CN111991708A - 一种人体外形采样装置、人体固定装置制作方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种人体外形采样装置、人体固定装置制作方法及装置，人体外形采样装置包括盒体，盒体底部设置有软体硅胶层。人体固定装置制作方法，包括以下步骤：患者躺入人体外形采样装置中，软体硅胶层受到压力作用按照人体轮廓形变，实现软体硅胶层与患者体表无缝衔接；对患者肿瘤部位进行CT扫描，得到患者肿瘤部位以及肿瘤体表的表面轮廓；根据CT图像获得软体硅胶层和患者接触的形状的DICOM三维图像数据；处理完成三维重建，输出用于3D打印的kstl文件；将kstl文件输出至3D打印终端，进行人体固定装置的打印。本发明的装置四周和底面是质地坚硬的实体打印材料，里面是按照患者体位打印的高分子纤维网状材料，不宜形变且和患者体表具有良好的契合度。

Description

一种人体外形采样装置、人体固定装置制作方法及装置
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种人体外形采样装置、人体固定装置制作方法及装置，具体涉及一种人体外形采样装置，及基于3D打印技术制作肿瘤患者放射治疗体部固定装置的方法及固定装置。
背景技术
放射治疗是治疗癌症的三大手段之一，随着放射治疗学的发展，放射治疗由过去的粗放式放疗发展到精确放疗，而精确放疗必须保证射线的照射位置范围偏差尽可能的小，因此对病人的体位固定精度也就要求越来越高。
体部肿瘤患者进行放射治疗时的体位固定解决方案为放疗定位膜和/或真空垫，辅以碳纤维固定托板、头枕。放疗定位膜/真空垫、头枕、碳纤维固定板等组成一套体位固定装置。患者确诊为肿瘤患者并决定拟行放疗后，到膜室进行制膜/制作真空垫，完成制膜/真空垫后，再到CT定位室，戴上体位固定装置(热塑膜/真空垫)进行肿瘤CT定位，获取患者肿瘤部位的CT图像，并传到TPS进行放射治疗计划的设计后。在确认放疗技术的可行性与计划验证后，患者再次戴上该体位固定装置到加速器机房进行分次治疗。
传统的医用加速器治疗床定位需要用放疗定位膜或者真空垫的配合，定位膜增加了体表厚度，会增加皮肤反应，也会产生一定的收缩，使患者感到不适；真空垫具有易破损，躺着不舒服，与患者贴合较差，同时也会在放疗中引入较大误差。
现有的技术存在以下缺陷:
(1)在分次治疗过程中，因放疗定位膜/真空垫/泡沫头枕等产品的材料都是非硬质材料，只要患者身体稍微移动或重力分布改变，体位固定装置就会产生形变，无法有效地限制患者的细微运动，更无法体现最适于进行放疗的患者体表轮廓，从而产生不可避免的误差。
(2)另外，热敷塑型的放疗定位膜与抽真空塑型的定位垫都是由比较粗糙的材料制造而成，无法很好地对患者身体进行塑形，无法体现出患者体表轮廓细节，所提供的定位精度完全达不到精准放疗的精度要求。
(3)放疗定位膜/真空垫与碳纤维固定底座之间的固定、整个体位固定装置与治疗设备床板之间的固定、技师的摆位指导及患者对指导的理解等因素，都会引入误差，导致肿瘤的治疗精度不高、肿瘤的局部控制率不高等问题。
发明内容
为了解决现有技术固定装置不能较好的贴合患者体位和难重复的问题，本发明提供了一种人体外形采样装置，及基于3D打印技术制作肿瘤患者放射治疗体部固定装置的方法及固定装置。
本发明提供的一种人体外形采集装置，包括盒体，所述盒体底部设置有软体硅胶层。
本发明提供的一种人体固定装置制作方法，包括以下步骤：
步骤1：患者躺入人体外形采样装置中，软体硅胶层受到压力作用按照人体轮廓形变，实现软体硅胶层与患者体表无缝衔接；
步骤2：对患者肿瘤部位进行CT扫描，得到患者肿瘤部位以及肿瘤体表的表面轮廓；
步骤3：根据CT图像获得软体硅胶层和患者接触的形状的DICOM三维图像数据；
步骤4：处理完成三维重建，输出用于3D打印的kstl文件；
步骤5：将kstl文件输出至3D打印终端，进行人体固定装置的打印。
本发明提供的一种人体固定装置，采用上述方法制作而成。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)进一步提升放射治疗精度，减少摆位误差。
