CN110354403B - 放射性剂量探测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗技术领域，公开了一种放射性剂量探测装置。放射性剂量探测装置，其特征在于：包括充填物，充填物用于充填于患者的待照射部位，充填物内预设有容置空间；放射性剂量探测装置还包括N个剂量探测器，剂量探测器设置于容置空间内，N为大于或等于2的自然数；容置空间包括贯穿充填物的两条通道，剂量探测器间隔设置于通道内；两条通道相互交错。该探测装置可以在人体准确检测患者射线照射部位的放射性剂量。

Description

放射性剂量探测装置

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种放射性剂量探测装置。

背景技术

放射治疗，或者以放射治疗为主的综合治疗是当今医学领域中针对肿瘤治疗中最为普遍优选的治疗方案。其中，70％以上的头颈部肿瘤都需要放射治疗的介入。

放射治疗过程中，准确检测患者病患部位的放射性剂量，可以有效提高治疗的精准性。传统的放射性剂量探测方法通常是将放射性剂量探测器放置于病患体表，通过检测吸收到的射线剂量来判断照射人体的射线剂量。

但是，本发明的发明人发现，现有技术存在以下几个问题，一是将放射性剂量探测器固定于病患体表，只能反映射线在病患体表的放射性剂量，而对于患病部位位于子宫、肝脏等身体内部的情况来说，放射性剂量探测器无法真实反映出射线在患者的具体患病部位的剂量分布；另外，将放射性剂量探测器固定于病患体表，实施起来并不方便，探测器容易因为患者身体的移动而发生晃动，直接影响检测结果的精准性；第三，如果将放射性剂量探测器置于身体内部，很容易受到体内酸碱度的影响或者发生排斥现象，直接影响放射性剂量探测器的检测结果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种放射性剂量探测装置，该探测装置可以准确检测患者射线照射部位的放射性剂量。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种放射性剂量探测方法，包括如下步骤：

获取患者待照射部位的充填物的三维模型；在所获取的三维模型中设置容置空间；利用3D打印机打印并得到所述充填物的实体；在所述实体的容置空间内放置剂量探测器；将所述实体置入患者的待照射部位，对所述待照射部位进行放射；取出所述剂量探测器，检测所述剂量探测器所吸收的放射性剂量。

本发明的实施方式还提供了一种放射性剂量探测装置，运用上述方法进行放射性剂量探测。包括充填物，用于充填于患者的待照射部位，充填物内预设有容置空间；放射性剂量探测装置还包括N个剂量探测器，剂量探测器设置于容置空间内，N为自然数。

相对于现有技术而言，本实施方式通过将剂量探测器置于充填物的实体内部，以此能够将剂量探测器置于患者待照射部位(可以是宫颈、口腔、鼻腔、食道等位于体内的腔体)，相比于现有技术中剂量探测器只能置于患者体表的方式来说，可探测放射性剂量的部位得到了大幅度的扩展，对放射性剂量探测也更加准确。此外，由于将剂量探测器置于患者体内，因此探测结果能够反应患者具体患病部位的放射性剂量的分布，而获得的放射性剂量分布结果有助于医生进行个体分析，为医生制定后续的放射性治疗提供了量化依据。

作为优选，剂量探测器有N个，N为大于或等于2的自然数，且在实体的容置空间内放置剂量探测器的步骤中，还包括如下子步骤：将所述剂量探测器沿所述射线的照射方向均匀分布于所述容置空间内。在射线的照射方向设置多个剂量探测器可以确保剂量探测器在射线的照射方向吸收射线，使得剂量探测器检测的放射性剂量也更加真实反应射线照射部位的射线剂量。

作为优选，剂量探测器有N个，N为大于或等于4的自然数，且在所述实体的容置空间内放置剂量探测器的步骤中，还包括如下子步骤：

将剂量探测器分为两组，其中，有一组沿所述射线的照射方向均匀分布于所述容置空间内，另一组与所述射线的照射方向相交错并均匀分布于所述容置空间内。本发明实施方式在两个方向均匀排布剂量探测器，可以分析出一次射线照射在这两组探测器所构成的平面上的剂量分部，进一步提高剂量探测器探测结果的可靠性。

作为优选，剂量探测器为热释光或光释光探测器。该类探测器具有体积小能量响应好，灵敏度高，使用方便，可测α、β、γ、X、n等多种射线的优点。与通常采用的电离室或胶片等方法比较还具有组织等效性好，可测较长时间内积累的剂量，性能稳定等优点。

