放射治疗中热塑膜开孔模式对患者固定效果的有限元分析

目的分析在肿瘤放射治疗过程中,头颈肩热塑膜不同开孔位置和形状的应力和位移变化,探究不同开孔模式的固定效果和使用舒适性。方法通过Brilliance Bigbore CT扫描肿瘤患者的头颈肩位置,建立7种不同开孔的热塑膜有限元几何模型以及3种厚度(2、3、4 mm)的模型。通过拉伸实验测定常温下热塑膜拉伸曲线,采用Neo-Hookean本构模型,反推出热塑膜的超弹性材料性能。用ABAQUS软件计算热塑膜模型在受载荷条件下的位移和应力响应。结果当头部向左转动时,下巴位置的开孔模型产生的位移最大,而前额和眼睛位置的开孔产生的位移最小。头部弯曲时,眼位开孔的模型在2、3 mm厚度模型中位移最大。鼻位开孔的模型在4 mm厚度模型中位移最大。在3种厚度模型中,头部左转引起的位移都大于头部弯曲引起的位移。位移最大的位置往往在颏部位置,而应力最大的区域往往在模型与床体的固定位置。结论本研究为临床研究热塑膜的固定化效果、舒适性和有效性提供了一定的思路和参考。