3D 打印个性化模具:面部皮肤癌近距离放射治疗的创新突破

【字体: 时间:2025年03月17日 来源:Strahlentherapie und Onkologie 2.7

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  面部皮肤癌治疗中,传统模具存在局限。研究人员开展 “3D 打印患者个性化模具在面部皮肤癌近距离放射治疗(HDR brachytherapy)中的优势” 研究,发现 3D 打印模具在靶区剂量覆盖和危及器官保护上表现更优,为治疗提供新选择。

  在医学领域,皮肤癌是一种常见的恶性肿瘤,其中面部皮肤癌的治疗颇具挑战。面部的特殊解剖结构使得在治疗时,既要精准消灭肿瘤细胞,又要保护好周围的重要器官,如眼球和晶状体。传统的面部皮肤癌治疗方法,像常规制造的模具用于近距离放射治疗,存在诸多不足。一方面,这些模具无法充分利用现代影像学技术进行优化设计,在剂量分布上难以达到理想效果;另一方面,由于缺乏精准的规划,对周围正常组织的保护也不够到位,可能导致患者出现不必要的并发症。因此,寻找一种更高效、更安全的治疗方式迫在眉睫。
为了解决这些问题,歌德大学法兰克福大学医院放疗与肿瘤学系等机构的研究人员开展了相关研究。他们聚焦于 3D 打印技术在面部皮肤癌近距离放射治疗中的应用,旨在探究 3D 打印个性化模具相较于传统模具是否具有优势。该研究成果发表在《Strahlentherapie und Onkologie》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先,利用计算机断层扫描(CT)获取患者头部的详细影像数据,为后续的治疗计划设计提供精准依据。然后,借助治疗计划系统(TPS)进行预计划,通过优化导管路径和源驻留位置,实现剂量的合理分布。最后,运用 3D 打印技术制造个性化模具,并在临床治疗中进行验证。

研究结果如下:

  1. 治疗完成情况与毒性反应:所有患者均能按初始处方完成治疗,部分患者在治疗后期采用隔日低分割照射,以稳定急性放射性皮炎。
  2. 剂量学参数对比:在计划靶区(PTV)剂量参数方面,3D 打印模具治疗计划的(90% 的 PTV 所接受的剂量)平均值为 104.3±4.8% ,而传统模具为 98.2±3.7% ;(接受 100% 处方剂量的 PTV 体积百分比)3D 打印模具为 94.4±3.8% ,传统模具为 87.6±5.9% ;(接受 150% 处方剂量的 PTV 体积百分比)3D 打印模具为 14.0±12.5% ,传统模具为 19.0±11.2% 。这表明 3D 打印模具在 PTV 剂量覆盖上更优。在危及器官(OAR)剂量参数方面,3D 打印模具治疗时,同侧和对侧眼球的(最大剂量)平均值分别为 16.2±9.7Gy 和 5.0±1.8Gy,同侧和对侧晶状体的平均值分别为 12.4±8.4Gy 和 4.2±1.7Gy;传统模具治疗时,同侧和对侧眼球的平均值分别为 20.5±11.1Gy 和 7.0±3.5Gy,同侧和对侧晶状体的平均值分别为 14.2±6.8Gy 和 5.7±2.9Gy。由此可见,3D 打印模具能更有效地保护 OAR。
  3. 预计划与治疗计划的一致性:预计划的参数与治疗计划的参数吻合良好,说明基于预计划的 3D 打印模具设计能有效实现预期的剂量分布。
  4. 不同剂量计算方法的差异:采用 TG - 43 和 TG - 186 两种剂量计算方法对治疗计划进行重新计算,结果显示两者差异较小,且均符合临床目标。

研究结论和讨论部分指出,定制的 3D 打印模具为面部皮肤癌的高剂量率近距离放射治疗(HDR brachytherapy)提供了一种安全、高效的技术手段。与传统模具相比,3D 打印模具在剂量学结果和分次间位置重复性上更具优势,能显著提高 PTV 的,同时更有效地保护眼球和晶状体,减少其值。此外,常用的 TG - 43 剂量计算方法对于 3D 打印模具的临床治疗计划设计已足够快速和可靠。这一研究成果为面部皮肤癌的治疗开辟了新的路径,有望在临床实践中得到广泛应用,改善患者的治疗效果和生活质量。
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