CN110237442A - 一种影像引导后装插植治疗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种影像引导后装插植治疗系统，包括插植针本体，所述插植针本体包括用以插入靶区组织的针壁；还包括用以引导所述插植针本体插入、且能够锁紧所述插植针本体位置的调节锁紧件。通过调节锁紧件预先调节及选定插植针本体的插植位置及插植角度，在插植过程中，引导插植针本体沿着调节锁紧件所限定的方向插入至靶向组织中，简化了操作步骤、节约了针壁的植入时间、提高了靶向治疗的精准性。此外，上述影像引导后装插植治疗系统，结构简单、操作方便，使用成本低，适于临床大范围推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及医用设备技术领域，更具体地说，涉及一种影像引导后装插植治疗系统。
背景技术
插植针是一种在放射治疗期间较为常见的装置，在进行放射治疗时，通常将插植针插入患者的患病组织中，再由后装治疗机通过施源管和插植针将放射源输送至患病组织内，对患病组织进行放射治疗。
然而，现有技术中的插植针，针对插植深度和插植角度缺少有效的定位及锁紧装置，这样一来，则无法保证插植针按照预定的插入角度及深度准确地插入至患病组织中，插植效率低和精度差。
发明内容
本发明的目的是提供一种影像引导后装插植治疗系统，可以灵活地调节插植针本体的插入角度及插入位置，提高了插植效率和插植精度，且结构简单、操作便捷、成本低，易于实现大范围的临床应用。
本发明提供一种影像引导后装插植治疗系统，包括插植针本体，所述插植针本体包括用以插入靶区组织的针壁，以及内嵌于所述针壁、用以增加所述针壁厚度的针芯；还包括用以引导所述插植针本体插入、且能够锁紧所述插植针本体位置的调节锁紧件。
优选的，所述调节锁紧件包括导向柱、用以套设所述针壁的膨大件和用以锁紧所述针壁插入位置的锁件；
所述导向柱设有沿长度方向贯通的第一导向孔；
所述膨大件设有贯通开设的第二导向孔；
所述第一导向孔和所述第二导向孔的内径均大于所述针壁的外径。
优选的，所述膨大件为环状结构，所述膨大件的中心处设有所述第二导向孔，所述锁件垂直分布于所述第二导向孔的周向，所述针壁的插入位置通过旋拧所述锁件锁紧于所述针壁的外周面。
优选的，所述膨大件为方形块状结构，所述膨大件的一侧设有第一开口，所述第一开口与所述第二导向孔相通，所述锁件用以调节所述第一开口及所述第二导向孔的大小，以使所述第二导向孔抱紧于所述针壁。
优选的，所述膨大件为分体式结构，包括两个条状块，各所述条状块的中心处设有弧状孔，两个所述弧状孔构成所述第二导向孔，所述弧状孔的两侧配合形成第二开口，所述锁件为两个，用以分别调节所述第二开口及所述第二导向孔的大小，以使所述第二导向孔抱紧于所述针壁。
优选的，所述导向柱的外壁设有标识数字。
优选的，还包括用以采集患者影像片、并对影像片进行分析、处理及输出的影像处理设备。
优选的，所述影像处理设备包括：
影像采集模块，所述影像采集模块用以采集患者的三维影像；
图像处理模块，所述图像处理模块用以根据三维影像查找影像定位点，并将三维影像进行排序归一、勾画病灶轮廓线以建立患者解剖模型；
信息输出模块，所述信息输出模块用以汇总数据信息并传输至硬盘或者后装治疗控制计算机。
优选的，所述数据信息具体为插植模板参数、插植针参数和放射源施源参数；
所述插植模板参数具体为图像格式文件；
所述插植针参数包括布针数量、插植角度及深度；
所述放射源施源参数包括各所述针壁内驻留点数量及驻留时间。
优选的，所述影像采集模块具体为CT或者MRI设备。
与上述背景技术相比，本发明所提供的影像引导后装插植治疗系统，通过调节锁紧件来预先调节及选定插植针本体的插植位置及插植角度，在插植过程中，调节锁紧件起到导向作用，可以引导插植针本体沿着调节锁紧件所限定的路径插入至靶向组织中，至目标深度处，通过调节锁紧件对针壁的插入位置进行锁固。采用本发明所提供的影像引导后装插植治疗系统，显著地提高了插植效率和插植精度，简化了操作步骤、节约了针壁的植入时间、提高了靶向治疗的精准性。此外，该影像引导后装插植治疗系统，其结构简单、操作方便，使用成本低，且适于临床大范围推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的影像引导后装插植治疗系统中插植针本体处于工作状态时的结构示意图；
