CN112957605A - 一种放射性粒子植入方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种放射性粒子植入方法，属于肿瘤近距离放射治疗方法的一种，包括引导部件、TPS工作站、模拟CT设备，模拟CT设备与所述TPS工作站相连，引导部件包括用于贴合患者体表的柔性基体，柔性基体构造有导向孔阵列，且各导向孔分别具有不同的编号，导向孔用于为粒子置入针管导向，TPS工作站包括三维治疗计划系统；本方法与现有粒子植入的思路完全不同，在穿刺时，只需沿预先设定的穿刺方位进行穿刺即可，无需再进行复杂的穿刺方位控制，也无需额外的穿刺方位引导设备/装置，使得本方法不仅可以显著降低成本、降低资金/场地门槛，非常有利于分级诊疗政策在基层的推广；而且非常地高效、简便、并能够严格按治疗方案精确植入粒子。

Description

一种放射性粒子植入方法

技术领域

本发明涉及放射性粒子植入技术领域，具体涉及一种放射性粒子植入方法。

背景技术

放射性粒子植入术，主要是指将同位素放射源直接植入肿瘤区域进行治疗的技术，属于放射治疗的一种。目前该技术手段主要是利用现代影像学技术（CT、超声等），将具有放射性核素通过插植的方式放置到肿瘤靶体积内或肿瘤周围，通过放射性核素持续释放射线对肿瘤细胞进行杀伤，植入的粒子通常是碘125粒子，碘125粒子半衰期为59.6天、人体内辐射半径不到1.7厘米，安全且极易防护，粒子释放的γ射线持续180天有效照射肿瘤细胞，具有靶区肿瘤高剂量分布以杀伤肿瘤细胞，而周围正常组织接受微量辐射，不造成损伤或仅有微小损伤的特性，本质上就是一种精确放疗手段，因其具有独特的治疗效果，在国内外已经得到有效验证。

超声和CT等影像学技术的进展及计算机放射治疗计划系统（TPS，或称为三维治疗计划系统）的出现，解决了植入的准确性的问题，使放射性粒子近距离治疗肿瘤的技术飞速发展；现有技术中，放射性粒子植入的主要流程为：首先，在影像设备（如B超和CT等）引导下定位、确定植入通道；然后，通过放射治疗计划系统（TPS）制定粒子植入的治疗方案，主要是根据患者肿瘤靶区的位置、大小，确定需要植入的粒子数量、位置以及穿刺角度（或称为进针方位），并计算出肿瘤靶区的有效等剂量分布；最后，通过手术或在影像设备的引导下，按治疗方案中所确定的进针位置和角度，经皮穿刺植碘125粒子到肿瘤内部预定的位置处，达到精确植入、治疗的目的。

在实际治疗过程中，根据患者肿瘤靶区的位置、大小等因素所制定出的治疗方案中，所需植入的粒子通常为多个，多者可达数百粒，且各粒子通常需要被植入到肿瘤靶区的不同位置处，且植入各粒子时的穿刺角度也存在差异，导致在实际穿刺植入粒子的过程非常耗时、尤其是不能准确定位各粒子的进针角度，很难按预定的治疗方案植入粒子；而为解决这一问题，现有技术中公开了一些用于辅助操作者控制进针角度的激光引导设备、装置或方法，例如，中国CN 109893222 A公开的一种用于介入消融的植入性治疗激光定位的穿刺引导器，包括引导机构、固定安装在引导机构上的定位装置，定位装置包括安装架、设于安装架上的激光定位调节机构和穿刺定位调节机构，引导机构可以根据治疗方案所制定的位置和方位信息带动定位装置移动到设定的位置，通过穿刺定位件寻找激光路径，能够保证穿刺定位件与激光路径的轴线一致，从而实现穿刺位置的精确定位；中国专利CN110755142 B公开的一种采用三向激光定位实现空间多点定位的控制系统及方法，包括用于接收空间定位信息的控制单元、以及通过控制单元发送控制信号并执行定位动作的执行单元，在实际运行时，可以根据治疗方案中个粒子的进针位置和方位信息为目标点，通过控制单元控制执行单元动作，使得执行单元上第一激光发射头的方位与目标点一致，操作者在第一激光发射头所发射的激光束的引导下进针即可……，总结起来，为解决操作者严格按照治疗方案所规划的进针位置和进针角度进行穿刺这一技术问题，现有的技术方案都是构造一套智能引导设备/装置，且这些智能引导设备/装置通常包括控制器、具有多自由度的调节结构、构造于调节结构末端的引导机构（如、激光束或导向筒），原理是：控制器根据所需的进针位置和方位信息控制调节结构动作，使得引导机构可以动作到与所需的进针位置和方位一致的位置处，而后操作者在引导机构的引导下穿刺即可；虽然理论上可以达到准确引导粒子植入的目的，但还存在以下不足：1、上述智能引导设备/装置的结构通常非常复杂（如上述专利），体积庞大，且成本非常高，不经济、实用，而且，国家分级诊疗政策是目前医改的基本政策，其主要目的是让基层医院承担相应的医疗职能，缓解目前大医院看病慢、贵等问题，但受制于现有技术存在的资金高、场地门槛高等问题，大大增加了国家分级诊疗政策在基层的推广难度； 2、智能引导设备/装置只能逐一定位各穿刺点（即各穿刺位置及进针方位），且从一个穿刺点定位到下一个穿刺点的过程中需要耗费一些时间，当所需植入的粒子较多时，整个粒子植入过程所需的时间长，效率低；3、现有的智能引导设备/装置通常是通过各种传感器的配合来进行定位和自动调节，不仅存在较大误差，而且还存在不能顺利动作到目标位置的问题；而在现实中，如果不利用上述智能引导设备/装置，在粒子植入的过程中，又存在操作复杂、不能准确按治疗方案植入粒子的问题，因此，在粒子植入技术领域，急需一种可以低成本、高效、简便、并能按治疗方案精确植入粒子的技术手段，亟待解决。

