Page 41 - 《中国医疗器械杂志》2025年第2期

Chinese Journal of Medical Instrumentation 2025 年 第49卷 第2期

综 合 评 述

放疗组织补偿物的制作方式可分为直接打印和间接 直接打印凭借其便利性成为目前主要的3D打
打印两类。直接打印首先利用患者体表或黏膜表面 印组织补偿物方式。但近年来，直接打印使用的材
的相关结构扫描数据，进行组织补偿物的三维建 料选择范围较小且硬度较高，导致部分患者不适或
模，使用切片软件设置打印参数，将组织补偿物模 无法放疗。间接打印的应用逐步增多，可用于加工
型转换成为3D打印机可以理解的指令，然后选择 大多数水凝胶、硅胶、硅酮和硅橡胶等 [9-11] 。

合适的材料，通过3D打印机直接打印组织补偿 1.1 组织补偿物的设计

物，最后进行组织补偿物后处理。间接打印先通过 1.1.1 相关结构扫描
指令打印出组织补偿物的外壳，再将填充材料浇注 在设计组织补偿物之前，需要获取患者的详细
到外壳的腔体中，静置一段时间使材料固化、硬 解剖结构信息。这一信息通常通过CT扫描或光学
化，脱模后得到定制的组织补偿物。
扫描等技术获取，以生成目标区域的精确三维图像。

不同扫描技术获取的结构信息的特征比较如表1
直接打印 制作方式 间接打印
所示。
CT扫描技术是当前最常见的相关结构采集形
相关结构 相关结构
扫描数据 扫描数据 式，可精准确定组织补偿物的制作范围，扫描时不
依赖室内光照。然而，该扫描技术存在以下几个缺
组织补偿物 组织补偿物外 点：因体素固定，扫描高曲率部位时，CT分辨率
三维建模 壳三维建模
较三维扫描仪低；做平滑处理时，体素边缘是潜在
[12]
切片 切片 的误差来源；具有辐射暴露和成本高等缺点 。CT
扫描技术适用于头皮、口腔、乳腺等有毛发覆盖、
打印组织 打印组织 表面影像摄取困难、低曲率的区域。
补偿物 补偿物外壳 目前光学扫描技术被广泛应用，其中三维扫描
仪在表面结构采集方面最精细，使用该技术制作的
填充材料 [12-13]
组织补偿物气隙平均为0.16 mm，最大为0.6 mm 。
然而，三维扫描仪难以采集表面反射强、颜色深或透
固化、硬化 明的表面，要使用粉末喷涂模体才能获取图像数据 。
[14]
部分扫描仪需安装于环形龙门架的特殊辅助装置上，
[15]
以防扫描过程中出现数据跟踪丢失问题 。此外，
后处理
毛发通常被三维扫描仪重建为表面，因此伴浓密毛
[16]
图1 3D打印组织补偿物制作流程 发的真实体表无法被重建 。三维扫描仪适用于鼻
Fig.1 The process of creating a 3D-printed bolus 部、耳部和手指等高曲率部位或无毛发覆盖的区域。

表1 不同扫描技术获取的结构信息的特征比较
Tab.1 Comparison of structural information acquired with different scanning techniques
CT扫描技术 光学扫描技术
特征
CT 三维扫描仪 普通相机 深度相机
使用的光类型 X射线 激光、结构光 可见光、其他光谱 红外、结构光
内部结构展示 √ × × ×
适用范围 任何肤 部分机型只适用于 任何肤色 任何肤色
色、部位 颜色浅的表面
扫描软件 × × × Scandy
辐射暴露 √ × × ×
成本高 √ 部分机型成本高 × ×
表面纹理 × √ √ √
复杂结构处理 × 无法处理茂密的毛发和透明物体 无法处理茂密的毛发和透明物体 无法处理茂密的毛发和透明物体
依赖光照 × 部分机型依赖光照 依赖光照，需要合适的背景照明 可在弱光下检测
图片特征提 × × 3DF Zephyr Free，VisualSFM， ×
取及匹配软件 Metashape
校准刻度 × × √ √
平滑处理 √ 部分机型需做平滑处理 √ √

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