目的:為更精確地對治療計劃進行驗證,利用3D打印設(shè)計出反映患者真實情況的個體化體模。方法:依據(jù)病人定位時的CT圖像重建并進行3D打印得到患者的三維立體結(jié)構(gòu)空殼,然后以CT值為依據(jù)選擇各組織的輻射等效材料完成填充,即得到體現(xiàn)病人特征的個體化劑量驗證體模。結(jié)果:將合成的等效材料行CT掃描,骨組織、肺組織、軟組織、腫瘤CT值分別為1 100、-747.6、-22、-471 HU,誤差均小于22%。結(jié)論:最終設(shè)計的胸部體模能夠較準確地體現(xiàn)個體之間的差異,等效材料輻射等效性較好,可用于實際劑量驗證。 

【文章來源】：中國醫(yī)學物理學雜志. 2020,37(06)CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

體模設(shè)計流程圖

上述得到的模型依然為實心模型，由于目前3D打印的原材料還不夠豐富，不能直接使用與各組織CT值相似的材料打印得到模型，因此需對模型做進一步處理將其做成一個空殼結(jié)構(gòu)來填充組織等效材料。將Mimics導出的STL文件導入Geomagic studio軟件，做進一步的優(yōu)化，經(jīng)過流形、去除特征、平滑、填充孔、截面等操作，使模型表面更順滑。然后對上述實心模型進行抽殼、加厚操作，最終得到有一定厚度的空殼結(jié)構(gòu)，本研究最終打印的殼層厚度為1.2 mm。依據(jù)3D打印技術(shù)的原理，需要將模型裁剪為上下兩部分，同時為了保證各個器官之間的相對位置不變，也為了組裝方便，打印之前將裁剪后的各部分進行布爾操作，將下半部分肺、肌肉，及腫瘤、電離室孔道作為一個整體。同時利用Mimics軟件MedCAD模塊制作填充組織等效材料的孔，完成上述所有操作的模型即為最終需要打印的模型。1.2.3 打印3D模型

治療計劃劑量驗證時，無法直接測量人體內(nèi)劑量分布，通常用組織等效性體模替代，測量體模內(nèi)劑量分布，這就要求體模和測量系統(tǒng)具有良好的組織等效性[14]。仿真輻照體模除要求具有和人體相似的外部形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)外，更重要的是在一定能量下與人體相同的輻射特性，因此組織輻射等效材料具備的選擇是設(shè)計仿真輻照體模的關(guān)鍵技術(shù)之一。在現(xiàn)代醫(yī)療診斷和治療中，CT技術(shù)已經(jīng)得到了普遍應(yīng)用，CT值可以很好地反映射線（X或γ射線）對人體組織和器官的輻射綜合效應(yīng)。本文采用CT值作為依據(jù)來尋找組織等效材料[15-17]。實際應(yīng)用中，均以水的線性衰減系數(shù)作為基準，故CT值可表述為被測人體組織的線性衰減系數(shù)與水的線性衰減系數(shù)的相對差值。組織輻射等效材料的CT值與其線性衰減系數(shù)有必然的聯(lián)系，當組織輻射等效材料CT值與人體組織CT值相同時，其線性衰減系數(shù)必然與人體組織線性衰減系數(shù)相同，說明CT值可以直接反映線性衰減系數(shù)的變化。實驗中選擇了幾種常見的材料在GE light speed 16排CT機進行掃描，掃描條件為120 kV、180 mA，并利用其自身軟件測量了每種材料CT值均值，測量結(jié)果如表1所示。圖4 打印出來的最后模型

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3591955