发明内容

本发明第一方面要解决现有粒子植入过程所存在的操作复杂、不能准确按治疗方案植入粒子，而采用智能引导设备/装置辅助进针，又存在结构复杂、成本高、效率低、资金/场地门槛高导致分级诊疗政策很难在基层推广等问题，提供一种低成本、高效、简便、并能严格按治疗方案精确植入粒子的方法，主要构思为：

一种放射性粒子植入方法，包括引导部件、TPS工作站、模拟CT设备，其中，所述模拟CT设备与所述TPS工作站相连，所述引导部件包括用于贴合患者体表的柔性基体，所述柔性基体构造有导向孔阵列，且各导向孔分别具有不同的编号，导向孔用于为粒子置入针管导向，所述TPS工作站包括三维治疗计划系统；所述方法包括如下步骤：

步骤1、摆放患者的体位，将所述柔性基体贴合于患者体表并对应肿瘤体表投影的位置处；

步骤2、利用模拟CT设备同时采集肿瘤及所述柔性基体的CT影像，并传输给TPS工作站；

步骤3、通过所述三维治疗计划系统对所述CT影像进行三维重建和/或多模态影像融合以建立患者的解剖模型，所述解剖模型至少包括用于模拟所述引导部件的引导部件模型、用于模拟肿瘤靶区的肿瘤靶区模型以及引导部件模型与肿瘤靶区模型的位置关系；

步骤4、利用三维治疗计划系统制定粒子植入的治疗方案，包括如下步骤：（1）利用三维治疗计划系统计算出引导部件模型中各导向孔的中心轴线，并分别标号，且同一导向孔的标号与编号一致；（2）在所述中心轴线中选出与肿瘤靶区模型相交的中心轴线作为待选穿刺方位群；（3）根据肿瘤靶区的位置、大小以及所述待选穿刺方位群，确定需要植入的粒子数量、各粒子的穿刺方位及穿刺深度，其中，各所述穿刺方位分别包含于所述待选穿刺方位群，且各穿刺方位分别关联对应的编号或标号；

