放疗眼部阻挡机构的制作方法

[0001]
本发明涉及医用器械技术领域，特别涉及一种放疗眼部阻挡机构。


背景技术：

[0002]
放疗为放射治疗的简称，是治疗肿瘤主要手段之一，它利用放射线杀死癌细胞使肿瘤缩小或消失来治疗肿瘤。放疗通过放射线破坏照射区(靶区)的细胞，使这些细胞停止分裂直至死亡。
[0003]
由于放射线对细胞的杀伤是无选择性的，无论是正常细胞还是肿瘤细胞都是无差别杀伤。其中放射线对涉及眼部及眼部附近的肿瘤进行照射时，容易对眼部组织产生连带伤害。
[0004]
放射治疗的目的时尽最大的努力杀死肿瘤细胞，同时保护正常组织。为了实现这一目的，需要尽可能地减少放射线照射至正常细胞的剂量而保持放射性照射至肿瘤细胞的剂量。在特定情况下，需要用到阻挡机构以保护正常组织。然而，现有技术中尚未发现适合保护眼部的阻挡机构。


技术实现要素：

[0005]
为了解决或部分解决上述技术问题，本申请的实施方式提供了一种放疗眼部阻挡机构及其制作方法。
[0006]
其中，放疗眼部阻挡机构包括：
[0007]
面罩结构，所述面罩结构的内表面用于与人体面部匹配贴合；
[0008]
阻挡块，所述阻挡块可拆卸地设置在所述面罩结构的外表面，并位于与人的眼部相对应的位置，所述阻挡块凸出所述面罩结构的表面。
[0009]
放疗眼部阻挡机构的制作方法，包括如下步骤：
[0010]
通过医学影像处理程序所获得的ct图像逆推患者的体表信息；
[0011]
联合3d打印软件对患者的体表形貌进行3d重建，以获得患者面部的三维模型；
[0012]
根据面部三维图形，确定面罩结构的三维模型，并在所述面罩结构上确定阻挡块的设置位置；
[0013]
通过3d打印制作面罩结构；
[0014]
根据所使用的射线能量，选取或制作合适厚度的阻挡块，安装在所述面罩结构上。
[0015]
在现有技术中，缺乏合适的保护眼部，特别是保护眼部晶状体的阻挡机构。在治疗时不可避免地容易对患者的眼部造成持续的伤害。
[0016]
本申请的实施方式所提供的放疗眼部阻挡机构相比于现有技术而言，借助阻挡块对放射线源所放射出的高能射线形成了有效阻挡，显著地提高了患者的满意度和舒适度，使放射治疗的预后更加良好。
[0017]
综上所述，借助本申请的实施方式所提供的放疗眼部阻挡机构，使得放射治疗具备了更好的安全性。
附图说明
[0018]
为了更清楚地说明本申请实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅用于示意本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图中未提及的技术特征、连接关系乃至方法步骤。
[0019]
图1是本申请实施方式的放疗眼部阻挡机构的示意图；
[0020]
图2是本申请实施方式的放疗眼部阻挡机构在具有轨道槽时的示意图；
[0021]
图3是本申请实施方式的放疗眼部阻挡机构安装在人体上时的示意图；
[0022]
图4是本申请实施方式的阻挡块的示意图；
[0023]
图5是本申请实施方式的放疗眼部阻挡机构在阻挡块设置在底座上时的阻挡块的活动示意图。
[0024]
附图标记说明：
[0025]
1、面罩结构；11、轨道槽；2、阻挡块；21、阻挡部；22、透过部；3、放射线源；4、底座；41、固定部；42、活动部。
具体实施方式
[0026]
下面结合说明书附图，对本发明进行进一步的详细说明。附图中示意性地简化示出了放疗眼部阻挡机构的结构等。
[0027]
实施方式一
[0028]
如前文背景技术所分析的，现有技术尚缺乏一种兼顾可靠性和成本的放疗眼部阻挡机构，以对正常组织予以保护。
[0029]
在诸多癌症中，眼部肿瘤是最为恶性的肿瘤之一。在临床上，分为内眼肿瘤和外眼肿瘤。内眼肿瘤表现为瞳孔内有黄色白色反光(俗称猫眼)，视力消失，眼压升高，前房出血等。外眼肿瘤，早期表现为局部硬结，晚期可侵犯全部眼睑，眼眶及副鼻窦，形成严重局部组织缺损。
[0030]
本申请的发明人发现，对眼部肿瘤，乃至位于眼部附近的其他肿瘤，如鼻咽癌、乃至全身放射治疗而言，高能放射性射线有可能对眼部组织产生不良影响。这些不良影响包括且不限于以下几个方面：
