Impressão 3D de máscaras de imobilização para terapêutica: análise radiológica, mecânica e financeira

• Main Author: Duarte, Jéssica Alexandra Bento
• Publication Date: 2019
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10400.21/13288
• topic: Máscara de imobilização; Impressão 3D; Análise dosimétrica; Resistência mecânica; Scanner 3D; Immobilization mask; 3D printing; Dosimetric analysis; Mechanical endurance; 3D scanner

Introdução: O fabrico de máscaras de imobilização termoplásticas é um processo moroso, fortemente dependente do profissional de saúde e potencialmente desconfortável para o doente. O presente estudo teve como objetivo contribuir para um processo alternativo automatizado de fabrico de máscaras de imobilização, da região abdominal de voluntários, com recurso à impressão 3D. E consequentemente com a análise do modelo, no que se refere às propriedades dosimétricas mecânicas e financeiras do ácido poliláctico (PLA). Metodologia: Adquiriram-se os dados da zona abdominal de um voluntário utilizando um scanner ótico 3D. Após isto, imprimiram-se em 3D nove placas de PLA com espessuras de 2 mm (designadas por T2I50, T2I80, T2I100, para enchimentos de 50, 80 e 100% respetivamente), de 4 mm (designadas por T4I50, T4I80, T4I100 para os enchimentos referidos anteriormente) e de 6 mm (T6I50, T6I80 e T6I100 para os mesmos enchimentos). Avaliaram-se as propriedades radiológicas e mecânicas do PLA submetendo as placas, a uma pressão mecânica (6726 Pa) e radiação com feixe de fotões com 3 energias (6 MV, 10 MV, 15 MV). Posteriormente, imprimiu-se em 3D a máscara abdominal através da aquisição de dados realizada anteriormente. Os custos e os tempos do processo também foram analisados. Resultados: As placas T2I50, T2I80, T2I100 e T4I50 revelaram transmissões de dose equiparadas às da máscara convencional em todas as energias. A deformação mecânica revelou resultados positivos com a deformação máxima de 0,521 mm a pertencer à placa T2I50. Os custos finais do serviço com o processo proposto (custo material + mão-de-obra) diminuem de 13.174-19.574 € para 4.457-6.739 €, ou seja uma redução de 66%. Adicionalmente existe ainda uma redução do tempo que o doente tem de estar deitado para realização da máscara: 10 minutos vs. 5 minutos (redução de 50%). Discussão/Conclusão: Os declives das retas de tendência, tanto na transmissão da radiação como no deslocamento mecânico, são superiores nos resultados das diferentes espessuras vs. os resultados dos enchimentos. Isto pode indicar que o aumento na espessura tem um impacto maior tanto na atenuação da radiação como na resistência mecânica. O PLA revelouse um material excelente para integração numa máscara de imobilização pela minimização da atenuação do feixe de fotões que iguala os sistemas de imobilização actualmente estabelecidos na radioterapia moderna, e pelas propriedades mecânicas favoráveis à sua robustez mecânica. O processo de impressão 3D proposto apresentou resultados promissores ao nível de custos relativamente ao processo convencional dado que, apesar do aumento em custos de mão-de-obra, existe uma redução significativa dos custos materiais. Os resultados de tempo foram inadequados à realidade do serviço maioritariamente pelo longo tempo de impressão, apresentando grandes oportunidades para melhoria e otimização neste aspeto.