应用于放射治疗的3D打印个性化增材制造方法技术

一种应用于放射治疗的3D打印个性化增材制造方法，本发明专利技术属于放射治疗领域，涉及3D建模及3D打印领域。利用3D建模软件及3D打印技术，制作个性化的补偿和屏蔽，用以解决现有商业补偿不能紧密贴合患者外轮廓导致实际接受剂量与计划剂量有差异及屏蔽不能良好覆盖危及器官区域的问题。及器官区域的问题。及器官区域的问题。

【技术实现步骤摘要】
应用于放射治疗的3D打印个性化增材制造方法


[0001]本专利技术涉及放射治疗领域，特别是涉及3D建模及3D打印。

技术介绍

[0002]在浅表肿瘤或瘤床的放射治疗中，由于射线建成效应的影响，导致靶区内剂量缺失，影响治疗效果。虽然市面上已经有商业化的放射治疗补偿物品在售，但并不能完全紧密贴合患者身体表面，接触不完全会产生空气间隙，由此产生的空气间隙可降低表面辐射剂量，导致患者实际接受剂量与计划剂量之间的差异。
[0003]另外，在头面部放射治疗中，电子线、普通放疗需要保护眼晶体；在拉弧放射治疗方式（例如：VMAT）中，因为眼晶体剂量限制，需要在某些角度完全关闭射束，导致放疗计划调制难度的增加，从而导致处方剂量适形度和均匀度的改变。现在虽然可以使用屏蔽保护晶体，由于肿瘤的影响，患者颌面部，特别是眼部外轮廓可能会发生改变，通用的屏蔽不再适用。
[0004]为了突破这些限制，通过三维打印处理的定制个性化增材制造具有巨大的潜力，可以让使用了补偿或屏蔽的放射治疗比以往任何时候都更有效。