步骤5、根据所述治疗方案准备所需的粒子数量，并分别放置于粒子置入针管内；根据所述治疗方案所确定的穿刺方位找到对应编号的导向孔，并使粒子置入针管在导向孔的引导下穿刺所设定的深度，以将粒子从所设定的穿刺方位植入所设定的深度。在本方案所提供的粒子植入方法中，增加了引导部件，引导部件的柔性基体具有柔性，可以弯曲，便于贴合于患者的体表；通过在柔性基体构造导向孔阵列，使得导向孔阵列可以覆盖肿瘤靶区几乎所有的穿刺方位，而各导向孔分别具有编号，以便区分各导向孔，使得治疗方案中所确定的各穿刺方位可以从各导向孔的方位中进行选择即可，非常的方便、高效，具体而言，本粒子植入方法中，步骤1主要是使得柔性基体与肿瘤靶区相对应，且二者的位置相对不变，从而使得柔性基体中各导向孔的中心轴线都具有相对确定的方位，且导向孔中心轴线的投影区域覆盖肿瘤靶区的投影区域，步骤2是利用模拟CT设备同时采集肿瘤及引导部件的CT影像，包括二维和三维CT影像，以便为后续模拟引导部件及建立患者的解剖模型提供数据基础；步骤3中，利用三维治疗计划系统对所采集的CT影像进行图像处理，可以精确的在TPS工作站内建立起患者的解剖模型，且在该解剖模型中，不仅包括用于模拟肿瘤靶区的肿瘤靶区模型，还包括用于模拟引导部件的引导部件模型，且二者之间的相对位置关系与真实肿瘤与引导部件之间的相对位置关系一致，引导部件模型中各导向孔的中心轴线可以通过三维治疗计划系统进行识别和计算，而这些中心轴线的方位正好是可能的穿刺方位，从而使得后续治疗方案中穿刺方位的规划只能在引导部件内各导向孔的方位中进行选择；步骤4中，首先，利用三维治疗计划系统计算出引导部件模型中各导向孔的中心轴线，并分别标号，并使得从TPS工作站中所模拟出的各导向孔的标号与引导部件中各导向孔的真实编号一一对应，从而使得模拟的方位可以与实际的方位相关联；其次，由于所有导向孔中心轴线的投影区域大于肿瘤靶区的投影区域，导致必然有部分导向孔不能用于为穿刺过程导向，故可以先在模拟的中心轴线中选出与肿瘤靶区模型相交的中心轴线作为待选穿刺方位群，去掉与肿瘤靶区模型不相交的中心轴线，以便缩小选择的范围；而后，操作者可以根据肿瘤靶区的位置、大小以及所述待选穿刺方位群（即待选的穿刺方位），并结合肿瘤靶区的有效等剂量分布情况，确定需要植入的粒子数量、确定各粒子的穿刺方位及穿刺深度，使得肿瘤靶区的有效等剂量分布满足放射治疗的需求，其中，所确定的各穿刺方位都是从待选穿刺方位群中选择出来的，且通过与各穿刺方位相关联的编号或标号，使得操作者可以明确的知道需要从哪些编号的导向孔穿刺、以及每次的穿刺深度；最后，在步骤5、操作者可以根据所述治疗方案准备所需的粒子数量，且各粒子分别容纳于专门的粒子置入针管内；操作者可以方便、高效地根据所述治疗方案所确定的穿刺方位找到对应编号的导向孔，并将粒子置入针管插入导向孔，使得粒子置入针管可以在导向孔的引导下沿导向孔中心轴线的方向插入肿瘤，达到精确控制穿刺方位的目的，同时在插入的过程中，可以通过粒子置入针管的刻度线、CT影像或其它辅助设备的辅助下精确的控制穿刺深度，以便将粒子从所规划的穿刺方位植入所规划的深度，达到精确放疗的目的；本粒子植入方法相比于现有技术，无需构建复杂的智能引导设备/装置，既可达到精确控制穿刺方位的目的，不仅操作简便、成本低，而且可以一次性完成对所有粒子穿刺方位的定位，可以达到提高植入效率，此外，本方法与现有粒子植入的思路完全不同，现有粒子植入是先确定治疗方案、再来控制穿刺方位，才能使实际的穿刺方位与治疗方案中所规划的穿刺方位一致，而本方法是预先设定可能的穿刺方位，再来制作治疗方案，使得治疗方案所规划的穿刺方位源于预先设定的穿刺方位中，在穿刺时，只需沿预先设定的穿刺方位进行穿刺即可，无需再进行复杂的穿刺方位控制，也无需额外的穿刺方位引导设备/装置，使得本方法不仅可以显著降低成本，降低资金/场地门槛，非常有利于分级诊疗政策在基层的推广；而且非常地高效、简便、并能够严格按治疗方案精确植入粒子，具有突出的实质性特点和显著的进步。

为精确确定肿瘤的大小和位置，以便后续更精确、全面的建立患者的解剖模型，进一步的，还包括用于诊断的影像设备，所述影像设备与所述TPS工作站相连，所述影像设备包括CT设备、超声设备、MRI设备和/或PET设备。以便利用影像设备更全方位的采集患者的影响，既有利于更加精确地确定肿瘤的大小和位置，又更有利于更精确地建立患者的解剖模型。

