组织间插植导板的制作方法和组织间插植导板技术

本发明专利技术提供一种组织间插植导板的制作方法和组织间插植导板，该制作方法包括如下步骤：S1：对患者进行阴道填塞，并通过扫描获取患者影像信息；S2：根据患者影像信息勾画阴道轮廓、靶区和危及器官，以获取轮廓结构数据；S3：根据勾画的阴道轮廓、靶区和危及器官的位置和形状进行插植针道设计，以获取插植针道计划模型；S4：输出插植针道计划模型并三维重建插植导板，以获取插植导板三维重建模型。通过本发明专利技术的组织间插植导板的制作方法，能得到符合患者个体化生理特征的插植导板，该导板使用过程较常规施源器更安全、更快捷，同时能得到更好的剂量曲线，减少患者的治疗副反应，提高治疗效果，具有极高的应用价值。具有极高的应用价值。具有极高的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
组织间插植导板的制作方法和组织间插植导板


[0001]本专利技术涉及组织间插植放疗领域，尤其涉及一种组织间插植导板的制作方法和组织间插植导板。

技术介绍

[0002]组织间插植放疗是宫颈癌治疗的重要技术手段，针对局部肿瘤较大、肿瘤偏心性生长、侵犯盆壁的中晚期宫颈癌患者，该技术是一种必不可少的治疗手段，能够提升近期缓解率及控制率，减少并发症并降低局部复发率、远处转移率及死亡率。利用放射源近源处剂量极高，随着距离的增加，剂量迅速跌落的特点，使得病灶受高剂量的同时，有效控制周围正常组织的剂量。
[0003]组织间插值放疗已发展百余年，目前普遍采用常规插植施源器进行治疗。经过大量临床实践发现常规插植施源器适形性、灵活性差，在某些情况下，亚洲女性患者无法使用已有的常规施源器进行治疗。对于宫旁受侵范围大、形状不规则的肿瘤，常规施源器往往难以满足剂量需求；同时常规施源器无植入深度的指示，需通过CT或超声的不断引导，费时费力的同时，增加了临床操作的难度及患者的痛苦。使用常规施源器进行治疗的一个重要条件是医生具有丰富的临床经验，能够依据查体结果和影像资料确定插植的位置、方向及深度，进而准确无误地实施插植，国内有这种能力的医生并不多，因而限制了该项技术的使用。
[0004]为解决以上的问题，临床工作者与工程技术人员进行了大量尝试，结合3D打印技术制作组织间插植导向模板。目前已有的模板是在圆柱状的阴道塞子上均匀分布插植针道，临床医生根据患者的肿瘤特点选定其中的针道进行插植。上述的导向模板虽然可以解决插植针在三维空间不相交的问题，同时具有一定的个体特征，但是导向模板为统一的圆柱状，患者的舒适程度不高，同时等间隔的插植针道降低了导向模板的利用率，无法达到最理想的剂量适形度。因此，设计有效、安全、便捷的插植模板，以还原最理想的治疗方案对组织间插植放疗的应用和发展具有重要意义。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种组织间插植导板的制作方法，其包括如下步骤：S1：对患者进行阴道填塞，并通过扫描获取患者影像信息；S2：根据患者影像信息勾画阴道轮廓、靶区和危及器官，以获取轮廓结构数据；S3：根据勾画的阴道轮廓、靶区和危及器官的位置和形状进行插植针道设计，以获取插植针道计划模型；S4：输出插植针道计划模型并三维重建插植导板。
[0006]进一步地，在步骤S1中，在进行阴道填塞后，在阴道外缘2cm处的纱布上放置铅点以用于标记插植导板的底面，然后通过扫描获取患者影像信息。
[0007]进一步地，步骤S3包括：S30：以铅点所在平面为底面，设置插植针道的起点，在靶区顶端选取插植针道的终点，通过确定插植针道的起点及终点来确定插植针道的位置和方
向，然后进行至步骤S31；S31：根据插植针道的起点及终点重建插植针道，然后进行至步骤S32；S32：根据靶区形状设置放射源驻留点，然后进行至步骤S33；S33：设置靶区处方剂量和危及器官约束条件，优化放射源驻留点位置及时间，以获得剂量分布优化结果，然后进行至步骤S34；S34：评估剂量分布优化结果是否满足预定条件，如果不满足，则跳转到步骤S33以重新调整约束条件，否则进行至步骤S35；S35：跳转至步骤S4。
[0008]进一步地，在步骤S35中，在跳转至步骤S4之前，还包括如下步骤：确定每个插植针道的导板外插植针长度，所述导板外插植针长度是指在进行插植时将暴露在导板外的由医生可见且可量取的长度，所述导板外插植针长度用于方便医生控制入针深度，其中，导板外插植针长度＝插植针总长度
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(第一个驻留点到阴道轮廓尾端的长度+插植针的offset值)，插植针总长度为固定值，第一个驻留点是指插植针道内离阴道轮廓最远的驻留点，插植针的offset值是指第一个驻留点与插植针针尖的距离。
[0009]进一步地，在步骤S34中的预定条件包括：(1)靶区90％的体积达到处方剂量，且危及器官低于患者耐受量；(2)插植针道在阴道内从穹隆入针；(3)入针深度既满足剂量要求又避免损伤危及器官；(4)各个插植针道在三维空间内不相交、不相叠。
[0010]进一步地，步骤S4包括：S40：导出患者影像信息、轮廓结构数据以及插植针道计划模型；S41：从轮廓结构数据中读取阴道轮廓数据来进行三维重建，以获得插植导板的初始形状模型；S42：基于患者影像信息中的铅点所在位置创建插植导板的延伸段模型；S43：将插植导板的初始形状模型与延伸段模型进行合并，并进行表面平滑，以获得完整的平滑插植导板模型；S44：从插植针道计划模型中读取每个插植针道的放射源驻留点的坐标，创建插植针道模型；S45：将平滑插植导板模型与插植针道模型进行布尔运算，以得到含有插植针道的插植导板模型。
