外部ビーム放射線治療を受けている患者に 3D プリントを利用した研究

放射線療法では、高エネルギーの放射線ビームががん細胞に損傷を与えることで腫瘍を治療します。 治療計画は、隣接する健康な組織への曝露を制限することを目標に設計されています。 一般的に使用される放射線ビームは、「皮膚温存効果」を示します。これは、ビームが皮膚に入った後に放射線量が増加し、皮膚の下のある深さで最大線量に達することを意味します。 多くの腫瘍では、これにより、皮膚の下にあるがん細胞が最大限の線量を受けられるようにしながら、皮膚が不必要に露出されるのを防ぎます。 しかしながら、皮膚表面または皮膚表面のすぐ下にある癌については、最大線量が皮膚表面に存在することが望ましい。 このような場合、ボーラス（組織と同様の特性を持つ材料）を使用して組織を模倣し、皮膚の上に配置します。 投与量の増加はボーラス内で発生するため、皮膚表面で最大投与量に達することができます。 表在性腫瘍の治療とは別に、ボーラスは最近、変調電子放射線療法 (MERT) に使用されています。 ＭＥＲＴでは、特定の深さでの投与量を組織内の異なる位置で変えることができるように、ボーラスの厚さを変える。 この技術により、ボーラスは患者の特定の解剖学的構造に合わせてカスタマイズされるため、健康な組織への放射線被ばくが最小限に抑えられます。

ボーラスは通常、パラフィン ワックスやスーパーフラブなどの成形可能な材料から作られます。 従来のボーラス製剤には欠点があります。患者が立ち会う必要があり、時間がかかる可能性があり、製作者のスキルに依存します。 さらに、患者の皮膚への適合度は制限され、その結果、ボーラスと患者の皮膚との間にかなりの空隙が生じる可能性がある。 このようなエアギャップは、表面線量を大幅に削減することが示されています。

本研究の目標は、3D プリントでカスタマイズされたボーラスを作成することにより、現在のボーラス準備プロセスを改善することです。 カスタマイズされたボーラスは、Varian eclipse ソフトウェアで設計してから、3D Slicer などの 3D モデリング ソフトウェアにインポートできます。 3D モデルは、3D プリンター ソフトウェアで解釈できる STL (Stereolithography) 形式に変換できます。 いくつかの予備研究では、このようなボーラスの作成に成功したことが報告されています。 ある研究では、3D プリントされたボーラスでエア ギャップがなくても良好な適合性が報告されました (Kim)。 さらに、いくつかの研究では、3D 印刷されたボーラスの組織線量分布がモデル化されており、結果は従来のボーラスで得られたものと同様であることがわかりました。

現在の研究では、治験責任医師は治療計画の一環としてボーラスを必要とする参加者を登録します。 参加者ごとに、従来のボーラスと 3D ボーラスの両方が作成されます。 線量分布のコンピューター シミュレーションは、線量測定パラメーターを比較するために使用されます。 さらに、両方のボーラスの空隙が測定されます。 参加者ごとに、より最適化された線量分布をもたらすボーラスが、参加者の実際の治療に使用されます。 研究を実施するには、登録された各参加者が追加の CT スキャンを受けて、3D 印刷されたボーラスによる治療をシミュレートする必要があります。