Une étude utilisant l'impression 3D chez des patients subissant une radiothérapie externe

En radiothérapie, les faisceaux de rayonnement à haute énergie traitent les tumeurs en endommageant les cellules cancéreuses. Les plans de traitement sont conçus dans le but de limiter l'exposition aux tissus sains adjacents. Les faisceaux de rayonnement couramment utilisés démontrent «l'effet d'épargne cutanée», ce qui signifie que la dose de rayonnement s'accumule après que le faisceau pénètre dans la peau et que la dose maximale est donc atteinte à une certaine profondeur sous la peau. Pour de nombreuses tumeurs, cela évite à la peau une exposition inutile tout en garantissant que les cellules cancéreuses sous la peau reçoivent la dose maximale. Pour les cancers qui se trouvent à la surface de la peau ou juste en dessous, cependant, il est souhaitable que la dose maximale soit présente à la surface de la peau. Dans de tels cas, un bolus (matériau aux propriétés similaires au tissu) est utilisé pour imiter le tissu et est placé au-dessus de la peau. L'accumulation de dose se produit dans le bolus, permettant ainsi d'atteindre la dose maximale à la surface de la peau. Outre le traitement des tumeurs superficielles, des bolus ont récemment été utilisés pour la radiothérapie électronique modulée (MERT). Pour le MERT, l'épaisseur du bolus est variée de sorte que la dose à une profondeur spécifique puisse être variée à différents endroits dans le tissu. Avec cette technique, le bolus est personnalisé pour l'anatomie spécifique d'un patient et ainsi l'exposition aux rayonnements des tissus sains est minimisée.

Les bolus sont généralement fabriqués à partir de matériaux moulables tels que la cire de paraffine ou le superflab. La préparation de bolus conventionnel a ses inconvénients; le patient doit être présent, cela peut prendre beaucoup de temps et cela dépend de la compétence du fabricant. De plus, le degré de conformité à la peau du patient est limité et, par conséquent, il peut y avoir des vides d'air importants entre le bolus et la peau du patient. Il a été démontré que de tels vides d'air créent une réduction significative de la dose en surface.

L'objectif de la présente étude est d'améliorer le processus actuel de préparation de bolus en créant des bolus personnalisés avec l'impression 3D. Des bolus personnalisés peuvent être conçus dans le logiciel Varian Eclipse, puis importés dans un logiciel de modélisation 3D tel que 3D Slicer. Le modèle 3D peut ensuite être converti au format STL (Stéréolithographie) qui peut être interprété par le logiciel de l'imprimante 3D. Plusieurs études préliminaires ont rapporté le succès dans la création de tels bolus. Une étude a rapporté un bon ajustement sans espace d'air (Kim) dans leur bolus imprimé en 3D. De plus, plusieurs études ont modélisé les distributions de doses tissulaires pour les bolus imprimés en 3D et ont trouvé des résultats similaires à ceux obtenus pour les bolus conventionnels.

Pour l'étude en cours, les enquêteurs recruteront des participants qui ont besoin de bolus dans le cadre de leur plan de traitement. Un bolus conventionnel et 3D sera fabriqué pour chaque participant. La simulation informatique des distributions de dose sera utilisée pour comparer les paramètres dosimétriques. De plus, les entrefers des deux bolus seront mesurés. Pour chaque participant, le bolus qui se traduit par une distribution de dose plus optimisée sera utilisé pour le traitement réel du participant. La conduite de l'étude nécessitera que chaque participant inscrit subisse une tomodensitométrie supplémentaire pour simuler le traitement avec le bolus imprimé en 3D.