Fantom miednicy pomoże w radioterapii. Powstał na Politechnice Opolskiej

Leczenie przy pomocy radioterapii może dać jeszcze lepsze efekty, jeśli wykorzystany zostanie fantom odcinka miednicy. Takie wnioski płyną z przeprowadzonych wielu symulacji zachowania ciała pacjentów w czasie badań dotyczących adaptacyjnej procedury radioterapii. Fantom powstał na Politechnice Opolskiej.

– Technologia wytwarzania przyrostowego z wykorzystaniem skanów tomografii komputerowej czy rezonansu magnetycznego oraz szeroka gama dostępnych materiałów wykorzystywanych przy drukowaniu, daje możliwość wykonania modeli 3D dostosowanych do konkretnego pacjenta. Umożliwia to zaoferowanie zindywidualizowanych zabiegów, takich jak chociażby wykonanie rekonstrukcji biomechanicznej, czy umożliwienie szybkiego wdrożenie innowacyjnych metod terapeutycznych – mówi dr inż. Mariusz Sobol, zastępca kierownika Katedry Informatyki Wydziału Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki Politechniki Opolskiej, który w technologii druku 3D opracował fantom miednicy.

Fantom miednicy z Politechniki Opolskiej

Zobacz zdjęcia

Sam proces wydruku fantomu na drukarce 3D zajął około 166 godzin, czyli tydzień pracy drukarki (w tym modele kości 108 godzin i model powłoki skórnej 58 godzin).

– Dużym wyzwaniem było precyzyjne połączenie elementów w jedną całość, poprzez sklejenie ich razem. Pracochłonne było także wygładzenie i wyczyszczenie z błędów siatki reprezentującej powierzchnię modeli 3D, tak aby siatka ta miała prawidłową konstrukcję w sensie eulerowskim – wylicza dr inż. Mariusz Sobol.

Efektem opracowanego fantomu jest praca doktorska Agnieszki Bartnikowskiej, która została obroniona w Instytucie Fizyki Uniwersytetu Opolskiego.

– Radioterapia ma na celu dostarczenie wysokiej dawki terapeutycznej do objętości guza nowotworowego przy jednoczesnym zminimalizowaniu ekspozycji na otaczającą zdrową tkankę. Plan leczenia jest zazwyczaj opracowywany na podstawie pojedynczego badania tomografii komputerowej wykonanego na tydzień lub kilka tygodni przed leczeniem. Pomiędzy planowaniem radioterapii a jej rozpoczęciem, jak również w trakcie jej trwania, często dochodzi jednak do zmian anatomicznych. Tradycyjne podejście do uwzględniania zmian anatomicznych polega na zastosowaniu marginesu bezpieczeństwa wokół objętości guza, aby zapewnić jego prawidłowe pokrycie dawką terapeutyczną. Aktualne badania i praktyka pokazują, iż ruch narządów w odcinku miednicy zmienia się w sposób istotny oraz indywidualny dla pacjenta, dlatego też wdrożenie adaptacyjnych procedur radioterapii może poprawić efekty końcowe całego leczenia – tłumaczy dr Agnieszka Bartnikowska.

Doktor Bartnikowska, której tematem pracy doktorskiej było opracowanie fantomu, wskazuje, że w tej chwili najnowocześniejszą metodą dającą możliwość stosowania adaptacyjnej procedury radioterapii na rynku jest oferowane przez jedną z firm urządzenie łączące rezonans magnetyczny z akceleratorem liniowym, jednak ze względu na jego koszt dochodzący do 10 mln euro, nie może sobie na niego pozwolić każdy ośrodek.

- Dlatego postanowiłam zastanowić się nad możliwością wykorzystania tradycyjnej linii terapeutycznej oraz nowoczesnej aparatury dozymetrycznej dostępnej praktycznie w każdym zakładzie radioterapii celem zaproponowania alternatywnej procedury radioterapii adaptacyjnej - dodaje.

Naukowcy podkreślają, że przyszłość druku 3D w medycynie ma duży potencjał. Z roku na rok nieustannie rozwijane są technologie druku oraz materiały, które mogą być zastosowane przy odbudowie organizmu człowieka. Obecnie najpopularniejsze obszary wykorzystania druku 3D w medycynie to: wytwarzanie modeli anatomicznych pozwalających na skuteczniejsze zaplanowanie zabiegów operacyjnych, wytwarzanie dostosowanych do danego pacjenta części ciała (m. in. protezy kończyn, ale także oka czy ucha) oraz drukowanie implantów, protez i koronek wykorzystywanych w stomatologii i chirurgii szczękowo-twarzowej.