Colimadores y dosimetría impresos en 3D para radioterapia de fraccionamiento espacial

Área de la Ciencia:

• Física Médica
• Oncología de Radiación
• Ingeniería Biomédica

Sus antecedentes:

• La radioterapia de fraccionamiento espacial (SFRT) muestra promesa para el ahorro de tejidos normales y la mejora del control tumoral en comparación con la radioterapia convencional.
• Las configuraciones espaciales y los valores de dosis óptimos para SFRT aún no se han determinado, lo que dificulta la adopción clínica.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método simple, personalizable y rentable para fabricar colimadores SFRT.
• Permitir un control preciso sobre las configuraciones espaciales y los valores de dosis pico/valle para la optimización de SFRT.

Principales métodos:

• Se fabricaron colimadores SFRT personalizados utilizando carcasas impresas en 3D rellenas de tungsteno.
• La dosimetría se caracterizó mediante mediciones de película Gafchromic y cámara de ionización.
• Las simulaciones de Monte Carlo verificaron la dosimetría y evaluaron las incertidumbres posicionales; se utilizaron modelos preclínicos de ratón para la demostración de la administración de SFRT.

Principales resultados:

• Se fabricaron con éxito cinco colimadores de kilovoltaje y un colimador de megavoltaje con anchos de pico/valle variables (1,1–10,6 mm).
• Las relaciones de dosis pico/valle variaron de 2,7–32,4, variando con la energía y la profundidad.
• La dosis media del valle tumoral se correlacionó fuertemente con el cambio en el volumen tumoral (p=0,02) en modelos de ratón, lo que resalta la importancia del posicionamiento preciso.

Conclusiones:

• Se estableció un método novedoso para la impresión 3D y caracterización de colimadores SFRT personalizados.
• Los colimadores desarrollados admiten la administración de SFRT utilizando haces de fotones de kilovoltaje y megavoltaje.
• Este enfoque permite la personalización específica del paciente y la optimización de las dosis pico/valle para mejorar la eficacia de SFRT.