图2为图1中导向柱处于安装状态时的结构示意图；
图3为图1中插植针本体的结构示意图；
图4为图1中锁件的第一种具体实施例的结构示意图；
图5为图1中锁件的第二种具体实施例的结构示意图；
图6为图1中锁件的第三种具体实施例的结构示意图。
其中，1-插植针本体、2-导向柱、3-膨大件、4-锁件；
11-针芯、12-针壁、21-第一导向孔、31-第二导向孔、32-第一开口、33-第二开口。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1、图2和图3，图1为本发明所提供的影像引导后装插植治疗系统中插植针本体处于工作状态时的结构示意图；图2为图1中导向柱处于安装状态时的结构示意图；图3为图1中插植针本体的结构示意图。
本发明提供一种影像引导后装插植治疗系统，包括插植针本体1和调节锁紧件，插植针本体1用以插入靶向组织中，调节锁紧件用以在插植针本体1插入之前，找正及调节其安装位置和安装角度，以使插植针本体1沿插植针本体1的导入路径准确地插入至靶向组织内部。
具体来说，插植针本体1包括针芯11和针壁12，针芯11和针壁12采用嵌套结构，其中，针壁12的内部为中空，针壁12的插植端密封设置且为针尖状，如图3所示，以便穿刺患者的皮肤及组织，针壁12的材质可以为非金属，也可以为金属，例如304不锈钢、钛合金、医用PP、尼龙等；针芯11置于针壁12的空腔中，起增加针壁12强度的作用，针芯11的材质优选为金属，例如304不锈钢、钛合金等。
调节锁紧件还具有锁紧插植针本体1以便控制插植针本体1的插植深度的功能，待针壁12插入预设深度后，利用调节锁紧件锁紧针壁12的位置，避免针壁12受外力移动。
由上述可知，本发明所提供的影像引导后装插植治疗系统，根据植入的位置和角度预先设置调节锁紧件，也即预先将调节锁紧件设置于待插入位置，并灵活调节调节锁紧件的角度，此外，调节锁紧件还具有导向作用，能够引导调节锁紧件按照预设位置和角度植入，以提高插植效率和插植精度。
上述调节锁紧件包括导向柱2、膨大件3和锁件4，导向柱2用以引导植针本体插入，膨大件3设于导向柱2的上方，膨大件3的下端面靠紧于导向柱2的上端面，针壁12贯穿于膨大件3，锁件4用以对插植针本体1的位置进行锁固。
导向柱2和膨大件3各设有第一导向孔21和第二导向孔31，由于导向柱2为长柱形结构，膨大件3为块状结构，因此，第一导向孔21沿导向柱2的长度方向贯通，第二导向孔31贯穿于膨大件3的厚度方向，这样一来，插植针本体1依次沿着第二导向孔31和第一导向孔21植入于靶向组织内，由此可见，第一导向孔21和第二导向孔31起到导向作用，第一导向孔21和第二导向孔31的孔径应略大于针壁12外径，以避免阻碍针壁12运动。当针壁12插入至目标深度处，利用该锁件4对针壁12进行卡紧，从而避免针壁12移动。
请参考图4，图4为图1中锁件的第一种具体实施例的结构示意图。
在第一种具体实施例中，膨大件3为环状结构，优选为图4所示的圆环形结构，上述第二导向孔31设于膨大件3的中心处且自上至下贯通，锁件4垂直分布于第二导向孔31的周向，这样一来，通过旋拧锁件4以使锁件4锁紧于针壁12的外周面来实现针壁12插入位置及插入深度的固定，也就是说，利用锁件4的端部与针壁12的侧周顶紧固定，可以根据实际需要来调节锁件4的数量，锁件4的设置位置应采用沿第二导向孔31周向分布方式，其具有结构简单、限位牢固的优点。
在上述实施例中，锁件4具体为螺钉。工作时，利用锁件4的平端面与针壁12的外周面相抵，从而起到固定针壁12的效果；锁件4优选为内六角沉头螺钉、开槽沉头螺钉，或者十字槽沉头螺钉，通过与工具相配合来拧紧螺钉，由此提高作业效率，且更加省力。
请参考图5，图5为图1中锁件的第二种具体实施例的结构示意图。
在第二种具体实施例中，膨大件3为方形块状结构，膨大件3的一侧设有第一开口32，该第一开口32与第二导向孔31相通，锁件4用以锁紧第一开口32两侧的两个矩形块，以便调节第一开口32进而调节第二导向孔31的大小，直至第二导向孔31抱紧于针壁12的外周面，也就是说，在该实施例中，膨大件3采用抱紧方式，可以沿针壁12的周向对其进行锁紧，最终实现防止针壁12于周向及轴向运动的作用。
请参考图6，图6为图1中锁件的第三种具体实施例的结构示意图。
