3D打印特殊“眼罩”,让质子射线体外“助跑”后狙击浅表肿瘤

3D打印特殊“眼罩”,让质子射线体外“助跑”后狙击浅表肿瘤

极目新闻通讯员 张玮 韩军 李晓语

病灶几乎贴着眼部皮肤,仅几毫米深,质子射线的“杀伤力峰值”落不到这么浅的位置。近日,武汉协和医院质子团队想出双招破局:定制3D打印补偿物盖在患者体表,把质子能量峰值“停”到肿瘤处;再在装置上开窗,引导患者眼球主动避开射线,精准清除眼睑恶性肿瘤残留。据了解,治疗过程中患者耐受良好,未出现明显急性不良反应,实际剂量分布与计划高度一致。

棘手难题,浅表肿瘤遇上质子“射程”

陈女士(化姓)来自广东,5年前,她右眼睑长出一个小肿物,且不断变大。2026年8月,她做手术切除了病灶,病理提示是皮脂腺来源的恶性肿瘤——皮脂腺癌。

由于肿瘤位于眼睑及眶周,若完全切除可能导致失明。当时,当地医生尽可能为其保留眼部功能,但磁共振复查提示可疑病灶残留。随后,陈女士被转诊至武汉协和医院肿瘤中心,希望能控制住残存的病灶。

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患者右眼睑肿物术后,病理提示皮脂腺腺癌复发

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医生手绘示意图

接诊后,团队发现这道题并不好解。质子束进入人体后,需穿过一定深度才能释放最大能量,也就是到达临床所谓“布拉格峰”位置。然而,陈女士的病灶距离体表只有几毫米厚,几乎贴着皮肤,质子还没来得及走到峰值深度,就已经穿过了肿瘤。要让这个峰“停”在如此浅的靶区上,就必须在体表外再补一段与人体组织等效的距离。

肿瘤中心黄晶副教授介绍,所谓补偿物,其实是一种组织等效材料,治疗时覆盖在患者体表。它补偿的不是剂量,而是距离:治疗时覆盖在患者体表,相当于为皮肤外“增加”一层组织,让质子束多走一段路程,把布拉格峰“推”到靶区所在的深度,浅表肿瘤才能获得均匀、精准的剂量覆盖。

3D打印定制,补偿物紧密贴合皮肤

值得说明的是,补偿物不是一只空壳,而是一块实心的、密度与人体组织相当的材料。质子在其中走过的每一毫米,都等同于在人体内走过一毫米,但它与皮肤之间不能有一丁点儿的空气。

但陈女士的特殊问题在于,手术切除后眼睑的解剖结构发生改变、体表轮廓不规则,通用补偿物“贴不住”“填不满”,容易残留空气间隙。而空气的密度远低于人体组织,质子穿过空气几乎不损失能量,等于把预先算好的路程又“偷走”了一截,剂量精度难以保证。

为此,团队决定为患者“量眼定制”,解决“贴合”问题。依据模拟定位CT获取的面部及眶周高精度体表轮廓,团队应用3D打印技术,设计出与术后面部轮廓严丝合缝的个体化补偿物,彻底消除空气间隙,保证质子束的射程精度。

经过测试,这款量身定制的补偿块,彻底消除了空气间隙问题,补出的距离与计划分毫不差;同时材料密度均匀、性能稳定,相关射程参数经过质子束实测验证,每天摆位的重复性也更有保障。

巧开“天窗”,团队实现精准放疗

补偿距离确定后,团队又面临下一个难题:照射靶区位于眼睑及眶周,与眼球、晶体、泪腺等器官紧贴,保护窗口不足2毫米。照射过程中患者哪怕一次无意识地眼球转动,都可能让眼球置于高剂量照射之下,对日后的视力等眼功能产生不良影响。

为此,团队临床医生、医学物理师与治疗技师反复推演,最终创造性地提出——在补偿物眼球区域的右上方“开窗”。

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患者佩戴3D打印个体化补偿物治疗

据医学物理师杨志勇教授介绍,经过测试,只要在治疗过程中,患者眼睛始终盯向这处“开窗”区域,就可以使晶体主动“远离”高剂量照射区,形成一套“主动式”眼球保护策略。物理屏蔽加上个体化的“人机协同”,在尽可能压低晶体、角膜受照剂量的同时,保证了靶区剂量的完整覆盖。

在团队的密切配合下,患者顺利完成了定位、计划设计与质子放疗,治疗过程耐受良好,未出现明显的急性不良反应,实际剂量分布与计划高度一致。放疗计划显示,眼球、角膜、视网膜和视神经均得到良好保护。

患者佩戴3D打印个体化补偿物治疗。可见补偿物与面部、眶周体表高度贴合,眼球区域开窗设计清晰可辨,配合治疗床与热塑面膜实现稳定摆位。

陈女士介绍,照射过程中自己只用看向“开窗”位置。目前,她的治疗基本完成,视力没有受到影响。

从“通用”到“定制”,从“被动保护”到“主动避让”,3D打印个体化补偿物与质子治疗的结合,正在把“精准医疗”从理念落到每一次治疗、每一毫米剂量之中。未来,武汉协和医院质子医学团队将继续以技术创新为驱动,探索更精准、更人性化的放疗方案,让更多患者在获得肿瘤控制机会的同时,享有更好的生活质量。

(来源:极目新闻)

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