肿瘤放疗科:用于乳腺癌放疗的个性化三维打印组织补偿物

发布日期:2024-09-23     点击数:

基于3D打印技术制作的乳腺癌改良根治术后放疗患者所使用的个性化组织补偿物,2016年时由韩国首尔大学医院的Park等人提出、实现并于临床中开展。目前国内许多大型肿瘤中心、放疗中心也在广泛推广应用。其中主要包括四川大学华西医院、北京大学第一医院、湖南省肿瘤医院、四川省医学科学院、四川省人民医院、山西医科大学第一医院等多家单位已经将该技术广泛应用于临床。


临床应用意义、适应症和禁忌症:在肿瘤放疗中,光子线(X射线)进入人体时会产生剂量建成效应,导致浅表区域出现低剂量区、剂量不足。对于改良根治术后需要接受放疗的乳腺癌患者,为了提高浅表靶区的照射剂量,需要使用组织补偿物来增加患者照射区域的组织厚度,从而调整射线剂量分布、提高皮肤和皮下剂量、避免肿瘤复发。然而目前,临床普遍使用的是批量生产、平面形态的传统补偿物,甚至是石蜡、猪皮、湿纱布等自制补偿膜,仅适用于平整体表,难以满足外形凹凸部位的贴合性要求,存在较大空气间隙,会造成放疗过程中皮肤剂量不足,影响剂量分布及计算的准确性,且摆位重复性低。

随着3D打印技术的发展,通过3D建模和打印技术制作出的高度贴合人体表面的个性化组织补偿物可以解决传统平面的组织补偿物与皮肤贴合度不好、存在较大空气间隙造成的放疗过程中皮肤剂量不足、剂量传输不准确等问题。3D打印的组织补偿物对皮肤表面靶区覆盖的区域范围更精确;由于增加了直接入射方向的剂量,从而也减少了对正常危及器官(如心脏、肺、对侧乳腺、肝脏等)不必要的剂量增加。

纳入标准:

(1)年龄≥18岁女性;

(2)组织学或细胞学确诊为乳腺癌;(3)乳腺癌改良根治术后,行或未行乳房重建;

(4)根据诊疗指南需行术后放疗;(5)同意使用3D打印补偿物。

排除标准:

(1)患有其他恶性肿瘤;

(2)双侧乳腺癌改良根治术后;

(3)化疗后重度骨髓抑制;

(4)患有其他全身未控制疾病;

(5)手术切口未愈合;

(6)受照射区域皮肤出现破溃、感染等。

禁忌症:妊娠期妇女;急性传染病、严重心肺功能不全、胶原性疾病、活动性出血、严重精神疾病等患者。

疗效判定标准、评价方法,对有效性、安全性、可行性等进行具体分析,并对社会效益、经济效益进行科学预测

以往的研究已经证实,当组织补偿物与体表存在5 mm空气间隙时,靶区皮肤剂量将会降低约10%。这种剂量不足有可能造成一定概率的肿瘤复发风险。

对于乳腺癌改根治术后需要接受放疗的患者,使用本技术采用的患者个性化3D打印技术组织补偿膜,相比常规使用的平面组织补偿膜,可以解决传统平面的组织补偿物与皮肤贴合度差的问题,大大减小补偿膜与皮肤之间的空气间隙;提高皮肤剂量、降低复发风险;同时提高放疗计划执行时剂量的传输精度,以及治疗分次间摆位的可重复性。为广大乳腺癌患者带来福音。

通过对比放疗计划,以评估剂量分布:比较使用个性化3D打印组织补偿物和传统组织补偿物的剂量分布,包括皮肤剂量覆盖率、全靶区覆盖率、剂量均匀性和正常器官受量影响。通过对比治疗前CBCT影像,来对比两种补偿物与皮肤的贴合度。

新技术、新项目的诊疗常规及操作规范:

患者评估:对患者进行详细的临床评估,包括病史、体格检查和影像学检查。确定患者是否适合个性化3D打印补偿物技术。

影像学数据获取:使用Philips Brilliance 大孔径CT模拟定位机对乳腺癌改良根治术后患者进行CT模拟定位,将铅点贴于患者胸壁分别标记补偿物的上、下、左、右界,扫描层厚3~5mm。

确定补偿物范围:将DICOM图像导入放疗计划系统TPS,评估患者胸壁野的范围。应用定位图像及4个铅点确定补偿物边界,根据患者胸壁轮廓外扩出需要的5mm或10mm厚的组织补偿物。

补偿物模具制作:根据补偿物形状,外放生成具有补偿物形状空腔的7mm厚度的模具,导出模具结构的RT Structure文件,使用3D Slicer软件转换为STL格式。输入至3D打印机软件,使用熔融沉积制造(FDM)技术打印聚乳酸(PLA)材料制作空心模具。

硅胶补偿物制作:在PLA模具内壁薄涂脱模剂,注入液体食品级硅胶,倒模后获得个性化3D补偿物。

患者开始放疗前,将该补偿物按标记线贴于患者胸壁表面,进行CT复位,后行放疗。




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