Ученые Томского политехнического университета работают над технологией 3D-печати дозиметрических фантомов — физических моделей человеческого тела или его отдельных частей, на которых медицинские физики проверяют подобранный план лучевой терапии. Материал для печати, созданный политехниками, позволяет изготавливать не условные модели, а индивидуальные, учитывающие особенности конкретного пациента. Это позволит более четко планировать курс радиотерапии. В рамках этого проекта политехники тесно сотрудничают с НИИ онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра.

Дозиметрические фантомы применяются перед каждым курсом лучевой терапии для оценки качества плана облучения. Как правило, они представляют собой условные модели человеческого тела или вовсе имеют простую геометрическую форму. Современные фантомы создаются из пластика, приближенного по плотности к среднему показателю разных тканей организма.

«Не нужно объяснять, что лучевая терапия — это очень серьезная медицинская манипуляция, связанная с определенными рисками. Чем тщательнее курс лечения будет спланирован и проверен, тем эффективнее он будет, тем меньше пострадают здоровые ткани. Сейчас для этих целей используются усредненные модели тела человека. Хотя все понимают, что, например, кости и мышцы имеют разную плотность и по-разному взаимодействуют с излучением. Мы предлагаем создавать индивидуальные модели отдельных частей тела на основе данных томографии, которую проходит каждый пациент перед курсом терапии, никаких дополнительных манипуляций проводить не нужно.

Мы разработали полимерный материал, идентичный по плотности тканям организма, а различные добавки помогают создавать аналоги самых разных тканей — костных, мышечных, жировых и других», — говорит один из разработчиков, старший преподаватель отделения ядерно-топливного цикла ТПУ Юрий Черепенников. Недавно на развитие этого проекта он получил стипендию Президента РФ.

Такие «распечатанные» фантомы повторяют сложную внутреннюю структуру тканей конкретного пациента. Проведенные учеными эксперименты показывают, что технологии 3D-печати позволяют воспроизвести практически любую структуру. Кроме того, предлагаемый подход позволит создавать фантомы, учитывающие наличие у человека имплантатов и кардиостимуляторов.

Разработчики отмечают, что в лабораторных условиях на печать одного фантома части тела уходит до двух суток. По их расчетам, после доработки технологии в реальных условиях на печать фрагмента будет уходить до 10 часов.

«Конечно, цена фантома будет зависеть от его сложности, но мы ставим себе задачу, чтобы она не превышала 10 000 рублей», — добавляет научный руководитель проекта, доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Сергей Стучебров.

Источник