用于宫颈癌近距离放疗的施源器个体化制备方法

本发明属于医疗器械，具体为用于宫颈癌近距离放疗的施源器个体化制备方法。

背景技术：

1、宫颈癌是全球妇女健康中的主要问题之一，近距离放疗(brachytherapy)作为一种常见治疗手段，对于早期或中期宫颈癌的患者来说是至关重要的。在传统的近距离放疗中，施源器是将放射性物质定位到患者宫颈周围的装置，用于照射肿瘤。

2、在宫颈癌的近距离治疗中，尽管三维近距离治疗的应用改变了传统二维近距离治疗的剂量曲线形状，提高了靶区适形度，更好地保护了危及器官，但对于肿瘤较大、形态不规则、宫旁侵犯、阴道受侵较低的宫颈癌患者，常规施源器存在靶区覆盖不全、正常组织限量困难等缺点。在既往的宫颈癌近距离插植治疗，都是采用盲插，插植针杂乱无序，很难达到临床需求的平行、针间距合理的分布要求。

3、为了提高治疗的精确度和适形度，个体化施源器的制备方法被提出。然而，现有技术在制备个体化施源器时面临一些挑战，尤其是在阴道空腔形状复杂多变的情况下，如何获得精确的阴道空腔内部形态，以及如何根据这一形态制作出完美吻合的施源器。

4、传统的做法依赖于对患者进行多次ct扫描和试验性的施源器放置，这不仅耗时而且对患者来说不仅是一个不舒服的过程而且还会对身体造成较大的伤害。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：用于宫颈癌近距离放疗的施源器个体化制备方法，个体化的施源器制备方法为宫颈癌的近距离放疗提供了一种高精度、高效率和患者友好的治疗方案，有望显著改善治疗的质量和结果。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、用于宫颈癌近距离放疗的施源器个体化制备方法，包括以下步骤：

4、使用可膨胀的显影剂吸收材料对患者阴道空腔进行膨胀填充；

5、采集填充后的阴道空腔的ct显影图像数据；

6、在计算机辅助的后装近距离治疗计划系统中，基于上述图像数据和医生勾画的靶区，进行虚拟插植并制定后装治疗虚拟计划；

7、根据虚拟计划，使用3d打印技术制作相应的个体化多通道施源器模型。

8、其中，所述施源器模型设计为根据患者阴道空腔的形状和大小定制，使得插植针的通道数目和位置优化分布，以增强靶区剂量的适形度。

9、其中，所述施源器模型具有多通道设计，每个通道根据患者特定的肿瘤大小、形态和位置特征独立设计，实现精准的插植针位置和深度控制，以优化靶区的剂量分布和减少对周围正常组织的放射暴露。

10、其中，所述施源器模型每个通道在3d打印过程中都被设定有独立的出口和入口，以减少插植针进入和退出时的阻力，确保施源器模型的稳定性和放射源的精确放置。

11、其中，采集阴道空腔的ct显影图像数据的步骤包括使用高对比度显影技术来提升图像中靶区与周围组织的分辨率，便于医生对肿瘤边界和关键解剖结构进行准确识别。

12、其中，使用可膨胀的显影剂吸收材料对患者阴道空腔进行膨胀填充的步骤，包括将一膨胀性材料伸入阴道内，在材料中注入显影剂前后，该膨胀性材料能够通过吸收显影剂而膨胀，并且能够与阴道内壁形状吻合，从而在阴道内形成一个与阴道内壁无空隙的撑开体。

13、其中，所述膨胀性材料预先放置在一套筒内，对患者阴道空腔进行填充时，将所述膨胀性材料通过套筒伸入患者阴道内；在材料处于阴道内后，向膨胀性材料注入显影剂后抵住膨胀性材料并抽出套筒，使膨胀性材料在阴道内膨胀。

14、其中，所述膨胀性材料为聚乙烯醇水凝胶、聚丙烯酰胺水凝胶、羧甲基纤维素钠、聚维酮或聚丙烯酸盐。

15、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

16、采用3d打印技术根据计算机模拟的虚拟治疗计划设计施源器，保证了每个通道的位置和数量都是为了达到最优的剂量分布而计算出来的。这种个性化设计的原理是基于精确的放射剂量学，保证了治疗的适形度和适应性。

17、通过计算机辅助设计(cad)技术，在模型的每个通道设计中融入患者肿瘤的三维形态数据，从而精确控制剂量的分布。利用计算机辅助系统模拟的结果来设计施源器，使得治疗规划更加精准。

