疗（Image-guided radiotherapy，IGRT）的出现，医生们可以更精准地打击肿瘤，同时减少对周围正常器官的伤害。然而，在乳腺癌术后放疗中，一个棘手的问题始终存在 —— 靶区常常靠近皮肤表面。由于剂量建成效应（dose build-up effect），要想实现足够的浅表剂量覆盖，就需要使用 bolus（一种用于调整剂量分布的材料）。传统的 bolus，像组织等效凝胶或固体片材，虽然应用广泛，但它们的贴合性不稳定，很容易导致剂量不均匀，影响治疗效果。后来，3D 打印技术带来了定制化 bolus，能更好地贴合患者的身体轮廓，可制作时间长、成本高的问题又限制了其大规模使用。

在这样的背景下，苏州大学附属第二医院的研究人员决定探索一种全新的 bolus—— 可视化热敏变色个性化 bolus。他们希望通过研究，验证这种新型 bolus 在乳腺癌术后放疗中的可行性和优势，为患者带来更精准、更有效的治疗。这项研究成果发表在《Radiation Oncology》杂志上。

研究人员为了开展这项研究，采用了多种关键技术方法。首先，通过 CT 扫描获取患者的影像数据，这能清晰呈现患者的身体结构，为后续的放疗计划制定提供基础。然后，利用 MIM 软件和 Pinnacle 治疗计划系统进行靶区勾画和治疗计划设计，确保放疗的准确性。此外，借助三维重建技术分析 bolus 与皮肤间的空气间隙，量化评估 bolus 的贴合效果。

下面来看看具体的研究结果：

1. 可视化热敏变色个性化 bolus 的有效性：通过观察 bolus 的颜色变化，研究人员可以实时监测其与皮肤的贴合情况。当 bolus 与皮肤不完全贴合时，会显示紫色；调整至完全贴合后，颜色变为透明，这表明该 bolus 能有效确保与皮肤表面的贴合。
2. 靶区剂量参数比较：在 A 组（使用可视化热敏变色个性化 bolus）中，虚拟 bolus 计划（A1? -Plan）和使用可视化热敏变色个性化 bolus 的计划（A2? -Plan）在靶区剂量参数，如处方剂量覆盖体积（V50Gy?）、最大剂量（Dmax?）、均匀性指数（Homogeneity index，HI）、适形指数（Conformity index，CI）和机器跳数（Monitor units，MU）等方面，均无显著差异。将虚拟 bolus 计划应用于可视化热敏变色个性化 bolus 治疗的计划（A3? -Plan）与A1? -Plan 相比，虽然部分参数有差异，但差异极小。而在 B 组（使用传统商业 bolus）中，B1? -Plan 和B2? -Plan 在V50Gy?、Dmax?和 HI 等参数上存在显著差异，B2? -Plan 的靶区覆盖、适形性和均匀性明显降低。同时，A3? -Plan 的各项剂量参数明显优于B2? -Plan。
3. 危及器官剂量比较：A 组中，A1? -Plan 和A2? -Plan 在同侧肺接受不同剂量的体积（V5Gy?、V10Gy?、V20Gy?）、胸壁皮肤最大剂量（Dmax?）和平均剂量（Dmean?）、心脏平均剂量（Dmean?）以及对侧乳腺平均剂量（Dmean?）等方面均无显著差异。A3? -Plan 与A1? -Plan 相比，胸壁皮肤剂量虽有轻微增加，但在临床可接受范围内。B 组中，B1? -Plan 和B2? -Plan 在上述危及器官剂量参数上表现相似，使用商业 bolus 导致平均皮肤剂量略有降低，但差异无统计学意义。
4. bolus 与皮肤的贴合性：可视化热敏变色个性化 bolus 的平均气腔体积为3833±3185 mm3，平均最大气隙距离为3.6±1.7mm；而商业 bolus 的平均气腔体积高达21,498±6863 mm3，平均最大气隙距离为9.7±4.0mm，两者差异显著。并且，无论患者胸壁轮廓平坦还是陡峭，可视化热敏变色个性化 bolus 的皮肤贴合性都优于传统商业 bolus。
5. 皮肤毒性反应：40 例患者在放疗过程中，实验组（使用可视化热敏变色个性化 bolus）和对照组（使用商业 bolus）的皮肤毒性反应均为 I 级，未出现 II 级及以上的皮肤反应。

综合研究结果和讨论部分来看，可视化热敏变色个性化 bolus 在乳腺癌术后放疗中展现出诸多优势。它能紧密贴合皮肤，有效减少不必要的空气间隙，保证剂量分布均匀，实现与理想虚拟 bolus 相当的靶区剂量覆盖、均匀性和危及器官保护，同时不会增加皮肤毒性。这种 bolus 不仅提升了患者的舒适度，还能根据患者的个体解剖特征进行个性化定制，具有成本低和可视化反馈的优点，大大降低了患者每日摆位的不确定性。这一研究成果为乳腺癌术后放疗提供了一种可靠的新型 bolus 选择，有望在临床广泛应用，推动乳腺癌放疗技术的进一步发展，为更多患者带来更好的治疗效果和生活质量的提升。