一种基于热塑导向板的粒子植入系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于热塑导向板的粒子植入系统，其利用粒子植入热塑导向板固定患者，使用粒子植入计划软件生成放疗计划，根据放疗计划使用数控加工设备在热塑板上加工导向孔，在导向孔内插入消毒套管，辅助植入针进行定位和定向，并可方便的在治疗过程中和治疗后对计划进行验证，本发明能够提高粒子植入的精确度，节省治疗时间和耗材成本。
【专利说明】
一种基于热塑导向板的粒子植入系统
技术领域
[0001]本发明涉及把材料植入到人体的医疗器械领域，特别提供了一种基于热塑导向板的粒子植入系统。
【背景技术】
[0002]目前以粒子植入到人体治疗肿瘤的放疗技术在临床已普遍运用。传统的医生手动针刺手术的完成程度要依赖医生的专业素质和操作经验，手术精确度低，无法实现预计效果O
[0003]随着医学的发展，出现了粒子植入用导板。医生在CT扫描设备的引导下使用机械臂确定穿刺点和穿刺角度，然后粒子植入针沿着粒子植入用导板上的等间距空隙插入患者体内，指定深度植入粒子。该方法在一定程度上提高了手术的精确度，但是在多个角度进行穿刺时机械臂和导板也要相应调整，为和治疗计划保持一致提高准确性，需要不断的CT扫描来验证治疗路径的准确性，操作繁琐。
[0004]另有一种3D打印导板，医生制定治疗计划后使用3D技术打印出3D导板，该导板与常规导板不同，3D打印导板加入了导向功能规划了粒子植入针的植入位置和角度，可以一次生成不同方向的多个粒子植入针的进针路径，也可以一次CT扫描同时验证不同方向的多个粒子植入针的进针路径。该导板克服了常规导板操作繁琐的缺点，进一步提高了治疗的精确度，但是3D打印导板的时间过长，二次定位会产生误差降低了准确度，同时3D打印成本
【发明内容】
[0005]针对上述问题，本发明旨在提供一种基于热塑导向板的粒子植入系统。
[0006]本发明采用的技术方案是:一种基于热塑导向板的粒子植入系统，包括粒子植入计划软件、粒子植入热塑导向板、热塑板加工方法和治疗计划验证方法；
热塑板加工方法包括如下步骤:用加热后的粒子植入热塑导向板固定患者，热塑板冷却后对待扫描部位进行CT扫描，获得扫描部位的CT图像;粒子植入计划软件根据CT图像制定植入计划;粒子植入计划软件根据植入计划的进针方向和位置自动生成热塑板数控加工程序，发送给数控加工设备;数控加工设备执行加工程序，在热塑板上加工出导向孔。与3D打印模板相比，本发明模板加工速度快。计划完成后，自动生成热塑板数控加工程序和数控加工设备加工导向孔的整个过程可以在几分钟内完成。患者在CT床上直接利用快速加工好的导向板进行粒子植入。
[0007]粒子植入热塑导向板包括热塑板、固定板、固定旋钮、消毒套管。热塑板可在加热的情况下拉伸变形，加热后贴合在患者部位，冷却后形态固定，形态与患者皮肤贴合。热塑板的两边都有一块固定板，每块固定板的边缘都有两个固定旋钮，固定旋钮把固定板固定在治疗床上，以确保患者和粒子植入热塑导向板之间的相对位置关系保持不变。消毒套管按导向孔的型号制造，放置在加工后的热塑板导向孔内，植入针与消毒套管接触，确保植入针在导向孔内接触的环境是消毒安全的。与3D打印导板相比，本发明耗材成本低廉，且加工快速，节省时间。
[0008]粒子植入计划软件可以接收和显示CT、超声、MR或PET图像。利用这些图像，可以在粒子植入计划软件上设定植入计划中各个植入针的进针方向、位置和深度。最后粒子植入计划软件根据各个植入针的进针方向和位置自动生成热塑板数控加工程序。
