A 3D nyomtatott és a normál bólus összehasonlítása a mellrák mellkasfali sugárterápiájához

1. Tanulmányi séma

   Közbelépés

   Minden alany standard mellkasfali sugárterápiát kap az alábbiak szerint:

   • A napok felében nem alkalmaznak bólust a mellkas falára az ápolási standardnak megfelelően
   • Fele napos bólus kerül alkalmazásra – váltakozva a normál 5 mm-es gumibólus és a kísérleti 3D nyomtatott bólus között.

   Elsődleges és másodlagos eredmények Minden alany a saját kontrolljaként működik, összehasonlítva a szabványos gumibolust a 3D nyomtatott bólusszal.

   • A bolus és a mellkasfal közötti légrés térfogata
   • Az az idő, amelybe a sugárterapeutáknak szüksége van a páciens beállításához
   • A számított és mért dózis a bőrön

   Mintanagyság 16 beteg 4 hónapon túl

2. Háttér és indoklás

Kanadában évente 25 000 nőnél diagnosztizálnak mellrákot. Ezeknek a nőknek körülbelül 20%-án esnek át mastectomián (a teljes emlő eltávolítása) a gyógyító kezelési program részeként. A sugárterápiát a mellkas falára (ahol a mell volt) adják olyan nőknél, akiknél az emlőrák átterjedt a nyirokcsomókra

vagy más olyan helyzetekben, amikor nagy eséllyel mikroszkopikus mennyiségű rákos sejt marad a mellkas falán. 25 randomizált vizsgálat metaanalízise, ​​amelyben 8505 nyirokcsomó-pozitív nő vett részt, kimutatta, hogy a masztektómia utáni sugárterápia 10 év alatt 73%-ról 92,5%-ra javította a mellkasfal szabályozási arányát. Ugyanez az áttekintés azt mutatta, hogy a 15 éves teljes túlélés 5,4%-kal (60,1 vs 54,7%) nőtt azoknál a nőknél, akik sugárkezelésben részesültek, összehasonlítva azokkal, akik nem részesültek sugárkezelésben.

A napi 16-25 sugárkezelés során a mellkasfal egyenletesen történő sugárkezelése technikailag kihívást jelent, mert a nagy energiájú sugárterápiás gépek módosítás nélkül aluldozírozzák a felületi szövetet (pontosan ott, ahol a rákos sejtek lehetnek). Ennek a jelenségnek a kompenzálására 3-10 mm vastag rugalmas polimer (gumi) "bolus" réteget helyeznek a mellkasfal bőrére a sugárkúra néhány vagy egész napján. A gumitól a gyertyaviaszlapokig mindenféle bolust használnak nemzetközileg. Ezt a szabványos „boluszt”, amely általában 40 cm széles és 40 cm hosszú, a mellkas falára helyezik, és ragasztószalaggal és hevederekkel a helyén tartják a sugárterápia felállításához és beadásához szükséges 15 percig minden nap, amikor a bólust alkalmazzák. Mivel az egyes nők mellkasfalának körvonala eltérő, és gyakran tartalmaznak „csúcsokat és völgyeket” a szövetben, elkerülhetetlenül van néhány „légrés” a bőr és a bolus anyaga között. Ez a légrés, amint az a képalkotáson könnyen látható, napról napra változik, mivel a sugárterapeuták nem tudják reprodukálni a bólus pontos elhelyezését, és a kezelés alatt álló nők nem tudnak pontosan ugyanabba a pozícióba kerülni a sugárterápiás ágyon. nap. A változó légrések befolyásolhatják, hogy mennyi sugárkezelés jut a bőrre, és a rákos sejtek esetleges aluldózisát vagy a normál bőr túladagolását okozhatja.