作为优选，容置空间包括贯穿所述充填物的至少一条通道，所述剂量探测器间隔设置于所述通道内。本发明实施方式通过将剂量探测器放入容置空间的通道内，可以检测一个方向上的射线剂量分布。

作为优选，通道为两条且这两条通道相互交错。设置两条通道且两条通道相互交错，通过不同的通道可以将剂量探测器放于不同位置，以进一步检测两个方向的放射性剂量。

作为优选，放射性剂量探测装置还包括引导管，各剂量探测器间隔设置于所述引导管内，引导管穿入通道内。设置引导管便于引导剂量探测器通过通道到达容置空间内不同位置，更加快速方便。

作为优选，放射性剂量探测装置还包括至少H个阻隔件，所述H大于或等于N-1且小于或等于N+1；其中，各剂量探测器和各阻隔件依次交替地设置于所述引导管内。设置阻隔件一方面对引导管起到支撑的作用，另一方面可以保证剂量探测器均匀分布于容置腔内部，以检测各不同部位的射线剂量。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式中的放射性剂量探测方法的流程图；

图2是根据本发明第二实施方式中的放射性剂量探测装置中充填物的模型示意图；

图3是根据本发明第二实施方式中的放射性剂量探测装置中引导管的管内示意图；

图4是将引导管放置于充填物的容置空间内的示意图；

图5是根据本发明第二实施方式中容置空间为两条通道的示意图；

图6是根据本发明第三实施方式中的引导管的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种放射性剂量探测方法，利用该方法可以准确反应患者射线照射部位的放射性剂量。结合流程图1所示，具体介绍如下：

步骤101：获取患者待照射部位的充填物的三维模型。

为了更清楚的说明本步骤的具体实施方式，在此以病患部位为口腔为例进行详细说明，充填物为口模。

本领域技术人员了解，获取患者口腔部位充填物的三维模型的方式有多种，本实施方式采用如下方式获取患者的口腔模型：

首先，根据患者张口程度取适量印模膏，放置于70摄氏度热水中浸泡2-3分钟，待印模膏热融后，在水中搅拌材料使其初步混合，戴橡胶手套从水中捞出融化后的软质印模膏团块，将其置于手心揉搓挤出膏体内大一些气泡，同时让其表面更加光滑，以操作者单手虎口处给印模膏前端塑形，使模体前端适合患者咬合面前端弧度；然后，嘱患者张口，持印模膏模体从前向后方向，在患者咬合平面目测上下开口程度，将模体上下挤压使其上下高度尽可能小于且接近患者开口程度；

紧接着，将印模膏模体竖放于患者下唇下部，使其中线与患者冠状面人体中线尽可能重合，嘱患者张口，直视患者左右下磨牙间的宽度，对模体后部左右宽度进行修正，使得其宽度略大于患者左右磨牙之间的宽度；

随后，待模体塑形完成后，嘱患者尽可能张口、舌头置于模体下方，于患者咬合平面，从前往后方向，慢慢放置于患者口中，避免牙齿在张口时碰到模体出现模体预期之外的形变，注意患者有无恶心等意外情况出现，可能需要中止的情况发生；

将模体位置放置妥当，模体后部最少放置于第一磨牙处，当然可以将模体的后界放置于横断面第二、第三磨牙水平，但是可能因为过分的深入口腔，触压到舌等感受器引发恶心症状，不同患者的耐受水平不同，就目前实践来看模体的后界放置于第一磨牙处属于较少发生恶心症状的水平；

待模体位置放置妥当后，指导患者做咬合动作、但是不宜太过用力以免咬穿模体，保持10到20秒嘱患者张口，慢慢取出带有牙齿印记的模体；将模体用冷水冲洗冷却约1分钟，模体表面触感较硬，形状固定后取出；检查模体表面和提取的牙齿印记，确定无误后，将模体再次放置于患者口中，确定上下颌固定确切后取出模体、洗净、晾干备用。

值得说明的是，本领域的技术人员应当知悉，本步骤再具体实现时可以通过其他方式获取待照射部位的充填物的三维模型，本实施方式对此不做特殊限定。

步骤102：在所获取的三维模型中设置容置空间。

具体介绍来说，在通过以上得到的三维模型中，设置容置空间，用于后续放置剂量探测器。结合口腔为例来说，可以通过以下方式在所获取的口腔模体中设置容置空间。

首先，将带有患者上下颌牙齿印记的模体放置于CT床上，予以长方体塑料泡沫作为搁置平台，以模体长轴放置于CT扫描床进床方向轴上，打开CT激光等，调整床板高低、进出，将激光线中心焦点大概放置于模体中心处；