[0009]治疗计划验证方法包括如下步骤:植入针沿着导板规划的孔隙放置在人体皮肤上时进行CT扫描，计划软件获取CT图像并对植入针的放置位置、方向与放疗计划进行验证;植入针植入人体到达患处时进行CT扫描，计划软件获取CT图像并对植入针的放置位置与放疗计划进行验证;治疗实施完成后进行CT扫描，查看植入粒子的真实位置和计算实际辐射。与机械手和常规导板相比，本发明可以一次生成不同方向的多个植入针的进针路径，也可以一次CT扫描同时验证不同方向的多个植入针的进针路径。
[0010]本发明使用粒子植入计划软件生成放疗计划，根据放疗计划使用数控机床加工热塑板，引导粒子植入，并可在治疗过程中和治疗后对计划进行验证，本发明能够提高粒子植入的精确度，节省治疗时间和耗材成本。
【附图说明】
[0011 ]下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明:
图1粒子植入热塑导向板；
图2定位时敷在患者身上的粒子植入热塑导向板；
图3粒子植入热塑导向板导向孔中插入消毒套管后的截面图。
【具体实施方式】
[0012]实施例1
本发明所述的具体实施例为一种基于热塑导向板的粒子植入系统，包括粒子植入计划软件、粒子植入热塑导向板、热塑板加工方法和治疗计划验证方法；
热塑板加工方法包括如下步骤:用加热后的粒子植入热塑导向板固定患者，热塑板冷却后对待扫描部位进行CT扫描，获得扫描部位的CT图像;粒子植入计划软件根据CT图像制定植入计划;粒子植入计划软件根据植入计划的进针方向和位置自动生成热塑板数控加工程序，发送给数控机床;数控机床执行加工程序，在热塑板上加工出导向孔。
[0013]粒子植入热塑导向板包括热塑板、固定板、固定旋钮、消毒套管;所述热塑板可在加热的情况下拉伸变形，冷却后形态固定;所述固定板可贴合固定在治疗床上；所述固定旋钮位于固定板上，在患者定位时用于连接固定板和治疗床，在加工导向孔时用于连接固定板和数控加工设备上的固定器;所述消毒套管放置在加工后的热塑板导向孔内。图1是粒子植入热塑导向板，图中101是热塑板，102是固定板，103是固定旋钮。图2是定位时敷在患者身上的粒子植入热塑导向板，图中201是治疗床，202是粒子植入热塑导向板。导向板两段的固定板通过固定旋钮固定在治疗床上。图3是粒子植入热塑导向板导向孔中插入消毒套管后的截面图，图中301是热塑板，302是消毒套管。
[0014]粒子植入热塑导向板上和患者皮肤上有用于确定粒子植入热塑导向板和人体相对位置的标记物。在用加热后的粒子植入热塑导向板固定患者后，用记号笔在热塑板的上下边缘分别画两个十字记号，十字的一横沿热塑板边缘画在患者皮肤上，十字的一竖被热塑板划分为两半，一半在患者皮肤上一半在热塑板上。热塑板加工打孔后可通过4个十字记号确定位置。
[0015]粒子植入计划软件通过DICOM标准的网络和文件接口接收符合DICOM标准定义的CT、超声、MR或PET图像，并在软件中显示。
[0016]粒子植入计划软件可以设定植入计划中各个植入针的进针方向、位置和深度。粒子植入计划软件可以将三维的CT图像数据按横截面、冠状面、矢状面和任意斜切面显示，使用者可以在这些不同的切面上设置进针方向、位置和深度。
[0017]粒子植入计划软件根据植入计划中各个植入针的进针方向和位置，将进针轨道延长到热塑板上，来确定对应的导向孔在热塑板上的位置和方向。再结合热塑板在数控加工设备上的固定位置，粒子植入计划软件自动生成数控加工程序。