[0011]进一步地，在步骤S42中，从患者影像信息中识别铅点所在层面的阴道轮廓为上底面，以远离该层面1
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3cm的距离创建长轴为3
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5cm、短轴为2
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4cm的椭圆轮廓为下底面，来创建插植导板的延伸段模型。
[0012]进一步地，在步骤S45之后，步骤S4还包括：S46：检查步骤S45中获得的插植导板模型中的所有插植针道，如果有外露的插植针道，则将该插植针道对应的圆柱模型复制并外扩后再与插植导板模型进行布尔运算，以保证所有插植针道包裹在插值导板模型的内部；S47：在插植导板模型的椭圆底面靠近直肠的方向，创建方形固定柱，进行三维建模后获得最终的插值导板模型；S48：将最终的插值导板模型导出为3D打印机支持的三维模型文件。
[0013]进一步地，所述制作方法还包括：S5：将导出的三维模型文件输入至3D打印机，并选取满足生物相容性要求的打印材料进行3D打印；S6：对打印出的插植导板进行消毒处理。
[0014]本专利技术还公开了一种组织间插植导板，其通过如上所述的制作方法制作而成。
[0015]通过本专利技术的组织间插植导板的制作方法，能得到符合患者个体化生理特征的插植导板，该导板使用过程较常规施源器更安全、更快捷，同时能得到更好的剂量曲线，减少患者的治疗副反应，提高治疗效果，具有极高的应用价值。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的组织间插植导板的制作方法的流程图；
[0017]图2是本专利技术的插植针道的设计流程图；
[0018]图3是本专利技术的三维重建插植导板的流程图；
[0019]图4是本专利技术的插植导板的三维模型的示意图；
[0020]图5是通过本专利技术制作的插植导板的结构示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。
[0022]本专利技术改进目前临床使用的组织间插植治疗的方法的缺陷，如徒手插植对医生的临床经验要求高、剂量学效果差，插植针在靶区内相交而无法重建施源器等问题，提出一种设计并制作安全、有效、便捷的组织间插植放疗导板的方法。
[0023]在本专利技术的一实施方式中，如图1所示，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组织间插植导板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：对患者进行阴道填塞，并通过扫描获取患者影像信息；S2：根据患者影像信息勾画阴道轮廓、靶区和危及器官，以获取轮廓结构数据；S3：根据勾画的阴道轮廓、靶区和危及器官的位置和形状进行插植针道设计，以获取插植针道计划模型；S4：输出插植针道计划模型并三维重建插植导板，以获取插植导板三维重建模型。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在步骤S1中，在进行阴道填塞后，在阴道外缘2cm处的纱布上放置铅点以用于标记插植导板的底面，然后通过扫描获取患者影像信息。3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，步骤S3包括：S30：以铅点所在平面为底面，设置插植针道的起点，在靶区顶端选取插植针道的终点，通过确定插植针道的起点及终点来确定插植针道的位置和方向，然后进行至步骤S31；S31：根据插植针道的起点及终点重建插植针道，然后进行至步骤S32；S32：根据靶区形状设置放射源驻留点，然后进行至步骤S33；S33：设置靶区处方剂量和危及器官约束条件，优化放射源驻留点位置及时间，以获得剂量分布优化结果，然后进行至步骤S34；S34：评估剂量分布优化结果是否满足预定条件，如果不满足，则跳转到步骤S33以重新调整约束条件，否则进行至步骤S35；S35：跳转至步骤S4。4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于，在步骤S35中，在跳转至步骤S4之前，还包括如下步骤：确定每个插植针道的导板外插植针长度，所述导板外插植针长度是指在进行插植时将暴露在导板外的由医生可见且可量取的长度，其中，导板外插植针长度＝插植针总长度
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(第一个驻留点到阴道轮廓尾端的长度+插植针的offset值)，插植针总长度为固定值，第一个驻留点是指插植针道内离阴道轮廓最远的驻留点，插植针的offset值是指第一个驻留点与插植针针尖的距离。5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，在步骤S34中的预定条件包括：(1)靶区90％的体积达到处方剂量，且危及器官低于患者耐受量；(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娴雅，高琨，付庆国，邓烨，汪伦，谈友恒，
申请(专利权)人：苏州普能医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：