扫描结束后将生成的DICOM图像文件由GE图像工作站AW4.2传输至MIM计划系统；由MIM软件文件接收和存储集中找出具体的DICOM文件夹，复制到移动存储；

将移动存储中的模体影像文件用mimics软件打开，取模体口内部分体积的大概中心，在矢状面做一条直线，以这条直线为中心轴做一个直径为6mm(也可以根据需要设定具体大小)的圆柱体；用画图软件的模块功能减去圆柱，得到有着一个空心圆柱形容置空间的模型。

步骤103：利用3D打印机打印并得到充填物的实体。

通常，计算机建模之后3D打印出实体这一过程只需1至2小时，并且打印设备占用空间小，可以直接在医院中实现打印，进一步还减少了因流转花费的时间，提高了医生的工作效率。另外，打印后的模体需要对容置空间进行清理，除去内部多余的打印材料。

本领域的技术人员应当知悉，本发明实施方式中可以选用的3D打印的材料包含多种材料。由于高分子材料在成本、可塑性、生物相容性等方面的突出优势，而且打印出的成品密度均匀、可降解，有利于环保因此成为了口腔模型的首选材料。

步骤104：在实体的容置空间内放置剂量探测器。

其中，剂量探测器可以有N个，N为大于或等于2的自然数，且在实体的容置空间内放置剂量探测器的步骤中，还可以包括如下子步骤：将剂量探测器沿射线的照射方向均匀分布于容置空间内。在射线的照射方向设置多个剂量探测器可以确保剂量探测器在射线的照射方向吸收射线，使得剂量探测器检测的放射性剂量也更加真实反应射线照射部位的射线剂量。

作为进一步改进，剂量探测器有N个，N为大于或等于4的自然数，且在实体的容置空间内放置剂量探测器的步骤中，还包括如下子步骤：将剂量探测器分为两组，其中，有一组沿射线的照射方向均匀分布于容置空间内，另一组与射线的照射方向相交错并均匀分布于容置空间内。

值得说明的是，两组剂量探测器可以设置成相互垂直的情况，即有一组沿射线的照射方向均匀分布于容置空间内，另一组与射线的照射方向相互垂直并均匀分布于容置空间内，以此方式在两个方向均匀排布剂量探测器，可以分析出一次射线照射在这两组探测器所构成的平面上的剂量分部，进一步提高剂量探测器探测结果的可靠性。

步骤105：将实体置入患者的待照射部位，对待照射部位进行放射。

将剂量探测器置于口模的容置空间之后，将口模的实体置入患者的待照射部位，对待照射部位进行放射。

步骤106：取出剂量探测器，检测剂量探测器所吸收的放射性剂量。

放射完成后，从患者的病患部位取出充填物，并取出剂量探测器，检测剂量探测器所吸收的放射性剂量即可反应患者病患部位的射线的放射性剂量。

本领域的技术人员应当了解，可以通过CMS或者pinnacle放疗计划系统模拟计算，得到剂量线范围，实验设计根据容置空间内设置的TLD与剂量线范围来进行比较，可能的比较情形有1、有剂量和无剂量；2、高剂量和低剂量；3、同等剂量范围内的比较。

相对于现有技术而言，本实施方式首先获取患者待照射部位的充填物的三维模型，并且在此三维模型中设置容置空间，利用3D打印技术将此三维模型打印出实体，并将剂量探测器置于充填物的实体内部，以此能够将剂量探测器置于患者待照射部位(本实施方式中为口腔，实际还可以是宫颈、鼻腔、食道等位于体内的其他腔体)，相比于现有技术中剂量探测器只能置于患者体表的方式来说，可探测放射性剂量的部位得到了大幅度的扩展，对放射性剂量探测也更加准确。此外，由于将剂量探测器置于患者体内，因此探测结果能够反应患者具体患病部位的放射性剂量的分布，而获得的放射性剂量分布结果有助于医生进行个体分析，为医生制定后续的放射性治疗提供了量化依据。

本发明的第二实施方式涉及一种放射性剂量探测装置，该放射性剂量探测装置利用第一实施方式中的方法对患者的具体射线照射部位进行放射性剂量探测。结合图2所示，在本实施方式中，包括充填物200，用于充填于患者的待照射部位，充填物内预设有容置空间201；放射性剂量探测装置还包括N个剂量探测器，剂量探测器设置于容置空间内，N为自然数。

