Modelagem de bolus individualizados para produção por impressora 3D e uso em radioterapia

Abstract

Com grande número de ocorrência o câncer tem causado impacto econômico aos setores públicos e suplementares de saúde. É estimado que mais de 50% dos pacientes diagnosticados com neoplasias malignas façam uso da radioterapia em algum momento de seu tratamento, sendo a maioria tratada com feixes de fótons e/ou elétrons. Devido ao efeito build-up (aumento da dose na matéria, desde a deposição na superfície a um ponto de dose máxima) causado pela interação dos feixes de fótons com o tecido irradiado, o uso de bolus se torna frequente na rotina de setores de radioterapia para superficialização do ponto de dose máxima na região de tratamento. O corpo humano possui superfícies complexas que constantemente são regiões de tratamento em radioterapia, porém os bolus comerciais com formato e extensão padrão não se adaptam perfeitamente a estas superfícies. Quando isso acontece, lacunas de ar podem surgir na região, causando diferenças entre a dose definida no planejamento radioterápico e a dose entregue durante o tratamento. Com a finalidade de eliminar essas lacunas de ar e possíveis erros de distribuição de dose, duas metodologias para construção de bolus individualizados foram propostas. Em ambos os casos, foram utilizadas imagens de tomografia computadorizada do fantoma antropomórfico masculino Alderson Rando, como referência da anatomia de um corpo humano. A partir dessas imagens, um modelo de bolus foi construído no software de modelagem 3D 3ds Max, por meio da construção de uma malha poligonal, enquanto que o outro foi construído no software de computação de imagens 3D Slicer, tomando como base ferramentas de segmentação. O software Creality Slicer 1.2.3. preparou os arquivos para impressão 3D. As impressões dos arquivos foram realizadas em filamento de ácido poliláctico na impressora Tevo Tarantula Pro. A metodologia de construção de bolus pelo software 3ds Max apresentou melhores resultados, pois foi constatada uma maior área de contato entre o bolus e o fantoma em teste de encaixe do bolus impresso no fantoma físico. Os arquivos 3D dos bolus virtuais ficarão disponíveis para futuras simulações computacionais. Os bolus impressos poderão ser usados em dosimetria com aceleradores lineares.