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Einsatzmöglichkeiten der additiven Fertigung in der Herstellung von Phantomen

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Konstruktion für die Additive Fertigung 2020

Zusammenfassung

In der medizinischen Bildgebung ist die Qualitätssicherung, wie u.a. die Dosimetrie in der Strahlentherapie, unerlässlich. Um diese zu gewährleisten, können sog. Phantome eingesetzt werden. Phantome bezeichnen physische Modelle, die biologisches Gewebe und dessen Eigenschaften, wie bspw. Röntgenabsorptionseigenschaften oder Magnetresonanz-Relaxationszeiten, in der medizinischen Bildgebung nachahmen. So kann u. a. sichergestellt werden, dass die Bildauflösung oder die Treffsicherheit bei einer Intervention innerhalb der definierten Toleranzen bleibt. Additive Fertigungsverfahren bieten die Möglichkeit, Phantome mit einer hohen geometrischen Freiheit kostengünstig, modular und patientenspezifisch herzustellen. Dabei stellen oftmals dreidimensionale Patientendatensätze aus der medizinischen Bildgebung die Grundlage für die weitere konstruktive Ausarbeitung dar und führen zu einem speziellen Vorgehen bei der Erstellung von medizinischen Phantomen. Anhand von mehreren in vorherigen Arbeiten entwickelten Anwendungsbeispielen, die Prostata-Phantome in der Fusionsbiopsie und Strahlentherapie sowie Maus-Phantome in der Kleintier-Bestrahlung umfassen, werden additive Fertigungsmöglichkeiten von Phantomen aufgezeigt. Dabei wird insbesondere auf den Unterschied zwischen der direkten und indirekten additiven Fertigung eingegangen.

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Literatur

  1. Filippou, V., Tsoumpas, C.: Recent advances on the development of phantoms using 3D printing for imaging with CT, MRI, PET, SPECT, and ultrasound. Med. Phys. (2018). https://doi.org/10.1002/mp.13058

  2. Tino, R., Yeo, A., Leary, M., et al.: A systematic review on 3D-printed imaging and dosimetry phantoms in radiation therapy. Technol. Cancer Res. Treat. (2019). https://doi.org/10.1177/1533033819870208

  3. DeWerd, L.A., Kissick, M.: The Phantoms of Medical and Health Physics. Springer New York, New York (2014). https://doi.org/10.1007/978-1-4614-8304-5

    Book  Google Scholar 

  4. Silvestro, E., Betts, K.N., Francavilla, M.L., et al.: Imaging properties of additive manufactured (3D printed) materials for potential use for phantom models. J. Digit Imaging. 33, 456–464 (2020). https://doi.org/10.1007/s10278-019-00257-5

    Article  Google Scholar 

  5. Spallek, J., Kuhl, J., Wortmann, N., et al.: Design for mass adaptation of the neurointerventional training model HANNES with patient-specific aneurysm models. Proc. Int. Conf. Eng. Des. 1, 897–906 (2019). https://doi.org/10.1017/dsi.2019.94

    Article  Google Scholar 

  6. Leary, M., Tino, R., Keller, C., et al.: Additive manufacture of lung equivalent anthropomorphic phantoms: a method to control hounsfield number utilizing partial volume effect. J. Eng. Sci. Med. Diagn. Ther. 3, 1 (2020). https://doi.org/10.1115/1.4044460

    Article  Google Scholar 

  7. Oh, S., Kim, M.J., Kang, J.S., et al.: Feasibility of fabricating variable density phantoms using 3D printing for quality assurance (QA) in radiotherapy. Prog Med Phys. 28, 106 (2017). https://doi.org/10.14316/pmp.2017.28.3.106

    Article  Google Scholar 

  8. Miloichikova, I., Cherepennikov, Y., Krasnykh, A., et al.: EP-1706 production of samples with specified CT indices by 3D printing. Radiother. Oncol. 133, S918–S919 (2019). https://doi.org/10.1016/S0167-8140(19)32126-7

    Article  Google Scholar 

  9. Wegner, M., Spallek, J., Krause, D., et al.: Comparing technologies of additive manufacturing for the development of modular dosimetry phantoms in radiation therapy. Trans. Addit. Manuf. Meets Med. (2020). https://doi.org/10.18416/AMMM.2020.2009028

  10. Verhaegen, F., Dubois, L., Gianolini, S., et al.: ESTRO ACROP: technology for precision small animal radiotherapy research: optimal use and challenges. Radiother Oncol. 126, 471–478 (2018). https://doi.org/10.1016/j.radonc.2017.11.016

    Article  Google Scholar 

  11. Esplen, N., Alyaqoub, E., Bazalova-Carter, M.: Technical note: manufacturing of a realistic mouse phantom for dosimetry of radiobiology experiments. Med Phys. 46, 1030–1036 (2019). https://doi.org/10.1002/mp.13310

    Article  Google Scholar 

  12. Perks, J.R., Lucero, S., Monjazeb, A.M., et al.: Anthropomorphic phantoms for confirmation of linear accelerator-based small animal irradiation. Cureus. 7, e254 (2015). https://doi.org/10.7759/cureus.254

    Article  Google Scholar 

  13. Wegner, M., Spallek, J., Krause, D., Gargioni, E.: Entwicklung und Fertigung eines 3D gedruckten Maus-Phantoms für die Qualitätssicherung an einem Kleintier-Bestrahlungsgerät; Nürnberg 2018 – Abstractband der 49. Jahrestagung der DGMP (2018)

    Google Scholar 

  14. Wegner, M., Wortmann, N., Spallek, J., Krause, D., Gargioni, E. Hrsg.: Development of an additive manufactured mouse phantom for quality assurance of a small animal irradiation device. Linz 2018 – EUSAAT 2018, Bd. 2. 7. Aufl. (2018)

    Google Scholar 

  15. Attenberger, U., Ritter, M., Wenz, F.: MR- und PET-Bildgebung der Prostata. Springer, Berlin/Heidelberg (2017). https://doi.org/10.1007/978-3-662-50468-0

    Book  Google Scholar 

  16. Wegner, M., Spallek, J., Kaul, M., et al.: Development of a tissue-equivalent phantom for multimodal imaging of the prostate; BMTMedPhys 2017 – Dresden. Biomed. Eng. 62, 246 (2017). https://doi.org/10.1515/bmt-2017-5045

  17. Niebuhr, N., Johnen, W., Güldaglar, T., et al.: Technical Note: Radiological properties of tissue surrogates used in a multimodality deformable pelvic phantom for MR-guided radiotherapy. Med Phys. 43, 908–916 (2016). https://doi.org/10.1118/1.4939874

    Article  Google Scholar 

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Wegner, M., Gargioni, E., Krause, D. (2021). Einsatzmöglichkeiten der additiven Fertigung in der Herstellung von Phantomen. In: Lachmayer, R., Rettschlag, K., Kaierle, S. (eds) Konstruktion für die Additive Fertigung 2020. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-63030-3_14

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