技术实现思路

[0005]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种应用于放射治疗的3D打印个性化增材制造方法，结合3D建模及3D打印来为患者制定个性化的补偿或屏蔽，以完全贴合患者体表外轮廓，解决补偿接触不紧密导致实际接受剂量差异和通用屏蔽不适用的问题。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：获得患者的CT或MRI影像图像、根据图像在建模软件中建立3D模型、编辑3D模型、根据患者模型外轮廓制作3D增材制造的模型、使用相应材料制作出3D增材制造实体、将3D增材制造实体固定放置在患者身上指定部位、拍摄CT或MRI影像图像、根据拍摄的图像制定放疗计划、实施放疗。
[0007]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本方法根据患者图像绘制并编辑模型，解决了商业补偿不能完美贴合患者体表外轮廓，导致剂量差异的问题；可使用多种材料（例如：工程塑料、光明树脂、橡胶类材料、硅酸凝胶、水凝胶、金属材料等）制作增材制造的实体，以满足临床剂量需要；使用低熔点铅填充浇筑屏蔽模具，结合基于蒙特卡罗方法的用于计算三维复杂几何结构中的中子、光子、电子或者耦合中子/光子/电子输运问题的通用软件包（MCNP）制作个性化、满足处方剂量及剂量限值的要求的屏蔽。
附图说明
[0008]附图1是本专利技术的体部结合补偿三维示意图。
[0009]1为根据患者影像资料重建的体部模型，2为个性化增材制造体部补偿模型，可直接传输至3D打印机打印。
[0010]附图2是本专利技术的患者体部三维示意图。
[0011]1为根据患者影像治疗重建的体部模型，2为患者表浅肿瘤在体部外轮廓的投影。
[0012]附图3是本专利技术的患者体部正视图。
[0013]1为根据患者影像治疗重建的体部模型，2为体部补偿模型。
[0014]附图4是本专利技术的患者体部俯视图。
[0015]1为根据患者影像治疗重建的体部模型，2为体部补偿模型。
[0016]附图5是本专利技术的患者体部仰视图。
[0017]1为根据患者影像治疗重建的体部模型，2为体部补偿模型。
[0018]附图6是本专利技术的患者体部侧视图。
[0019]1为根据患者影像治疗重建的体部模型，2为体部补偿模型。
[0020]附图7是本专利技术的体部个性化补偿三维示意图。
[0021]附图8是本专利技术的体部个性化补偿正视图。
[0022]附图9是本专利技术的体部个性化补偿后视图。
[0023]1为体部补偿模型，2为患者乳头突出体表造成的补偿凹陷。
[0024]附图10是本专利技术的体部个性化补偿侧视图。
[0025]附图11是本专利技术的体部个性化补偿模具三维示意图。
[0026]1为夹合补偿模型的模具，模具内部是补偿形状的空洞，可使用3D打印机打印模具，使用硅胶或水凝胶填充空洞，脱模后可得到补偿实体，2为补偿形状的空洞。
[0027]附图12是本专利技术的体部个性化补偿模具三维示意图。
[0028]1为夹合补偿模型的模具，2为补偿形状的空洞。
[0029]附图13是本专利技术的体部个性化补偿模具建模示意图。
[0030]1为模具的A部分，2为模具B部分，3、4为补偿形状的空洞，5、6为空洞开口，可由此灌入硅胶或水凝胶材料。
[0031]附图14是本专利技术的体部个性化补偿模具三维示意图。
[0032]1为模具的A部分，3为模具B部分，2、4为空洞开口。
[0033]附图15是本专利技术的鼻部结合补偿三维示意图。
[0034]1为根据患者影像资料重建的头部模型，2为个性化增材制造鼻部补偿模型。
[0035]附图16是本专利技术的鼻部结合补偿正视图。
[0036]1为患者头部模型，2为鼻部补偿模型。
[0037]附图17是本专利技术的鼻部结合补偿左视图。
[0038]1为患者头部模型，2为鼻部补偿模型。
[0039]附图18是本专利技术的鼻部结合补偿右视图。
[0040]1为患者头部模型，2为鼻部补偿模型。
[0041]附图19是本专利技术的鼻部补偿三维示意图。
[0042]附图20是本专利技术的鼻部补偿正视图。
[0043]附图21是本专利技术的鼻部补偿后视图。
[0044]附图22是本专利技术的鼻部补偿左视图。
[0045]附图23是本专利技术的鼻部补偿右视图。
[0046]附图24是本专利技术的鼻部补偿仰视图。
[0047]附图25是本专利技术的鼻部补偿俯视图。
[0048]附图26是本专利技术的耳部结合补偿三维示意图。
[0049]1为患者头部模型，2为个性化增材制造耳部补偿模型。
[0050]附图27是本专利技术的耳部结合补偿正视图。
[0051]1为患者头部模型，2为耳部补偿模型。
[0052]附图28是本专利技术的耳部结合补偿侧视图。
[0053]1为患者头部模型，2为耳部补偿模型。
[0054]附图29是本专利技术的耳部结合补偿俯视图。
[0055]1为患者头部模型，2为耳部补偿模型。
[0056]附图30是本专利技术的耳部补偿三维示意图。
[0057]附图31是本专利技术的耳部补偿正视图。
[0058]附图32是本专利技术的耳部补偿左视图。
[0059]附图33是本专利技术的耳部补偿右视图。
[0060]附图34是本专利技术的耳部补偿俯视图。
[0061]附图35是本专利技术的不同鼻部补偿的剂量横断面示意图。
[0062]1为未加补偿的剂量图，可见到剂量建成效应造成的靶区内剂量冷区；2为添加商业化补偿的剂量图，可见到在放疗计划系统（TPS）中补偿能紧密贴合患者鼻部外轮廓，但实际临床应用中，对于鼻部轮廓突起，商业补偿通常不能紧密贴合，势必造成实际接受剂量与计划剂量不同；3为3D打印增材制造的硬质补偿，实际临床应用中可紧密贴合患者鼻部外轮廓本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于放射治疗的3D打印个性化增材制造方法，方法步骤为：获得患者的影像资料、重建患者模型、根据患者特定部位外轮廓制作补偿或屏蔽模型文件、获得并应用补偿或屏蔽实体、制定并实施放疗计划，其特征是：应用于放射治疗中结合3D建模和3D打印的个性化补偿和屏蔽制作方法。2.根据权利要求1所述的补偿模型文件，其特征是：根据患者影像资料重建模型文件，通过患者模型文件特定部位外轮廓制作得出，可以用于制作补偿模具和直接打印出补偿实体的模型文件。3.根据权利要求2所述的补偿模具，其特征是：通过补偿模型文件制作得出的具有补偿形状空洞，可以用于倒模出补偿实体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文泰，
申请(专利权)人：李文泰，
类型：发明
国别省市：