[0031]
1、损伤晶状体等眼前段结构。
[0032]
高能放射射线可直接引起晶状体蛋白变性，使原先排列紧密、结构规则的晶状体发生紊乱，继而出现白内障。由电离辐射导致的白内障最早出现在生长最活跃的地方，表现为囊膜下点状混浊，后期可进展为盘状甚至全白混浊，因此在早期对视力影响并不十分显着。其他眼前段的辐射性损害包括角结膜炎、结膜水肿、坏死、葡萄膜炎等，眼前段血管损伤可引起虹膜缺血、坏死萎缩灶形成等。
[0033]
2、损伤视网膜、视神经等后段结构。
[0034]
放射性视网膜病变临床变异较大，但发病呈剂量相关的特点。轻微的放射性视网膜病变的早期临床特点可以见到眼后极部出现分散的小的毛细血管阻塞病灶，病灶周围的毛细血管不规则扩张，严重的眼底有广泛的毛细血管闭锁和视网膜血管异常，可以导致黄斑水肿、渗出和视力下降。
[0035]
放射性视神经病变是一种迟发的进行性的视力急剧不可逆下降的疾病，临床表现为视神经损伤、视力下降、视野缺损，视野缺损的类型由视神经不同部位的损害而定，严重者完全失明。其本质也是一种缺血性视神经病变。
[0036]
3、放射性眼部血管损害的继发改变。
[0037]
最为不可忽视的就是对血管的损害，除了引起组织缺血坏死之外，还会诱发新生血管的形成。虹膜、房角的新生血管会收缩，引起房角功能下降甚至房角关闭，导致新生血管性青光眼。而眼底的新生血管非常脆弱，一出现则非常容易继发出血。
[0038]
有鉴于此，本申请的第一实施方式提供了一种放疗眼部阻挡机构，参见图1所示，包括：
[0039]
面罩结构1，面罩结构1的内表面用于与人体面部匹配贴合；
[0040]
阻挡块2，阻挡块2可拆卸地设置在面罩结构1的外表面，并位于与人的眼部相对应的位置，阻挡块2凸出面罩结构1的表面。
[0041]
其中，面罩结构1可以被设计为具有一定的厚度，以减少剂量建成，对于靠近皮肤的靶区覆盖更全面。面罩结构1同时覆盖人体的鼻部和耳部，进而提供更精确的放疗定位。
[0042]
可选地，面罩结构1是高分子材料通过3d打印制成的；进一步来说，面罩结构 1可以采用pla或者abs材料，并以3d打印的方式制作，从而在低成本的前提下很好地适配人体面部。而阻挡块2可以采用具有良好的阻挡射线作用的材料制成，例如阻挡块2可以为铅块或铝块。
[0043]
或者，阻挡块2也可以是金属材料通过3d打印制成的。
[0044]
基于上述结构，本申请的实施方式还公开了一种放疗眼部阻挡机构的制作方法，包括如下步骤：
[0045]
通过医学影像处理程序所获得的ct图像逆推患者的体表信息；
[0046]
联合3d打印软件对患者的体表形貌进行3d重建，以获得患者面部的三维模型；
[0047]
根据面部三维图形，确定面罩结构1的三维模型，并在面罩结构1上确定阻挡块2的设置位置；
[0048]
通过3d打印制作面罩结构1；
[0049]
根据射线能量，选取或制作合适厚度的阻挡块2，安装在面罩结构1上。
[0050]
例如，可以借助mim软件联合mimics软件，实现对体表信息的获取和对体表形貌的3d重建。然后，可以借助重建的面部三维模型，逆推出面罩结构1与面部的接触面的三维模型，进而打印出面罩结构1。
[0051]
优选地，在打印面罩结构1之前，可以根据治疗需求来确定阻挡块2在面罩结构1上的设置位置，以及朝向。在采用3d打印制作面罩结构1和阻挡块2时，可以采用混合打印的方式直接将阻挡块2打印在面罩结构1上。或者，进一步优选地，面罩结构1的外表面的与眼部对应的位置设置有柱形槽，阻挡块2插入并固定在柱形槽内。采用可拆卸的设计可以提高使用上的便利性。
[0052]
另外，更进一步地，参见图2所示，面罩结构1的外表面的与眼部对应的位置设置还可以设置有轨道槽11，阻挡块2插入并固定在轨道槽11内，所述阻挡块2能够沿轨道槽11平移。
[0053]
具体说来，阻挡块2可以通过卡接地方式接入轨道槽11内，从而实现在轨道槽11内
的滑动。当阻挡块2被设置为可滑动的时，阻挡块2的位置可以便于根据患者的眼睛的位置微调，而且也更适用于多次放射治疗时的位置调整。
[0054]
