Исследование с использованием 3D-печати у пациентов, проходящих дистанционную лучевую терапию

При лучевой терапии высокоэнергетические пучки излучения лечат опухоли, повреждая раковые клетки. Планы лечения разрабатываются с целью ограничения воздействия на соседние здоровые ткани. Обычно используемые пучки излучения демонстрируют «эффект сохранения кожи», что означает, что доза облучения увеличивается после того, как луч попадает на кожу, и, таким образом, максимальная доза достигается на некоторой глубине под кожей. При многих опухолях это избавляет кожу от ненужного облучения, при этом раковые клетки под кожей получают максимальную дозу. Однако для рака, который располагается на поверхности кожи или непосредственно под ней, желательно, чтобы максимальная доза находилась на поверхности кожи. В таких случаях болюс (материал со свойствами, подобными ткани) используется для имитации ткани и помещается над кожей. Нарастание дозы происходит внутри болюса, что позволяет достичь максимальной дозы на поверхности кожи. Помимо лечения поверхностных опухолей, в последнее время болюсы стали использоваться для модулированной электронной лучевой терапии (MERT). Для MERT толщина болюса варьируется таким образом, чтобы доза на определенной глубине могла варьироваться в разных местах ткани. С помощью этой техники болюс адаптируется к конкретной анатомии пациента и, таким образом, радиационное воздействие на здоровые ткани сводится к минимуму.

Болюсы обычно изготавливаются из формовочных материалов, таких как парафин или суперфлаб. Традиционная болюсная подготовка имеет свои недостатки; требуется присутствие пациента, это может занять много времени и зависит от навыков изготовителя. Кроме того, степень прилегания к коже пациента ограничена, и в результате между болюсом и кожей пациента могут быть значительные воздушные зазоры. Было показано, что такие воздушные зазоры значительно снижают поверхностную дозу облучения.

Целью настоящего исследования является улучшение текущего процесса приготовления болюса путем создания индивидуальных болюсов с помощью 3D-печати. Индивидуальные болюсы могут быть разработаны в программном обеспечении Varian eclipse, а затем импортированы в программное обеспечение для 3D-моделирования, такое как 3D Slicer. Затем 3D-модель может быть преобразована в формат STL (стереолитография), который может быть интерпретирован программным обеспечением 3D-принтера. Несколько предварительных исследований сообщили об успехе в создании таких болюсов. В одном исследовании сообщалось о хорошей посадке без воздушных зазоров (Ким) в напечатанном на 3D-принтере болюсе. Кроме того, в нескольких исследованиях моделировалось распределение дозы в тканях для болюсов, напечатанных на 3D-принтере, и были получены результаты, аналогичные результатам, полученным для обычных болюсов.

Для текущего исследования Исследователи будут регистрировать участников, которым требуются болюсы как часть их плана лечения. Для каждого участника будет изготовлен как обычный, так и трехмерный болюс. Компьютерное моделирование распределения дозы будет использоваться для сравнения дозиметрических параметров. Кроме того, будут измерены воздушные зазоры для обоих болюсов. Для каждого участника болюс, обеспечивающий более оптимальное распределение дозы, будет использоваться для фактического лечения участника. Проведение исследования потребует, чтобы каждый зачисленный участник прошел дополнительное компьютерное сканирование, чтобы имитировать лечение с помощью напечатанного на 3D-принтере болюса.