(2)量身定做放射治疗固定装置，提高患者舒适度，提升患者放射治疗满意度，减少患者因为固定膜收缩、形变造成的患者不舒适甚至无法使用形变的热塑膜而影响患者疗效的现象。
(3)基于3D打印材料，在不影响患者扫描定位CT的前提下，减少患者定位膜冷却塑性和真空垫抽真空塑性的等待时间。
(4)基于3D打印，减少因定位师的经验差异造成的定位误差。
(5)基于3D打印，减少定位中头枕，固定板等一系列附加装备造成的误差，减少真空垫漏气等原因造成的患者损伤和影响患者疗效情况。
(6)基于可降解和可回收利用的3D打印材料，可以减少真空垫颗粒、真空垫袋等不环保，不可回收造成的环境污染现象，减少医疗垃圾。
附图说明
图1为本发明实施的人体外形采样装置结构示意图。
图2为本发明实施的方法流程图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
请见图1，本发明提供了一种人体外形采样装置，包括盒体1，盒体1底部设置有软体硅胶层2。
请见图2，本发明提供了一种人体固定装置制作方法，包括以下步骤：
步骤1：患者躺入人体外形采样装置中，软体硅胶层2受到压力作用按照人体轮廓形变，实现软体硅胶层2与患者体表无缝衔接；
步骤2：对患者肿瘤部位进行CT扫描，得到患者肿瘤部位以及肿瘤体表的表面轮廓；
步骤3：根据CT图像获得软体硅胶层2和患者接触的形状的DICOM三维图像数据；
步骤4：处理完成三维重建，输出用于3D打印的kstl文件；
步骤5：将kstl文件输出至3D打印终端，进行人体固定装置的打印。
本实施例的人体固定装置由人体接触层和外层组成。人体接触层采用射线穿透率高、密度低、硬度高且人体无过敏反应的高分子碳纤维材料打印，网孔率达到60％-70％(本实施例采用60％)，对表面进行光滑处理，使其和患者皮肤具有完美的契合度。外层采用硬度高价格低、密度低的碳纤维材料打印，网孔率达到30％-40％(本实施例采用30％)，如此可以保证放疗治疗师可以轻松摆位且不易形变；打印精度控制在100nm-1um(本实施例采用1um)。
本发明的软体硅胶层2由于受到压力作用，硅胶按照人体轮廓形变，如此软体硅胶可和患者体表无缝衔接。由此可见此固定装置可以使得患者躺在最舒服和最易重复的状态。
本发明的3D打印人体固定装置四周和底面是质地坚硬的实体打印材料，里面是按照患者体位打印的高分子纤维网状材料，此材料不宜形变且和患者体表具有良好的契合度。
本发明最后对打印的人体固定装置进行表面抛光平滑处理，减少表面毛刺对患者和工作人员的伤害，提高患者的就医体验。并可以解决现有技术固定装置不能较好的贴合患者体位和难重复的问题。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种人体外形采样装置，其特征在于：包括盒体(1)，所述盒体(1)底部设置有软体硅胶层(2)。
2.一种人体固定装置制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：患者躺入人体外形采样装置中，软体硅胶层(2)受到压力作用按照人体轮廓形变，实现软体硅胶层(2)与患者体表无缝衔接；
步骤2：对患者肿瘤部位进行CT扫描，得到患者肿瘤部位以及肿瘤体表的表面轮廓；
步骤3：根据CT图像获得软体硅胶层(2)和患者接触的形状的DICOM三维图像数据；
步骤4：处理完成三维重建，输出用于3D打印的kstl文件；
步骤5：将kstl文件输出至3D打印终端，进行人体固定装置的打印。
3.根据权利要求2所述的人体固定装置制作方法，其特征在于：所述装置由人体接触层和外层组成。
4.根据权利要求3所述的人体固定装置制作方法，其特征在于：所述人体接触层采用射线穿透率高、密度低、硬度高且人体无过敏反应的高分子碳纤维材料打印，网孔率达到60％-70％。
5.根据权利要求3所述的人体固定装置制作方法，其特征在于：所述外层采用硬度高价格低、密度低的碳纤维材料打印，网孔率达到30％-40％。
6.根据权利要求2-5任意一项所述的人体固定装置制作方法，其特征在于：步骤5中，打印精度控制在100nm-1um。
7.一种人体固定装置，其特征在于：采用权利要求2-6任意一项所述的方法制作而成。
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