CN109876305A - 一种3d打印定制化制作硅胶组织补偿物的方法 - Google Patents

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郭雷鸣
吕磊
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Henan Three-Dimensional Taike Electronic Technology Co Ltd
HENAN PROV TUMOUR HOSPITAL
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Abstract

本发明公开了一种3D打印定制化制作硅胶组织补偿物的方法，包括以下步骤：（1）对患者进行模拟定位，获取CT数据；（2）将CT数据导入放疗治疗计划系统，医生在计划系统中制定放疗计划；（3）将CT数据及放疗计划生成的数据导入专用3D设计软件中，获取放疗计划中定制的组织补偿物的三维数据；（4）利用三维图像处理技术生成包裹组织补偿物的浇筑模型；（5）使用3D打印机打印浇筑模型；（6）将打印成型的浇筑模型倒入硅胶固化，然后去除打印物，得到与计划系统设计一致的硅胶组织补偿物；利用该方法制作的硅胶组织补偿物的厚度可以为均匀的，也可以为非均匀的，硅胶组织补偿物与皮肤贴合紧密，可以满足放疗计划中所需的各种条件，适用性强。

Description

一种3D打印定制化制作硅胶组织补偿物的方法
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种3D打印定制化制作硅胶组织补偿物的方法。
背景技术
近年来，放疗作为治疗肿瘤疾病的主要手段之一在临床中获得了广泛的应用，对放疗剂量的精确控制，是精确医疗的核心内容之一，然而，高能X(γ)线及电子线均存在剂量建成效应，引起浅表性病变(如乳腺癌、皮肤癌、会阴佩吉特氏病等)治疗中靶区剂量不足的问题，此时通常使用放疗组织补偿物来提高浅表靶区射线的剂量。
目前临床最常用的组织补偿物为厚度一定的方形硅胶等效组织补偿物，但由于其形状固定，在使用过程中存在很多缺点，其一，人体体表往往是不规则的曲面，因此组织补偿物和体表之间必然存在空气间隙，空气间隙的存在可显著降低表面剂量，缩小空气间隙，可以改善靶区剂量均匀度，提高放疗精准度，针对不规则体表，临床上通常应用自制的小米面袋、石蜡、湿纱布、凡士林(纱布)等填充间隙，但存在工艺粗糙、适形度差、组织均匀性差、重复性差等缺陷，使得浅表病变的实际放疗剂量存在很大的不确定性，影响疗效；其二，市售的组织补偿材料无法改变其厚度，很难达到临床要求，比如乳腺癌术后辅助放疗患者，可能需要用到3 mm-10 mm之间不同厚度的组织补偿物；其三，一些特殊情况下的乳腺癌患者，如保乳术后需要行乳腺皮肤照射的患者，还需要特殊的兼具摆位与补偿功能的装置来辅助。
目前已有相关技术可以定制化制作组织补偿物，其中，一种基于3D打印技术放射治疗组织等效补偿物（申请号201610506056.3）解决了皮肤贴合的问题，但厚度均匀，无法满足人体重要器官需要厚度更大的特殊保护的需求；用于调节放疗靶区剂量的个性化硅胶补偿物及其制备方法（申请号201711480439.9）提出了一种非均匀厚度的定制化组织补偿物的制作方法，将重要器官的外表面外扩，使硅胶表面各处到达正常器官的距离相同，保护正常器官，其制作过程中需提取不同器官的三维信息,制作过程复杂且需要具备一定的医疗知识。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种3D打印定制化制作硅胶组织补偿物的方法，该方法完全根据医生制定的放疗计划确定放疗组织补偿物的厚度，制作过程中不要求具备基本医疗知识，获得的组织补偿物与医生制定的放疗计划要求的厚度、形状、大小一致，不仅可更好的贴合病人皮肤，满足放疗计划要求，也可以保证放疗剂量的准确性、稳定性等要求，达到精准治疗的目的。
本发明的目的是这样实现的：一种3D打印定制化制作硅胶组织补偿物的方法，包括以下步骤：
（1）对患者进行模拟定位，患者躺在专用的姿势固定床中，CT扫描确定病变位置获取CT数据；
（2）将CT数据导入放疗治疗计划系统，医生根据病情需要在计划系统中制定放疗计划，确定治疗所需的照射剂量、深度等参数，并规定所需的组织补偿物的位置、大小以及厚度；
（3）将CT数据及放疗计划生成的数据导入专用3D设计软件中，获取放疗计划中定制的组织补偿物的三维数据；
（4）根据放疗计划系统中导出的组织补偿物的形貌数据，利用三维图像处理技术生成包裹组织补偿物的浇筑模型；
（5）使用3D打印机打印浇筑模型；
（6）将打印成型的浇筑模型倒入硅胶固化，然后去除打印物，得到与计划系统设计一致的硅胶组织补偿物。
所述的步骤（5）中，使用熔融沉积式或光固化式3D打印机打印浇筑模型。
所述的步骤（6）中，硅胶组织补偿物包括与体表形貌一致的内表面。
