Desarrollo y validación de un fantoma dosimétrico impreso en 3D para radiología pediátrica

Área de la Ciencia:

• Física Médica
• Dosimetría Radiológica
• Aplicaciones de Impresión 3D en Salud

Sus antecedentes:

• La dosimetría de radiación precisa es crucial para optimizar y justificar los procedimientos de diagnóstico por imagen médica.
• Los equipos de imagen modernos y complejos desafían las capacidades del software estándar de cálculo de dosis.
• Los fantomas dosimétricos disponibles comercialmente suelen ser prohibitivamente caros para muchas instituciones.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un fantoma dosimétrico impreso en 3D, rentable y diseñado específicamente para la anatomía neonatal.
• Permitir la medición precisa de las dosis efectivas por órgano y de cuerpo entero en radiografía pediátrica.
• Proporcionar una alternativa asequible a los fantomas dosimétricos comerciales costosos.

Principales métodos:

• Se investigaron filamentos de ácido poliláctico (PLA) para la equivalencia tisular utilizando análisis de valores de Hounsfield a través de micro-CT y CT clínica.
• Se seleccionaron densidades de relleno de PLA específicas para simular tejido blando, pulmón y hueso.
• Se modeló e imprimió en 3D un fantoma neonatal de 21 secciones, incrustado con 186 cápsulas de dosímetros de termoluminiscencia (TLD), y se validó frente a simulaciones de Monte Carlo.

Principales resultados:

• Se identificaron el PLA estándar y el PLA compuesto StoneFil como materiales adecuados para la simulación de tejidos blandos, pulmones y huesos.
• El fantoma impreso en 3D demostró una dosimetría precisa para la exposición radiográfica, con dosis orgánicas que coincidieron estrechamente con las simulaciones.
• La dosis efectiva medida se encontró dentro del 2% de los resultados de la simulación de Monte Carlo (PCXMC 2.0).

Conclusiones:

• Se desarrolló y validó con éxito un fantoma dosimétrico neonatal impreso en 3D, rentable, para radiografía pediátrica.
• El fantoma ofrece capacidades precisas de medición de dosis a un costo de material significativamente reducido (A$165) y tiempo de impresión (135 horas).
• El fantoma desarrollado tiene potencial para adaptarse a tamaños más grandes para niños mayores y para su aplicación en otras modalidades de imagen de rayos X.