[0018]治疗计划验证方法包括如下步骤:所有植入针沿着导板规划的孔隙放置在人体皮肤上时进行CT扫描，计划软件获取CT图像并对植入针的放置位置、方向与放疗计划进行验证;所有植入针进入人体到达指定深度时进行CT扫描，计划软件获取CT图像并对植入针的放置位置与放疗计划进行验证;治疗实施完成后进行CT扫描，查看植入粒子的真实位置和计算实际辐射。
[0019]具体操作如下:
加热热塑板，把热塑板贴合在患者皮肤上，拉住两边的固定板调节热塑板的长度，用固定旋钮将固定板固定在治疗床上。热塑板冷却后，用记号笔在热塑板的上下边缘分别画两个十字记号，十字的一横沿热塑板边缘画在患者皮肤上，十字的一竖被热塑板划分为两半，一半在患者皮肤上一半在热塑板上。对患者待扫描部位进行CT扫描，获得扫描部位的CT图像，CT图像中应包含粒子植入热塑导向板。粒子植入计划软件安装在电脑上，使用粒子植入计划软件接收病人的CT图像。医生在软件上勾画出肿瘤的轮廓并规划进针点和进针方向，制定放疗计划。进针路径外延会穿过热塑板。计划软件自动生成数控加工程序，发送给数控加工设备。医生取下粒子植入热塑导向板，并固定到数控加工设备上的固定器。数控加工设备执行加工程序，在热塑板上钻出导向孔。取下粒子植入热塑导向板，消毒，根据4个十字记号确定导向板与患者的位置并将导向板固定在治疗床上。消毒套管放置在加工打孔后的热塑板导向孔内，植入针与消毒套管内壁接触，所有植入针沿着消毒套管插入导板内，在植入针进入人体前，扫描CT验证植入针的位置和方向。所有植入针进入人体到达指定深度后，扫描CT再次验证植入针的位置和方向。若验证无误则植入粒子。治疗实施完成后扫描CT，查看植入粒子的真实位置和实际辐射。
【主权项】
1.一种基于热塑导向板的粒子植入系统，其特征在于:包括粒子植入计划软件、粒子植入热塑导向板、热塑板加工方法和治疗计划验证方法； 所述热塑板加工方法包括如下步骤: 用加热后的粒子植入热塑导向板固定患者，热塑板冷却后对待扫描部位进行CT扫描，获得扫描部位的CT图像； 粒子植入计划软件根据CT图像制定植入计划； 粒子植入计划软件根据植入计划的进针方向和位置自动生成热塑板数控加工程序，发送给数控加工设备； 数控加工设备执行加工程序，在热塑板上加工出导向孔。2.按照权利要求1所述粒子植入热塑导向板，其特征在于粒子植入热塑导向板包括热塑板、固定板、固定旋钮、消毒套管;所述热塑板可在加热的情况下拉伸变形，冷却后形态固定;所述固定板可贴合固定在治疗床上；所述固定旋钮位于固定板上，在患者定位时用于连接固定板和治疗床，在加工导向孔时用于连接固定板和数控加工设备上的固定器;所述消毒套管放置在加工后的热塑板导向孔内。3.按照权利要求1所述粒子植入计划软件，其特征在于此软件可以接收和显示CT、超声、MR或PET图像。4.按照权利要求1所述粒子植入计划软件，其特征在于此软件可以设定植入计划中各个植入针的进针方向、位置和深度。5.按照权利要求1所述粒子植入计划软件，其特征在于此软件根据植入计划中各个植入针的进针方向和位置自动生成热塑板数控加工程序。6.按照权利要求1所述治疗计划验证方法，其特征在于此验证方法包括如下步骤:植入针沿着导板规划的孔隙放置在人体皮肤上时进行CT扫描，计划软件获取CT图像并对植入针的放置位置、方向与放疗计划进行验证;植入针植入人体到达患处时进行CT扫描，计划软件获取CT图像并对植入针的放置位置与放疗计划进行验证;治疗实施完成后进行CT扫描，查看植入粒子的真实位置和计算实际辐射。
【文档编号】A61M36/12GK105944225SQ201610396045
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】杨福俊, 张帆, 梁月强
【申请人】梁月强, 张帆, 杨福俊