尽管本领域技术人员可以根据实际需要自行选择阻挡块2的大小。本申请的发明人特别发现了阻挡块2的厚度与射线能量之间具备如下关系时，即可在实现良好的阻挡效果的前提下提高效率：
[0055]
阻挡块2的厚度在：(0.7+射线能量/mev/2)mm至(2+射线能量/mev/2)mm之间。
[0056]
其中，射线能量的单位为mev。除去单位并加上系数0.7至2之后，所得到的数值即可作为阻挡块2的厚度计数。在该厚度区间之内选用系数0.7时，厚度较薄，适合需要快速3d打印的情形，选用系数2时，厚度较厚，留有更多的余量从而可以更好地防止射线穿透阻挡块2。通常情况下，最为优选的系数为1。
[0057]
由于金属3d打印耗费的时间较长，采用这一经验换算方式可以极大地节约设计和制作阻挡块2的时间，提高效率。
[0058]
基于上述结构，本申请的实施方式还提供了一种放疗眼部阻挡机构的工作流程，具体如下：
[0059]
1、为患者量身定制放疗眼部阻挡机构。采用前述的放疗眼部阻挡机构的制作方法，借助3d打印技术，可以制作出与患者的脸部匹配的面罩结构1和阻挡块2。
[0060]
2、参见图3所示，对患者正确摆位之后，将放疗眼部阻挡机构安装在人体面部，将放射线源3对准目标部位，完成放疗准备。
[0061]
3、进行放疗操作，关闭放射线源3。
[0062]
4、取下放疗眼部阻挡机构，即可结束放疗疗程。
[0063]
在现有技术中，缺乏合适的保护眼部，特别是保护眼部晶状体的阻挡机构。在治疗时不可避免地容易对患者的眼部造成持续的伤害。
[0064]
本申请的实施方式所提供的放疗眼部阻挡机构相比于现有技术而言，借助阻挡块2对放射线源3所放射出的高能射线形成了有效阻挡，显著地提高了患者的满意度和舒适度，使放射治疗的预后更加良好。
[0065]
综上所述，借助本申请的实施方式所提供的放疗眼部阻挡机构，使得放射治疗具备了更好的安全性。
[0066]
实施方式二
[0067]
对于生长在眼部的肿瘤，有时不可避免地，需要对眼部进行直接照射。
[0068]
有鉴于此，本申请的第二实施方式提供了一种放疗眼部阻挡机构，第二实施方式是第一实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，参见图4所示，阻挡块2包括彼此拼合的阻挡部21和透过部22。
[0069]
其中，阻挡部21和透过部22可以分别采用不同的材料以分别阻挡和透过射线。例如，阻挡部21可以采用金属铅、铝，而透过部22则可以采用透明材料、高分子材料，甚至直接镂空。
[0070]
阻挡部21和透过部22可以分别制作并拼合，也可以通过混合3d打印直接成型。
[0071]
据此，本申请实施方式所提供的放疗眼部阻挡机构的制作方法，在根据射线能量，选取或制作合适厚度的阻挡块2的步骤中，还可以包括如下步骤：
[0072]
根据患者的治疗部位，设计阻挡块2的阻挡部21和透过部22；
[0073]
通过3d打印制作阻挡块2。
[0074]
在采用了本申请实施方式所提供的放疗眼部阻挡机构时，针对直接生长在眼部的肿瘤，可以通过透过部22进行放疗照射，而通过阻挡部21来保护肿瘤旁的正常组织。如此可以进一步地提高放射治疗的安全性，改善预后。
[0075]
实施方式三
[0076]
在进行放射治疗的过程中，有时需要多次调整射线的照射角度。
[0077]
有鉴于此，本申请的第三实施方式提供了一种放疗眼部阻挡机构，第三实施方式是第一或第二实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，阻挡块2通过底座4可拆卸地安装在面罩结构1上；
[0078]
其中，底座4包括：
[0079]
固定部41，固定在面罩结构1上；
[0080]
活动部42，分别与固定部41和阻挡块2连接，以安装阻挡块2，活动部42能够相对固定部41活动，以改变阻挡块2的朝向。
[0081]
其中，活动部42能够以多种方式相对固定部41活动，以改变阻挡块2的朝向。例如，可以在固定部41上设置转盘，使得活动部42可以通过转盘转动。基于转盘结构，在活动部42上进一步设置铰轴，可以使活动部42获得全向的运动特性。除此之外，基于可塑的弹性结构或是液压结构也都能够实现本申请的基本技术目的。
[0082]