在第三种具体实施例中，膨大件3为分体式结构，包括两个条状块，各条状块的中心处均设有弧状孔，两个弧状孔配合构成第二导向孔31，锁件4为两个且分设于条状块的两侧，两个条状块的左右两侧配合形成第二开口33结构，两个第二开口33均与第二导向孔31相通，通过两个锁件4从左右两侧对两个条状块进行锁固，以便调节第二开口33和第二导向孔31的大小，直至第二导向孔31抱紧于针壁12的外周面，实现针壁12的位置固定。具有分体式结构的膨大件3，易于分离、可拆卸，避免了第二种具体实施例中一体式结构所导致的加工复杂、易变形。
在上述第二种具体实施例和第三种具体实施例中，锁件4具体为螺栓，工作时，通过螺栓和螺母的螺纹配合，以实现对针壁12的位置固定。优选的，该螺栓设有内六角或者一字型开槽或者十字型槽，以方便与工具配合。
出于提高膨大件3耐磨性能的考量，还可以在第二导向孔31以及弧状孔的内壁贴附耐磨圈，例如橡胶圈、胶皮圈等，以保护膨大件3，避免膨大件3磨损，延长膨大件3的使用寿命。
在上述各实施例的基础上，还可以在针壁12的外周面设置刻度线，用以标定针壁12的插植深度和锁件4的固定位置，如此设置，工作人员通过刻度线即可清晰地掌握针壁12的插入距离，固定锁件4时，同样依照刻度件来卡设锁件4，以提高插植精确度。
此外，为了清楚地区分各导向柱2，还可以在导向柱2的外壁设置标识数字，例如阿拉伯数字1、2、3……，该标识也可以为大写字母A、B、C……、小写字母a、b、c……、I/II/III……，或者汉字等，标识的设置，可以避免插植过程中各导向柱2发生混淆。
为了确保插植针本体1精准地植入靶区组织，还可以根据患者影像片有针对性地制定包括布针位置、数量、角度和插针深度等参数的植入方案，以便针对不同患者的影像片进行自动分析、处理和数据输出，从而实现精准放疗的目的。
因此，除了上述插植针本体1，本发明所提供的影像引导后装插植治疗系统还包括影像处理设备，该影像处理设备能够采集患者影像片、并对影像片进行分析、处理及输出，具体执行如下步骤：
步骤一：医生结合诊断片判断出患者体内肿瘤的大致位置；
步骤二：在对应于肿瘤位置的患者皮肤表面粘贴3个能够在CT设备或者MRI设备下显影的标记物，并做好标记；
步骤三：采集患者的三维影像，并将三维影像上传至图像处理设备，通过图像处理设备对三维影像进行分析、处理并输出3D打印模板文件或者数控中心加工文件、治疗计划单、插植针本体1的植入数据信息；
步骤四：利用3D打印技术或者数控加工技术制作出插植模板，将插植模板放置于患者的身体表面，使模板上的各标记与采集影像时患者身上所作各标记相重合，以便对应插植针本体1植入数据，膨大件3调整距针尖的位置后固定在针壁12上，插植针本体对应模板上导向柱2的编号通过导向孔实施植入，到达预定深度后膨大件3卡紧，完成插植针本体1植入；
步骤五：逐一完成预定所有插植针本体1的植入，若有必要，可进行插植针本体1的影像位置进行验证；
步骤六：将针芯11从针壁12中抽出，然后将后装机施源管与针壁12连接，后装治疗机送入放射源实施治疗。
具体来说，影像处理设备包括影像采集模块、图像处理模块和信息输出模块，其中，影像采集模块用以采集患者的三维影像，图像处理模块用以根据影像采集模块所采集的三维影像来查找影像定位点，并将三维影像进行排序归一、勾画病灶轮廓线以及建立患者解剖模型，信息输出模块用以汇总数据信息并传输至硬盘或者后装治疗控制计算机。
上述影像采集模块具体为CT或者MRI设备，三维影像通过内部局域网络传输至图像处理模块，并利用层面图像处理功能根据三维影像查找影像定位点，将图像进行排序归一化，勾画病灶轮廓线，数据处理完毕后建立患者解剖模型。
建立解剖建模的目的，是为了获得有关体表、保护器官、病变位置的三维数据和定位信息，以便为医生制订合适的治疗计划提供依据，并且，解剖模型有多种方式显示病变和组织器官的三维图像，并可以通过电脑操作任意旋转显示角度，这样一来，医生可以于任意角度观察射线的分布情况，便于设置治疗计划。
在确定患者的解剖模型之后，医生根据解剖模型可以制订治疗计划。此外，在建立的三维模型中，医生可以在感兴趣的相应点上设置处方剂量、修改剂量权重分配，也可以标定其他剂量评估点进行剂量验证。在确定处方剂量以后，可进行剂量分布计算，获得患者解剖模型内剂量分布的相关数据信息。
