AeroForm組織エキスパンダーを用いた乳房切除後の放射線治療の線量評価試験

A dosimetry study of post-mastectomy radiation therapy with AeroForm tissue expander.

• Seng Boh Lim
• Li Cheng Kuo
• Guang Li
• Hsiang-Chi Kuo
• Beryl McCormick
• Oren Cahlon
• Simon Powell
• Linda X Hong

抄録

目的:

乳房切除後の放射線治療を受けている乳がん患者に対して、AeroForm（AirXanpders®、カリフォルニア州パロアルト）の組織エキスパンダーをin-situで使用した場合の線量効果を評価すること。

PURPOSE: To evaluate the dosimetric effects of the AeroForm (AirXanpders®, Palo Alto, CA) tissue expander in-situ for breast cancer patients receiving post-mastectomy radiation therapy.

方法と材料:

2.6mmから66.2mmまでの5つの深さにEBT3フィルムを配置した固体水ファントム上にAeroFormの金属キャニスターを配置してフィルムファントム（P1）を構築した。胸部ファントム（P2）は、AeroFormを完全に展開した状態で3次元印刷された組織相当の乳房を胸部ファントム上に配置した。合計21個の光学発光線量計（OLSD）をAeroFormの前部皮膚-ガス界面および後部胸壁-金属界面に配置した。両ファントムは、整形外科用金属アーチファクト低減機能を備えた16ビットコンピュータ断層撮影装置で画像化された。P1には0°，90°，270°の角度で6MVおよび15MVの光子ビームを用いたオープンフィールド照射を行った．P2には、6MVの光子ビームを用いた体積変調アーク治療計画と15MVの光子ビームを用いた接線計画を用いて照射した。すべての線量は、AAAおよびAcurosXB（AXB）アルゴリズムを用いたEclipse（Varian, Palo Alto, CA）を用いて計算された。

METHODS AND MATERIALS: A film phantom (P1) was constructed by placing the metallic canister of the AeroForm on a solid water phantom with EBT3 films at five depths ranging from 2.6 mm to 66.2 mm. A breast phantom (P2), a three-dimensional printed tissue-equivalent breast with fully expanded AeroForm in-situ, was placed on a thorax phantom. A total of 21 optical luminescent dosimeters (OLSDs) were placed on the anterior skin-gas interface and the posterior chest wall-metal interface of the AeroForm. Both phantoms were imaged with a 16-bit computed tomography scanner with orthopedic metal artifact reduction. P1 was irradiated with an open field utilizing 6 MV and 15 MV photon beams at 0°, 90°, and 270°. P2 was irradiated using a volumetric modulated arc therapy plan with a 6 MV photon beam and a tangential plan with a 15 MV photon beam. All doses were calculated using Eclipse (Varian, Palo Alto, CA) with AAA and AcurosXB (AXB) algorithms.

結果:

P1のキャニスターに隣接する領域におけるフィルム測定とAXBの平均線量差は、15MVで3.1％以内、6MVで0.9％以内であった。10%を超える局所的な線量差も観察された。P2の胸壁領域では、処方線量に対するOLSDの線量中央値の割合は、15MV接線計画では108.4％（範囲95.4％〜113.0％）であり、6MV容積変調アーク治療計画では110.4％（範囲99.1％〜113.8％）であった。皮膚-ガス界面では、OLSDの線量中央値は15MVプランで102.3%(範囲92.7%-107.7%)、6MVプランで108.2%(範囲97.8%-113.5%)であった。測定された線量は、一般的に、AXB計算で計算された線量よりも高かった。AAA線量アルゴリズムでは、AXBと比較して測定値間の乖離がわずかに大きい結果が得られた。

RESULTS: The average dose differences between film measurements and AXB in the region adjacent to the canister in P1 were within 3.1% for 15 MV and 0.9% for 6 MV. Local dose differences over 10% were also observed. In the chest wall region of P2, the median dose of OLSDs in percentage of prescription dose were 108.4% (range 95.4%-113.0%) for the 15MV tangential plan and 110.4% (range 99.1%-113.8%) for the 6MV volumetric modulated arc therapy plan. In the skin-gas interface, the median dose of the OLSDs were 102.3% (range 92.7%-107.7%) for the 15 MV plan and 108.2% (range 97.8-113.5%) for the 6 MV plan. Measured doses were, in general, higher than calculated doses with AXB calculations. The AAA dose algorithms produced results with slightly larger discrepancies between measurements compared with AXB.

結論:

エアロフォームは、胸壁と金属の界面に大きな線量の不確実性を生じさせる。より正確な線量計算のためにはAcurosXB線量計算アルゴリズムをお勧めします。可能であれば、乳房切除後の放射線治療は永久インプラントを埋入した後に行うべきである。

CONCLUSIONS: The AeroForm creates significant dose uncertainties in the chest wall-metal interface. The AcurosXB dose calculation algorithm is recommended for more accurate calculations. If possible, post-mastectomy radiation therapy should be delivered after the permanent implant is in place.

© 2020 The Authors. Journal of Applied Clinical Medical Physics published by Wiley Periodicals LLC on behalf of American Association of Physicists in Medicine.