优选的，所述模拟CT设备包括诊断性CT机、用于支撑患者并用于摆放患者体位的治疗床、计算机控制台以及用于定位肿瘤的激光定位系统，其中，所述诊断性CT机、治疗床以及激光定位系统分别与所述计算机控制台相连，所述计算机控制台与所述TPS工作站相连，且所述治疗床上用于支撑患者的面为平面；所述步骤1中，患者卧于治疗床摆放体位，并暴露体表、清洗消毒以及局部麻醉后在设置柔性基体。

优选的，所述三维治疗计划系统采用的是Pinnacle3、Eclipse、ModernTPS、MIM或Xio。

优选的，所述柔性基体为方形或圆形，且所述导向孔为圆孔，且导向孔的孔径与粒子置入针管相适配；和/或，所述柔性基体的厚度为1-5cm；

和/或，所述导向孔阵列中，相邻两导向孔之间的间距为0.1-2cm；

和/或，所述编号为数字编号。

优选的，所述柔性基体采用橡胶、硅胶或乳胶制成。既使得柔性基体具有柔性，更有利于贴合患者的体表，又具有一定的粘性，使得柔性基体可以在不借助外力的情况下稳定的贴合于患者的体表。

为解决柔性基体容易脱落的问题，进一步的，所述柔性基体通过胶布或胶黏剂粘贴于患者体表，或，所述引导部件还包括约束件，所述柔性基体通过所述约束件约束于患者体表。

优选的，所述约束件包括分别连接于柔性基体两侧的两条约束带、设置于约束带的可拆卸连接件，所述两条约束带通过所述可拆卸连接件实现可拆卸连接，所述可拆卸连接件为魔术贴或子母扣。

由于柔性基体具有柔性，容易导致导向孔的形状发生变化，为解决这一技术问题，进一步的，各导向孔内分别设置有导向套，导向套采用硬质材料制成，导向套构造有圆柱形结构的导向通道，所述导向通道与粒子置入针管相适配，用于为粒子置入针管导向。在本方案中，通过在导向孔内设置硬质的导向套后，使得柔性基体的柔性变形不会影响导向通道，从而可以利用导向通道精确的为粒子置入针管的穿刺过程导向，而在设置导向套之后，在本方法中可以利用导向通道的中心轴线代替所述中心轴线，以便更精确的达到引导穿刺的目的。

优选的，所述导向套采用塑料或碳纤维等材料制成。

为解决步骤4中在CT影像中更准确的识别和区分各导向孔的问题，进一步的，本方法还包括识别和区分各导向孔的方法，包括在各导向孔处构造与柔性基体密度不同的区分部件，以便在CT影像中准确的识别和区分各导向孔，同时，也可以通过将各导向处的区分部件的尺寸和/或形状构造为不同，达到区分相邻两导向孔的目的。

优选的，所述区分部件为金属丝、金属片、金属筒、塑料丝、塑料片、塑料筒、玻璃丝、玻璃片、玻璃筒，区分部件沿导向孔的长度方向设置，且在所述导向孔阵列中，设置于同一排或同一列导向孔的区分部件的长度相同，相邻两排或相邻两列导向孔的区分部件的长度不同。在本方案中，通过设置区分部件，且区分部件与柔性基体的材质不同，存在密度差，从而可以在CT影像中识别出各导向孔的区分部件，而同一排或同一列导向孔的区分部件长度相同，但相邻两排或相邻两列导向孔的区分部件的长度不同，从而可以在CT影像中清楚的区分各排导向孔或各列导向孔，因而更便于对各导向孔进行标号。

为在垂直于导向孔中心轴线的平面内对各导向孔进行区分，进一步的，同一排或同一列导向孔的区分部件的形状相同，相邻两排或相邻两列导向孔的区分部件的形状不同。在柔性基体横截面的CT影像中可以看到不同形状的区分部件，从而可以方便的在CT影像中区分各行或各列导向孔。

为解决穿刺深度可视的技术问题，本方法还包括用于提示穿刺深度的方法，包括在各导向孔处构造可以显示不同颜色的指示灯，且各颜色分别对应不同的穿刺深度；

在制定治疗方案后，获取治疗方案中所确定的穿刺方位及穿刺深度；而后控制各穿刺方位所对应的指示灯显示出与穿刺深度相对应的颜色。使得操作者可以通过指示灯是否亮，直观的找到治疗方案中所确定的穿刺方位所对应的各穿刺孔，通过，操作者也可以根据各指示灯的颜色，直观的知道各穿刺孔的穿刺深度，从而达到穿刺深度可视的目的。