上述数据信息主要包括三种：第一种为插植模板参数，该插植模板参数应为可供使用的图像格式文件，利用该图像格式文件可以进行插植模板3D打印或者数控加工，也即，该图像格式文件通过局域网或者可移动存储设备传输到3D打印机进行模板打印或者数控加工中心进行模板加工；第二种为插植针参数，包括布针数量、插植角度及插植深度；第三种为放射源施源参数，包括各针壁12内驻留点数量和驻留时间。
待医生评估通过后，信息输出模块将数据信息汇总形成文件，放射源施源参数文件存储在硬盘中，可以显示在计算机屏幕上，也可通过局域网或者可移动存储设备传送到后装治疗机控制计算机中。
需要说明的是，上述图像处理模块具体为现有技术中的图像处理设备，例如，图像处理计算机。关于CT、MRI、图像处理计算机、可移动存储设备、3D打印机、硬盘、数控加工中心、计算机屏幕，以及后装治疗机控制计算机的具体结构及工作原理，请参考现有技术，本文不再展开。信息输出模块具体为现有技术中的可外接可移动存储设备串口的计算机或者是可使用局域网服务的计算机。
以上对本发明所提供的影像引导后装插植治疗系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种影像引导后装插植治疗系统，其特征在于，包括插植针本体(1)，所述插植针本体(1)包括用以插入靶区组织的针壁(12)，以及内嵌于所述针壁(12)、用以增加所述针壁(12)厚度的针芯(11)；还包括用以引导所述插植针本体(1)插入、且能够锁紧所述插植针本体(1)位置的调节锁紧件。
2.根据权利要求1所述的影像引导后装插植治疗系统，其特征在于，所述调节锁紧件包括导向柱(2)、用以套设所述针壁(12)的膨大件(3)和用以锁紧所述针壁(12)插入位置的锁件(4)；
所述导向柱(2)设有沿长度方向贯通的第一导向孔(21)；
所述膨大件(3)设有贯通开设的第二导向孔(31)；
所述第一导向孔(21)和所述第二导向孔(31)的内径均大于所述针壁(12)的外径。
3.根据权利要求2所述的影像引导后装插植治疗系统，其特征在于，所述膨大件(3)为环状结构，所述膨大件(3)的中心处设有所述第二导向孔(31)，所述锁件(4)垂直分布于所述第二导向孔(31)的周向，所述针壁(12)的插入位置通过旋拧所述锁件(4)锁紧于所述针壁(12)的外周面。
4.根据权利要求2所述的影像引导后装插植治疗系统，其特征在于，所述膨大件(3)为方形块状结构，所述膨大件(3)的一侧设有第一开口(32)，所述第一开口(32)与所述第二导向孔(31)相通，所述锁件(4)用以调节所述第一开口(32)及所述第二导向孔(31)的大小，以使所述第二导向孔(31)抱紧于所述针壁(12)。
5.根据权利要求2所述的影像引导后装插植治疗系统，其特征在于，所述膨大件(3)为分体式结构，包括两个条状块，各所述条状块的中心处设有弧状孔，两个所述弧状孔构成所述第二导向孔(31)，所述弧状孔的两侧配合形成第二开口(33)，所述锁件(4)为两个，用以分别调节所述第二开口(33)及所述第二导向孔(31)的大小，以使所述第二导向孔(31)抱紧于所述针壁(12)。
6.根据权利要求1所述的影像引导后装插植治疗系统，其特征在于，所述导向柱(2)的外壁设有标识数字。
7.根据权利要求1～6任一项所述的影像引导后装插植治疗系统，其特征在于，还包括用以采集患者影像片、并对影像片进行分析、处理及输出的影像处理设备。
8.根据权利要求7所述的影像引导后装插植治疗系统，其特征在于，所述影像处理设备包括：
影像采集模块，所述影像采集模块用以采集患者的三维影像；
图像处理模块，所述图像处理模块用以根据三维影像查找影像定位点，并将三维影像进行排序归一、勾画病灶轮廓线以建立患者解剖模型；
信息输出模块，所述信息输出模块用以汇总数据信息并传输至硬盘或者后装治疗控制计算机。
9.根据权利要求8所述的影像引导后装插植治疗系统，其特征在于，所述数据信息具体为插植模板参数、插植针参数和放射源施源参数；
所述插植模板参数具体为图像格式文件；
所述插植针参数包括布针数量、插植角度及深度；
所述放射源施源参数包括各所述针壁(12)内驻留点数量及驻留时间。
10.根据权利要求7所述的影像引导后装插植治疗系统，其特征在于，所述影像采集模块具体为CT或者MRI设备。
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