定制化3D打印补偿帽在头皮转移瘤治疗中的应用：单中心临床研究与实践

为解决头皮转移瘤治疗中大面积靶区剂量覆盖困难及传统补偿器适配性差的问题，罗马尼亚巴贝什-博尧伊大学物理学院团队开展了一项创新性研究，开发了基于柔性树脂的3D打印定制补偿帽。研究采用VMAT技术实施全头皮照射(TSI)，结果显示95% PTV达到98.85%处方剂量，CI指数0.95，6个月随访实现完全缓解。该研究首次在国内验证了3D打印补偿器在临床中的精准剂量提升价值。

　　

头皮作为人体最复杂的曲面结构之一，其转移瘤治疗长期面临两大难题：传统补偿器（Bolus）难以贴合不规则表面导致剂量分布不均，而高能光子束的皮肤豁免效应（skin-sparing effect）又使浅表肿瘤难以获得足够辐射剂量。对于71岁乳腺癌多发头皮转移患者而言，这些挑战直接关乎生存质量——患者因病灶出血和疼痛甚至无法完成日常梳洗。

罗马尼亚巴贝什-博尧伊大学（Babe?-Bolyai University）物理学院的Andreea C. Ciobanu团队在《Taiwanese Journal of Obstetrics and Gynecology》发表的研究中，开创性地将3D打印技术引入临床实践。研究人员通过CT模拟获取患者头皮三维数据，运用3D Slicer和Autodesk Fusion 360软件进行数字建模，采用柔性树脂材料打印出10 mm均匀厚度的解剖适配补偿帽。治疗采用Halcyon直线加速器实施四弧容积调强放疗(VMAT)，通过每日锥形束CT(CBCT)监测空气间隙变化，最终实现39 Gy/13次的全头皮照射。

材料与方法

研究团队通过CT模拟获取患者DICOM数据，经3D Slicer软件阈值分割后，在CAD环境中优化网格拓扑结构消除表面瑕疵。选用500 μm层厚的树脂打印技术确保补偿帽曲面精度，配合热塑面膜固定系统。治疗计划采用4个共面全弧(181-179°正反旋转)，通过98.85%等剂量线评估靶区覆盖。

结果

剂量学参数

计划达到107.1%最大剂量，95% PTV接收98.85%处方剂量，适形指数(CI)0.95。关键器官剂量均低于耐受标准：脑干3.65 Gy、视神经<50 Gy、晶状体<1.75 Gy。

空气间隙动态

CBCT监测显示空气间隙从基线127.7 cm³波动至138.7 cm³，5%的增幅源于转移灶退缩后补偿帽自适应贴合，无需重新计划。

临床随访

6个月随访显示所有转移灶完全消退（图8a-e）。虽出现1级放射性皮炎和脱发，但患者疼痛消失且恢复日常梳洗功能，生活质量显著改善。

讨论与结论

该研究首次在国内证实3D打印补偿器的临床价值：柔性树脂材料既解决传统热塑补偿器刚性导致的适配问题，又避免凝胶补偿器的空气间隙变异。其创新性体现在三方面：

1. 数字建模采用CAD精确控制曲面拓扑，消除3D打印常见的"穹顶效应"；

2. 10 mm均匀厚度设计平衡了剂量建成效应与佩戴舒适度；

3. 每日CBCT验证体系建立了个体化补偿器的QA标准。

尽管存在单病例研究的局限性，但该技术为头皮血管肉瘤、黑色素瘤等浅表肿瘤的精准放疗提供了新范式。未来研究可探索可降解补偿材料、实时形变配准技术等方向，进一步推动3D打印在放射治疗中的转化应用。