其中，容置空间可以设置在充填物200内的中心位置，也可以根据需要设置于其他位置，本实施方式对此不做具体限定。另外，设置的容置空间201的大小可以根据需要放置的剂量探测器的数目来确定，容置空间的形状可以是圆柱形、椭圆形或者其他形状等，本实施方式中的容置空间可以设置为贯穿充填物的一条通道，通道201可以是圆柱形通道也可以是其他形状的通道，并且通道优选为直通道。容置空间的通道沿射线照射方向205设置，将剂量探测器放入容置空间的通道内，可以检测一个方向上的射线剂量分布。

需要指出的是，为了更加快速方便引导剂量探测器通过通道到达容置空间内不同位置，本实施方式的放射性剂量探测装置还可以设置引导管204，引导管穿入通道201内部。另外，作为进一步改进，可以在引导管204内设置至少H个阻隔件203，H大于或等于N-1且小于或等于N+1；其中，各剂量探测器202和各阻隔件203依次交替地设置于引导管204内。设置阻隔件203一方面对引导管204起到支撑的作用，另一方面可以保证剂量探测器202均匀分布于容置腔内部，以检测各不同部位的射线剂量。图4为引导管204放置于容置空间通道内的示意图。

本发明实施方式中剂量探测器为热释光探测器。因为热释光探测器具有体积小能量响应好，灵敏度高，使用方便，可测α、β、γ、X、n等多种射线的优点。与通常采用的电离室或胶片等方法比较还具有组织等效性好，可测较长时间内积累的剂量，性能稳定等优点。

作为进一步改进，结合图5所示，容置空间内的通道可以设为两条且这两条通道相互交错，即图示201和206。设置两条通道且两条通道相互交错，通过不同的通道可以将剂量探测器放于不同位置，以进一步检测两个方向的放射性剂量。通过检测两个方向的放射性剂量，可以更加真实反应射线照射部位的放射性剂量。

值得说明的是，为了达到更好的检测效果，两条通道201和206可以设置为相互垂直的方式，即通道201沿射线照射方向设置，通道206设置在与射线照射方向相互垂直的方向上，剂量探测器设置于两条通道内，可以分析出一次射线照射在这两组探测器所构成的平面上的剂量分部，进一步提高剂量探测器探测结果的可靠性。

由于本实施方式是与第一实施方式相对应的系统实施例，因此本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第一实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本发明第三实施方式涉及一种放射性剂量探测装置，本实施方式与第二实施方式有所不同，主要不同之处在于：引导管204的结构不同。在第二实施方式中引导管204呈空心体结构，内部设置有阻隔件、剂量探测器；在本发明实施方式中，引导管204呈实心体结构，且在实心体的外表面处设置有槽孔。

结合图6所示，本实施方式中的引导管204为实心体结构，在圆柱形实心体结构的表面嵌有N个槽孔，剂量探测器202设置于槽孔内。将引导管204设置于容置空间内，可以检测射线照射部位的放射性剂量分布。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (5)

1.一种放射性剂量探测装置，其特征在于：包括充填物，所述充填物用于充填于患者的待照射部位，所述充填物内预设有容置空间；

所述放射性剂量探测装置还包括N个剂量探测器，所述剂量探测器设置于所述容置空间内，所述N为大于或等于2的自然数；

所述容置空间包括贯穿所述充填物的两条通道，所述剂量探测器间隔设置于所述通道内；两条通道相互交错；所述剂量探测器分为两组，一组沿射线的照射方向均匀分布于所述容置空间内，另一组与所述射线的照射方向相交错并均匀分布于所述容置空间内；

其中，所述充填物为根据患者的待照射部位用3D打印得到的模体。

2.根据权利要求1所述的放射性剂量探测装置，其特征在于：所述剂量探测器为热释光、光释光探测器。

3.根据权利要求1所述的放射性剂量探测装置，其特征在于：所述放射性剂量探测装置还包括引导管，各剂量探测器间隔设置于所述引导管内，所述引导管穿入所述通道内。

4.根据权利要求3所述的放射性剂量探测装置，其特征在于：所述放射性剂量探测装置还包括至少H个阻隔件，所述H大于或等于N-1且小于或等于N+1；其中，各剂量探测器和各阻隔件依次交替地设置于所述引导管内。

5.根据权利要求1所述的放射性剂量探测装置，其特征在于：所述充填物为口模。

Images