Design and manufacturing of a thoracic phantom using 3D-printing and bone equivalent material

Abstract

Bij radiotherapie is het gewenst om een hoge stralingsdosis aan een doelvolume af te geven terwijl de toxiciteit voor gezond weefsel laag blijft. Om ervoor te zorgen dat de geplande en afgegeven dosisverdelingen zo gelijk mogelijk zijn, is het gebruik van fantomen voor dosimetrie in radiotherapie van cruciaal belang. Deze masterproef had als doel het onderzoeken van de mogelijkheid om een thoracaal fantoom dat botequivalent materiaal bevat te fabriceren met behulp van een kosteneffectieve 3D-printtechniek. Het fantoom moet correcte eigenschappen voor beeldvorming en radiotherapeutische dosimetrie vertonen door berekende (AXBM) en gemeten dosisverdelingen te vergelijken. Een fantoom met longen en zacht weefsel werd ontworpen met behulp van 3D-software, waarna het met verschillende opvul-dichtheden werd geprint en geassembleerd. Bot equivalent materiaal werd onderzocht met behulp van twee soorten RTV-siliconen gemengd met verscheidene hoeveelheden CaCO3. De beeldvormingseigenschappen waren equivalent met menselijk weefsel bij alle structuren. De resultaten voor EBT3-filmdosimetrie in twee ziekenhuizen waren enkel representatief bij gebruik van de one-scan methode, met een max afwijking van 4,1 % bij heterogene gebieden die bot bevatten. L-α-alanine dosimetrie vertoonde een max onderschatting van het TPS van 3,2 % in kliniek 1 en 3,1 % in kliniek 2. Verdere aanpassingen aan het fantoom zijn noodzakelijk, vooral voor de productie van bot equivalent materiaal met hogere dichtheid.