A halifaxi Sugár-onkológiai Osztályon a kutatók innovatív megoldást dolgoztak ki a légrés problémájára, 3D nyomtatási technológia segítségével olyan bólus készítésére, amelyet a páciens mellkasfalának pontos formájához kell igazítani. A kutatók hozzávetőleg 3 éves tapasztalattal rendelkeznek a sugárterápiás alkalmazásokhoz szükséges 3D nyomtatott bólusok gyártásában, beleértve a bólus alatti szövetek térbeli és dozimetriai pontosságának szigorú értékelését. A korábbi kutatások az orvosfizikai validációs vizsgálatokra összpontosítottak, és egy „intelligens bolust” állítottak elő az elektronterápiás kezelések testreszabásához több kezelési helyen. Ezzel a munkával a kutatók bebizonyították, hogy a nyomtatott bólus még az összetett páciens anatómiájának is pontosan megfelel, valósághű fantomvizsgálatokon (vagyis olyan betegmodelleken, amely magában foglalja a kihívást jelentő helyzeteket is, például a lábfej vagy a fül egy részének kezelése). A bólust közvetlenül a tervezési CT adatokból a páciens anatómiájából alakítjuk ki, amelyre minden betegnél szükség van a szokásos kezeléstervezési számításokhoz. A 3D nyomtatott bolus általában 5 mm vastag röntgensugaras fotonsugaras alkalmazásokhoz, és politejsavból (PLA) áll, amely keményítőből (kukorica, cukortápióka) származik, inert, és általában például ivópoharakhoz és sebészeti tűkhöz használják. . A 3D bólus átlagos sűrűsége a nyomtatás során szabályozható, így a kutatók képesek megismételni a szabványos gumibólus anyag sűrűségét. A kutatók korábban kimutatták, hogy a kezelési tervezési rendszer pontosan figyelembe veszi az anyagot, amint azt egy másik tanulmány is megerősítette.

Egy közelmúltban végzett házon belüli tanulmány, amely a vizsgálathoz használt vastagságú 3D-s nyomtatott bóluszról azt mutatja, hogy a számított és a gépen mért értékek szorosan korrelálnak egymással.

A javasolt vizsgálatban egy 3D-s nyomtatott bólus készítése minden páciens mellkasfalához több előnnyel is járhat a jelenlegi technikával szemben:

1. A 3D bólus csökkentheti a bolus és a bőr közötti légrést. A légrés jelenleg korlátozza a leadott sugárterápia pontosságát és egységességét. A 3D-s nyomtatott bólust minden páciens számára személyre szabottan, szubmilliméteres pontossággal terveznék és gyártanák;
2. A több sugárterapeuta által a bólus beállításának elkészítéséhez szükséges idő a CT-képalkotás előtt lecsökkenhet, különösen a nehéz anatómiák esetében, mivel a 3D-nyomtatott bólust a CT-adatokból ezt követően automatizáltan állítják elő (a páciens és a terapeuták jelenléte nélkül).
3. A páciensnek a kezelőgépen (lineáris gyorsítón) történő beállításának ideje lecsökkenhet, ha az egyénre szabott bólus a helyére „csúszik” (a status quo-hoz képest, ahol a bólus pozicionálása iteratív, hibára hajlamos és időigényes lehet).
4. Mivel minden betegnek saját, személyre szabott bólusa lesz, a fertőzések ellenőrzésével kapcsolatos problémák (a baktériumok szennyeződése a standard bólus újrafelhasználása miatt) mérséklődnek.

3. Tanulmányi célok

Annak tesztelésére, hogy a 3D nyomtatott bólus kisebb légrést termel-e, gyorsabban alkalmazható-e, és megbízhatóan felhalmozódik-e a sugárterápia a szokásos gumibolushoz képest a mellkasfali sugárkezelésen átesett nőknél.

4. Vizsgálati módszerek

Ez egy egyközpontú vizsgálat, amely olyan emlőrákos betegeket von be, akik már beleegyeztek a mellkasfali sugárkezelésbe

Tanulmányozás folyamata egy egyéni páciens számára

1. A beteg felhalmozása és a beleegyezési folyamat befejezése
2. CT szimuláció és standard bólus előállítás (pontosan a jelenlegi ápolási szabvány szerint)
3. 3D nyomtatott bólus előállítása szimulációs CT-vizsgálattal
4. A hely megválasztása és a bőrdózis kiszámítása

5. Személyre szabott betegkezelési terv készítése

   • A dozimetrikusok által generált terv – váltakozó bólus be- és kikapcsolása
   • Vázolja fel, mely napokon lesz normál és 3D bólus
6. Sugárterápia beadása bolusmentes napokon – az ellátás szabványának megfelelően

7. Sugárterápia leadása Bolus napokon

   • A diódák alkalmazása a mellkas falára
   • A beállítási idő időzítése
   • CBCT vizsgálat a gépen a beállításhoz (lehetővé teszi a légrés utólagos mérését)

8. A beteg monitorozása a kezelés alatt és után

   • Légrés számítás
   • A bőrre mért dózis
   • Bőrreakció