Evaluation of acute skin toxicity of breast radiotherapy using thermography: Results of a prospective single-centre trial

Radiotherapy is a common adjuvant treatment of breast cancer. Acute radiation-induced dermatitis is a frequent side effect. We hypothesized whether it is possible to capture the increase of local temperature as a surrogate of the inflammatory state induced by radiotherapy. We designed a prospective, observational, single-centre study to acquire data on temperature rise in the treated breast during the course of radiotherapy, establish a possible association with the occurrence of dermatitis and investigate the predictive value of temperature increase in future occurrences of radiation-induced dermatitis. All patients presenting for neoadjuvant or adjuvant radiotherapy during the course of breast cancer treatment at the university hospital of Martinique were considered for inclusion. Every week, patients were examined by two trained investigators for the occurrence of radiation-induced dermatitis, graded based on Radiotherapy Oncology Group, Common Terminology Criteria for Adverse Events v.4.0 and Wright scales. A frontal thermal image of torso was taken in strictly controlled conditions, with a calibrated TE-Q1 camera (Thermal Expert, i3systems, Daejeon, Korea). We studied temperature differences between the irradiated breast or thoracic wall and the contralateral area. For each thermal picture, we measured the difference in maximum temperature as well as the difference in minimum temperature and the difference in the average temperature in the considered area. We studied the evolution of these parameters over time week after week, measuring the maximum recorded difference and its correlation to acute radiation dermatitis intensity. Sixty-four consecutive patients were included. For all patients, we noticed an increase of temperature during the course of radiotherapy. Difference in maximum, minimum and average temperature was higher between the two breasts of patients with a radiation-induced dermatitis grade 2 or above compared to patients with no or mild dermatitis. Higher temperatures were also significantly associated with an increased sensation of discomfort, as recorded by questionnaire (P < 0.05). As expected from the inflammatory phenomena involved in radiation-induced dermatitis, a noticeable increase in temperature during the course of radiotherapy was seen in all patients. Furthermore, high-grade radiation-induced dermatitis was strongly associated with an additional increase in local temperature, which is probably linked to the intense inflammatory reaction. Lastly, with a 1.4 °C threshold set beforehand, it is possible to anticipate the occurrence of radiation-induced dermatitis, with interesting positive and negative predictive values of 70% and 77%, respectively in our population. We note that these results need to be confirmed in a dedicated study. La radiothérapie dans le traitement du cancer du sein a pour effet secondaire le plus fréquent la radiodermite aiguë. L’objectif de l’étude était de mettre en évidence une corrélation entre la variation de température locale et l’incidence et la sévérité de la radiodermite observée. Toutes les patientes du CHU de Martinique atteintes d’un cancer du sein, devant bénéficier d’une radiothérapie néoadjuvante ou adjuvante, ont été incluses avec leur accord. Chaque semaine, les patientes incluses ont été examinées à l’aide des scores internationaux du Radiation Therapy Oncology Group, des Common Terminology Criteria for Adverse Events et de Wright. Une photo était prise avant la séance d’irradiation quotidienne à l’aide d’une caméra thermique TE-Q1. Le critère d’évaluation principal était la corrélation entre la différence de température entre le sein traité et le sein controlatéral et la survenue d’une radiodermite aiguë. Soixante-quatre patientes ont été incluses entre mai et septembre 2016. Pour les 64 patientes, une élévation de la température a été observée pendant la radiothérapie. La différence de température entre les deux seins (moyenne, minimale et maximale) chez les patientes pour lesquelles était observée une radiodermite de grade 2 et au-delà était augmentée significativement par rapport aux patientes avec une radiodermite de sévérité moindre (0–1). La sensibilité et la spécificité retrouvées étaient respectivement de 75 % et 69 %. Il apparaît que la survenue de radiodermite sévère (de grade supérieur ou égal à 2) était corrélée avec une augmentation de la chaleur locale, mais aussi une augmentation de douleur et d’inconfort (p < 0,05). Un haut grade de radiodermite aiguë (2 ou plus) était significativement associé avec une augmentation de la température locale. Il est possible d’anticiper la survenue d’une radiodermite avec une valeur prédictive positive de 70 % et une valeur prédictive négative de 77 % (avec une différence de température de 1,4 °C). Le mérite de notre étude est d’avoir pu démontrer l’intérêt de la thermographie dans la surveillance en routine de la radiodermite aiguë de façon non chronophage et non invasive.