本发明产生的有益效果：本发明公开了一种3D打印定制化制作硅胶组织补偿物的方法，医生根据患者病情首先制定放疗计划，放疗计划中规定了所需组织补偿物的范围、厚度等参数，根据放疗计划规定的参数，运用三维数据处理算法获得计划中组织补偿物的三维数据，根据放疗计划系统中导出的组织补偿物的形貌数据，利用三维图像处理技术生成包裹组织补偿物的浇筑模型；并使用3D打印机进行打印，最终使用硅胶浇筑，脱模，获得与计划中组织补偿物一致的实体补偿物；使用熔融沉积式或光固化式3D打印机打印浇筑模型，而没有采用薄壁方式空心打印，因为组织补偿物形状各异，厚度也不均匀，当厚度变化剧烈时，薄壁方式会在模型表面产生漏洞，导致无法浇筑，而采用本申请的技术产生的浇筑模型为一定厚度和硬度的模型，可以保证浇筑时形状不变形，也避免了模型表面漏洞的产生；硅胶组织补偿物的厚度可以为均匀的，也可以为非均匀的，依照治疗需求，根据放疗计划中的数据生成相应的组织补偿物；患者在放疗时以相同的姿势躺在固定床中，并按照标记定位线进行位置微调，将上述组织补偿物按照身体形貌特征进行放置，并与皮肤紧密贴合，最终根据事先定制的放疗计划进行放疗，满足放疗计划中所需的各种条件。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行进一步阐述，但并不限制本发明。
实施例1
一种3D打印定制化制作硅胶组织补偿物的方法，包括以下步骤：
（1）对患者进行模拟定位，患者躺在专用的姿势固定床中，CT扫描确定病变位置获取CT数据；
（2）将CT数据导入放疗治疗计划系统，医生根据病情需要在计划系统中制定放疗计划，确定治疗所需的照射剂量、深度等参数，并规定所需的组织补偿物的位置、大小以及厚度；
（3）将CT数据及放疗计划生成的数据导入专用3D设计软件中，获取放疗计划中定制的组织补偿物的三维数据；
（4）根据放疗计划系统中导出的组织补偿物的形貌数据，利用三维图像处理技术生成包裹组织补偿物的浇筑模型；
（5）使用3D打印机打印浇筑模型；
（6）将打印成型的浇筑模型倒入硅胶固化，然后去除打印物，得到与计划系统设计一致的硅胶组织补偿物。
本发明公开了一种3D打印定制化制作硅胶组织补偿物的方法，医生根据患者病情首先制定放疗计划，放疗计划中规定了所需组织补偿物的范围、厚度等参数，根据放疗计划规定的参数，运用三维数据处理算法获得计划中组织补偿物的三维数据，根据放疗计划系统中导出的组织补偿物的形貌数据，利用三维图像处理技术生成包裹组织补偿物的浇筑模型；并使用3D打印机进行打印，最终使用硅胶浇筑，脱模，获得与计划中组织补偿物一致的实体补偿物；硅胶组织补偿物的厚度可以为均匀的，也可以为非均匀的，依照治疗需求，根据放疗计划中的数据生成相应的组织补偿物；患者在放疗时以相同的姿势躺在固定床中，并按照标记定位线进行位置微调，将上述组织补偿物按照身体形貌特征进行放置，并与皮肤紧密贴合，最终根据事先定制的放疗计划进行放疗，满足放疗计划中所需的各种条件。
实施例2
一种3D打印定制化制作硅胶组织补偿物的方法，包括以下步骤：
（1）对患者进行模拟定位，患者躺在专用的姿势固定床中，CT扫描确定病变位置获取CT数据；
（2）将CT数据导入放疗治疗计划系统，医生根据病情需要在计划系统中制定放疗计划，确定治疗所需的照射剂量、深度等参数，并规定所需的组织补偿物的位置、大小以及厚度；
（3）将CT数据及放疗计划生成的数据导入专用3D设计软件中，获取放疗计划中定制的组织补偿物的三维数据；
（4）根据放疗计划系统中导出的组织补偿物的形貌数据，利用三维图像处理技术生成包裹组织补偿物的浇筑模型；
（5）使用3D打印机打印浇筑模型；
（6）将打印成型的浇筑模型倒入硅胶固化，然后去除打印物，得到与计划系统设计一致的硅胶组织补偿物。
所述的步骤（5）中，使用熔融沉积式或光固化式3D打印机打印浇筑模型。
所述的步骤（6）中，硅胶组织补偿物包括与体表形貌一致的内表面。
本发明公开了一种3D打印定制化制作硅胶组织补偿物的方法，医生根据患者病情首先制定放疗计划，放疗计划中规定了所需组织补偿物的范围、厚度等参数，根据放疗计划规定的参数，运用三维数据处理算法获得计划中组织补偿物的三维数据，根据放疗计划系统中导出的组织补偿物的形貌数据，利用三维图像处理技术生成包裹组织补偿物的浇筑模型；并使用3D打印机进行打印，最终使用硅胶浇筑，脱模，获得与计划中组织补偿物一致的实体补偿物；使用熔融沉积式或光固化式3D打印机打印浇筑模型，而没有采用薄壁方式空心打印，因为组织补偿物形状各异，厚度也不均匀，当厚度变化剧烈时，薄壁方式会在模型表面产生漏洞，导致无法浇筑，而采用本申请的技术产生的浇筑模型为一定厚度和硬度的模型，可以保证浇筑时形状不变形，也避免了模型表面漏洞的产生；硅胶组织补偿物的厚度可以为均匀的，也可以为非均匀的，依照治疗需求，根据放疗计划中的数据生成相应的组织补偿物；患者在放疗时以相同的姿势躺在固定床中，并按照标记定位线进行位置微调，将上述组织补偿物按照身体形貌特征进行放置，并与皮肤紧密贴合，最终根据事先定制的放疗计划进行放疗，满足放疗计划中所需的各种条件。