进一步地，为了尽可能地简化底座4结构，使得放射性的照射剂量更加可控，可选地，参见图5所示，固定部41上设置有球状凹槽，活动部42上对应设置有球状凸起，球状凸起嵌入球状凹槽，以连接活动部42和固定部41。
[0083]
借助于球状凸起在球状凹槽中的摩擦力，可以实现阻挡块2位置的相对固定。在附图5中，借助虚线展示了阻挡块2依据底座4而发生活动的情形。可以理解的是，球状凸起本身可以构成为阻挡块2的一部分，而球状凹槽则可以独立于二者之外。
[0084]
采用球状的连接时，阻挡块2可以具备丰富的朝向变化，具有更好的适应性。同时球状连接的结构简单，对放射剂量的计算可以预期，具有很大的优势。
[0085]
进一步可选地，若射线的角度和能量均需要临时调整，还可以阻挡块2与球状凸起分离设计。此时，活动部42上还可以设置有柱状凹槽，阻挡块2和柱状凹槽螺接。
[0086]
另外可选地，可以将底座4的固定部41可拆卸地固定在面罩结构1上。如此一来，底座4和常规的几个规格的阻挡块2可以组合成为可更换的套件。这样，只需要针对每个不同的患者定制面罩结构1，而无需为每位新患者重新制作阻挡块2和底座 4，可以极大地降低成本，也更加环保。
[0087]
其中，底座4的材质可以与阻挡块2一致。而当二者的材质一致时，在计算阻挡块2的厚度时可以减去底座4的固定厚度
[0088]
当设置有底座4时，若阻挡块2同时包括彼此拼合的阻挡部21和透过部22，则穿过透过部22的射线有可能遭到底座4的阻挡。
[0089]
有鉴于此，活动部42的与透过部22相对应的部位与透过部22可以设置为具有相同的材质。
[0090]
由于活动部42跟随阻挡块2运动，甚至有可能与阻挡块2一体成型地通过3d 打印制作，因此其对应部位的材质与阻挡块2的一致时，不但更易于制造，而且更易于计算阻挡
块2的厚度。
[0091]
另外，固定部41整体可以与透过部22具有相同的材质，也可以采用不同的具有高射线穿透率的材料制作。本申请的实施方式对固定部41的材料本申请不作限定，即便固定部41同样采用铅块制作，只要其厚度远低于阻挡射线所要求的厚度，也是可行的。应当注意的是，在固定部41采用不同的材料制作时，计算放疗眼部阻挡机构的阻挡厚度时需要考虑固定部41所带来的影响。
[0092]
应当理解，在本申请实施方式中使用的术语是仅仅出于描述特定实施方式的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施方式和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。
[0093]
应当理解，尽管在本申请实施方式中可能采用术语第一、第二、第三等来描述某些部件，但这些部件不应仅仅被限于定于这些术语中。这些术语仅用来将各部件彼此区分开。例如，在不脱离本申请实施方式范围的情况下，第一某某部件也可以被称为第二某某部件，类似地，第二某某部件也可以被称为第一某某部件。
[0094]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0095]
在上述的各实施方式中，尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是本领域的普通技术人员应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施方式，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
[0096]
最后应说明的是，本领域的普通技术人员可以理解，为了使读者更好地理解本申请，本申请的实施方式提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于上述各实施方式的种种变化和修改，也可以基本实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。因此，在实际应用中，可以在形式上和细节上对上述实施方式作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。