En studie som bruker 3D-utskrift hos pasienter som gjennomgår ekstern strålebehandling

I strålebehandling behandler høyenergistråler svulster ved å skade kreftceller. Behandlingsplaner er utformet med mål om å begrense eksponering for tilstøtende friskt vev. Vanlige strålestråler demonstrerer den "hudbesparende effekten" som betyr at stråledosen bygges opp etter at strålen kommer inn i huden og dermed nås maksimal dose på en viss dybde under huden. For mange svulster skåner dette huden fra unødvendig eksponering samtidig som det sikrer at kreftcellene under huden får maksimal dose. For kreftformer som ligger ved eller like under hudoverflaten, er det imidlertid ønskelig at maksimal dose finnes på hudoverflaten. I slike tilfeller brukes en bolus (materiale med egenskaper som ligner på vev) for å etterligne vev og plasseres over huden. Doseoppbygging skjer innenfor bolusen, og dermed kan maksimal dose nås ved hudoverflaten. Bortsett fra behandlingen av overfladiske svulster, har boluser nylig blitt brukt til modulert elektronstrålebehandling (MERT). For MERT varieres bolustykkelsen slik at dosen på en bestemt dybde kan varieres på forskjellige steder i vevet. Med denne teknikken tilpasses bolusen til en pasients spesifikke anatomi og dermed minimeres strålingseksponering for sunt vev.

Boluser er vanligvis laget av formbare materialer som parafinvoks eller superflab. Konvensjonell boluspreparat har sine ulemper; det kreves at pasienten er tilstede, det kan være tidkrevende og det er avhengig av dyktigheten til produsenten. Videre er graden av samsvar med pasientens hud begrenset, og som et resultat kan det oppstå betydelige luftspalter mellom bolusen og pasientens hud. Slike luftspalter har vist seg å skape betydelig reduksjon i overflatedosen.

Målet med denne studien er å forbedre den nåværende prosessen med bolusforberedelse ved å lage tilpassede boluser med 3D-utskrift. Tilpassede boluser kan utformes i Varian eclipse-programvare og deretter importeres til 3D-modelleringsprogramvare som 3D Slicer. 3D-modellen kan deretter konverteres til STL (Stereolithography) format som kan tolkes av 3D-skriverprogramvaren. Flere foreløpige studier har rapportert suksess med å lage slike boluser. En studie rapporterte god passform uten luftgap (Kim) i deres 3D-printede bolus. I tillegg modellerte flere studier vevsdosefordelinger for 3D-trykte boluser og fant at resultatene var like de som ble oppnådd for konvensjonelle boluser.

For den nåværende studien vil etterforskerne registrere deltakere som trenger bolus som en del av behandlingsplanen. Både en konvensjonell og 3D-bolus vil bli laget for hver deltaker. Datasimulering av dosefordelinger vil bli brukt for å sammenligne dosimetriske parametere. I tillegg vil luftgap for begge bolusene bli målt. For hver deltaker vil bolusen som resulterer i en mer optimalisert dosefordeling brukes til deltakerens faktiske behandling. Gjennomføring av studien vil kreve at hver registrerte deltaker gjennomgår en ekstra CT-skanning for å simulere behandling med 3D-printet bolus.