利用3D打印颅脑辐射等效体模进行个性化适形放疗的剂量验证

目的 建立利用3D打印颅脑辐射等效体模对患者进行个性化放疗剂量验证的方法,为三维适形放射治疗安全提供一种可靠的剂量保证手段。方法 采集两例患者（患者1和患者2）的CT图像数据,基于患者1的图像数据,重建其颅骨与脑组织,制作颅脑体模,验证颅骨与脑组织的等效材料。基于患者2的图像数据,根据3D图像重建并选用组织等效材料重建完全的头颅结构,采用3D打印技术制作全头颅体模。通过对目标区域插入电离室剂量仪并行放射治疗方案,获得头颅体模病灶部的剂量,验证和校准实际放疗计划的安全性。结果 对所获两个体模分别进行DR、CT成像,颅脑体模的等效骨骼与患者1骨骼的X射线灰度值差异为13 721,颅脑体模的等效脑组织与患者1的脑组织的CT值差异为35~40 HU,全头颅体模等效颞肌与患者2的颞肌组织的CT值差异为18~28 HU,影像数据表明体模材质的辐射等效性与人体组织近似,并且等效剂量分布符合常规治疗范围,体模的剂量验证可以有效验证放疗计划系统的准确性。结论 基于3D打印和组织等效技术所设计的个性化放疗体模,可应用于个性化放射治疗验证。体模制作方法简单快速,个性化程度高,为三维适形放射治疗安全提供一种可靠的剂量保证手段。     

基于核磁共振CPMG方法比较3D打印体模材料的吸水性

核磁共振体模是用于磁共振成像(MRI)测试的重要组件,由MRI中表现为无信号的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料外壳内装PMMA材料制作的测试组件以及体模测试液(纯水、硫酸铜和氯化钠)组成。近年来,越来越多的磁共振体模通过3D打印的方式制作,来满足体模个性化设计和快速成型需求,然而对于3D打印制作的体模是否能像PMMA材料那样有效防水这一问题尚无相关研究,本研究基于核磁共振PQ001核磁共振分析仪,利用CPMG(Carr Purcell Meiboom Gill)硬脉冲序列测试6种材料(包括3D打印材料:ABS树脂、SLA光敏树脂和DLP光敏树脂;常用体模制备材料:硅胶、水凝胶和PMMA)饱水前后的T_2弛豫时间,以此比较6种不同性质材料的孔隙大小。同时结合6种材料饱水前后T_2信号量的变化率,综合比较材料的吸水情况。结果表明PMMA和光敏树脂、ABS等3D打印材料的孔隙大小明显低于常规体模材料硅胶和水凝胶,而在吸水性上3D打印材料ABS和SLA光敏树脂接近PMMA材料。综合孔隙大小和吸水性两方面比较,ABS和SLA光敏树脂材料在防水防渗透方面与常规磁共振体模外壳材料PMMA相近,可以有效替代PMMA材料用于磁共振体模外壳和插件。