18、通过上述精准控制剂量分布，能够将射线集中于靶区，同时保护周围的正常组织。结构上的精准设计降低了非目标组织接受不必要辐射的风险。

19、独立设计的通道入口和出口减少了针对每个通道的机械阻力，这一结构上的创新确保了施源器在操作过程中的稳定性，并且减少了置入和移除放射源时的困难。

20、利用高对比度显影技术可提升靶区与周围组织的辨识度。通过显影剂的选择和显影剂与膨胀材料相互作用的原理来实现的，确保图像的清晰度和对比度满足医生的需求。

21、采用与人体组织具有类似柔软性的材料，如聚乙烯醇水凝胶，可在注入显影剂后自适应膨胀至阴道空腔的形状，这种物理性质的匹配减轻了患者的不适感。选用的生物兼容材料，如聚乙烯醇水凝胶和聚丙烯酰胺水凝胶，其在体内的稳定性和安全性已通过临床验证。这种材料能够与生物体内环境良好地相容，同时具备必要的物理性能，如适当的弹性和强度。

22、通过将膨胀性材料预装在套筒中，减少了治疗前的准备时间。医生或技术人员无需在手术室现场进行复杂的装备组装，这项创新减少了操作步骤和潜在的错误风险。当套筒和其中的膨胀性材料一起插入患者的阴道内部后，只需注入显影剂，膨胀性材料就会逐渐膨胀并填充阴道空腔。这一步骤替代了传统的多步骤操作，如分步骤地插入和调整填充物(一般使用纱布)。

23、套筒内的膨胀性材料可以被设计成根据患者的解剖结构进行定制，这保证了每次使用都能够复现准确的填充和撑开效果。由于操作流程简化，每次填充和撑开的标准化程度提高，这对于放疗的复现性和一致性是非常重要的。

24、由于膨胀性材料的膨胀是温和且均匀的，患者体验更佳，减少了因为填充不当或不均匀造成的不适或疼痛；膨胀性材料的注入在套筒的控制下进行，减少了显影剂泄露到阴道以外区域的风险。

25、本发明提供了一个高度精确和个体化的放疗施源器模型，显著提升了宫颈癌近距离放疗的治疗效果，同时在患者体验和安全性方面也带来显著的改善。

技术特征：

1.用于宫颈癌近距离放疗的施源器个体化制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的用于宫颈癌近距离放疗的施源器个体化制备方法，其特征在于：所述施源器模型设计为根据患者阴道空腔的形状和大小定制，使得插植针的通道数目和位置优化分布，以增强靶区剂量的适形度。

3.如权利要求1所述的用于宫颈癌近距离放疗的施源器个体化制备方法，其特征在于：所述施源器模型具有多通道设计，每个通道根据患者特定的肿瘤大小、形态和位置特征独立设计，实现精准的插植针位置和深度控制，以优化靶区的剂量分布和减少对周围正常组织的放射暴露。

4.如权利要求3所述的用于宫颈癌近距离放疗的施源器个体化制备方法，其特征在于：所述施源器模型每个通道在3d打印过程中都被设定有独立的出口和入口，以减少插植针进入和退出时的阻力，确保施源器模型的稳定性和放射源的精确放置。

5.如权利要求1所述的用于宫颈癌近距离放疗的施源器个体化制备方法，其特征在于：采集阴道空腔的ct显影图像数据的步骤包括使用高对比度显影技术来提升图像中靶区与周围组织的分辨率，便于医生对肿瘤边界和关键解剖结构进行准确识别。

6.如权利要求1所述的用于宫颈癌近距离放疗的施源器个体化制备方法，其特征在于：使用可膨胀的显影剂吸收材料对患者阴道空腔进行膨胀填充的步骤，包括将一膨胀性材料伸入阴道内，在材料中注入显影剂前后，该膨胀性材料能够通过吸收显影剂而膨胀，并且能够与阴道内壁形状吻合，从而在阴道内形成一个与阴道内壁无空隙的撑开体。

7.如权利要求6所述的用于宫颈癌近距离放疗的施源器个体化制备方法，其特征在于：所述膨胀性材料预先放置在一套筒内，对患者阴道空腔进行填充时，将所述膨胀性材料通过套筒伸入患者阴道内；在材料处于阴道内后，向膨胀性材料注入显影剂后抵住膨胀性材料并抽出套筒，使膨胀性材料在阴道内膨胀。

8.如权利要求6或7所述的用于宫颈癌近距离放疗的施源器个体化制备方法，其特征在于：所述膨胀性材料为聚乙烯醇水凝胶、聚丙烯酰胺水凝胶、羧甲基纤维素钠、聚维酮或聚丙烯酸盐。

技术总结
本发明公开了用于宫颈癌近距离放疗的施源器个体化制备方法，包括以下步骤：使用可膨胀的显影剂吸收材料对患者阴道空腔进行膨胀填充；采集填充后的阴道空腔的CT显影图像数据；在计算机辅助的后装近距离治疗计划系统中，基于上述图像数据和医生勾画的靶区，进行虚拟插植并制定后装治疗虚拟计划；根据虚拟计划，使用3D打印技术制作相应的个体化多通道施源器模型；该制备方法为宫颈癌的近距离放疗提供了一种高精度、高效率和患者友好的治疗方案，有望显著改善治疗的质量和结果。

技术研发人员：何丹婷,钟青松,李菀丹
受保护的技术使用者：南方医科大学珠江医院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1