Claims (3)

1.一种3D打印定制化制作硅胶组织补偿物的方法，其特征在于：包括以下步骤：
对患者进行模拟定位，患者躺在专用的姿势固定床中，CT扫描确定病变位置获取CT数据；
将CT数据导入放疗治疗计划系统，医生根据病情需要在计划系统中制定放疗计划，确定治疗所需的照射剂量、深度等参数，并规定所需的组织补偿物的位置、大小以及厚度；
将CT数据及放疗计划生成的数据导入专用3D设计软件中，获取放疗计划中定制的组织补偿物的三维数据；
根据放疗计划系统中导出的组织补偿物的形貌数据，利用三维图像处理技术生成包裹组织补偿物的浇筑模型；
使用3D打印机打印浇筑模型；
将打印成型的浇筑模型倒入硅胶固化，然后去除打印物，得到与计划系统设计一致的硅胶组织补偿物。
2.如权利要求1所述的一种3D打印定制化制作硅胶组织补偿物的方法，其特征在于：所述的步骤（5）中，使用熔融沉积式或光固化式3D打印机打印浇筑模型。
3.如权利要求1所述的一种3D打印定制化制作硅胶组织补偿物的方法，其特征在于：所述的步骤（6）中，硅胶组织补偿物包括与体表形貌一致的内表面。
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