优选的，所述引导部件还包括处理器，所述柔性基体中各导向孔处分别设置有指示灯，各指示灯分别与所述处理器相连，处理器与所述TPS工作站相连，用于从治疗方案中获取各穿刺方位所对应的编号及对应的穿刺深度，并根据所述编号控制与各编号所对应的指示灯显示出与穿刺深度相对应的颜色。即，在本方案中，指示灯可以显示出多种颜色，且各颜色代表一种穿刺深度，控制器可以从TPS工作站获取治疗方案数据，从而可以控制各传递方位所对应的导向孔处的指示灯显现代表穿刺深度的颜色，工作人员可以在颜色的提示下一目了然的知道各导向孔处的穿刺深度，非常的方便、高效。

优选的，所述处理器集成于所述柔性基体内；和/或，所述指示灯为LDE灯带；和/或，所述处理器为单片机。

与现有技术相比，使用本发明提供的一种放射性粒子植入方法，与现有精确植入粒子的思路完全不同，在穿刺时，只需沿预先设定的穿刺方位进行穿刺即可，无需再进行复杂的穿刺方位控制，也无需额外的穿刺方位引导设备/装置，使得本方法不仅可以显著降低成本、降低资金/场地门槛，非常有利于分级诊疗政策在基层的推广；而且非常地高效、简便、并能够严格按治疗方案精确植入粒子，具有突出的实质性特点和显著的进步。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1中提供的一种放射性粒子植入方法中，一种引导部件的结构示意图。

图2为本发明实施例1中提供的一种放射性粒子植入方法中，模拟CT设备及TPS工作站的示意图。

图3为本发明实施例1中提供的一种放射性粒子植入方法中，摆放好患者的体位，并将柔性基体贴合于患者体表并对应肿瘤体表投影的位置处后的示意图。

图4为利用本发明实施例1中提供的一种放射性粒子植入方法所建立的患者的解剖模型。

图5为本发明实施例1中提供的一种放射性粒子植入方法中，解剖模型的轴面（或称为水平面）示意图。

图6为本发明实施例1中提供的一种放射性粒子植入方法中，识别出解剖模型中个导向孔的中心轴线后的示意图。

图7为图5的A-A视图。

图8为本发明实施例2中提供的一种引导部件的结构示意图。

图9为图8所述主视图的局部剖视图。

图10为本发明实施例3中提供的一种引导部件的俯视示意图。

图11为图10的B-B视图。

图12为本发明实施例4中提供的一种引导部件的结构示意图。

图13为图12所述引导部件的局部剖视图。

图14为本发明实施例4中提供的一种引导部件的俯视图。

图中标记说明

患者100、体表101、肿瘤靶区投影区域102

TPS工作站201、诊断性CT机202、治疗床203、激光定位系统204

柔性基体300、导向孔301、中心轴线302、导向套303、导向通道304、金属筒305、指示灯306

肿瘤靶区模型401、引导部件模型402。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-图7，本实施例中提供了一种放射性粒子植入方法，包括引导部件、TPS工作站201、模拟CT设备，其中，所述模拟CT设备与所述TPS工作站201相连，以便相互通信，以传输数据和信号；所述引导部件包括用于贴合患者体表101的柔性基体300，引导部件的柔性基体300具有柔性，可以弯曲，便于贴合于患者的体表101；

所述柔性基体300构造有导向孔301阵列，且各导向孔301分别具有不同的编号，以便相互区分，作为举例，所述编号可以分别设置于柔性基体300并靠近各导向孔301的位置处；导向孔301用于为粒子置入针管的穿刺过程导向，所述TPS工作站201内包括三维治疗计划系统，本方法包括如下步骤：

步骤1、摆放患者100的体位，使得患者具有合适的体位，而后医护人员可以将柔性基体300贴合于患者体表101并对应肿瘤体表101投影的位置处，如图3及图7所示，通过这样的方式使柔性基体300与肿瘤靶区相对应，且二者的位置相对不变，从而使得柔性基体300中各导向孔301的中心轴线302都具有相对确定的方位，且导向孔301中心轴线302的投影区域覆盖肿瘤靶区的投影区域，如图7所示，使得导向孔301阵列可以覆盖肿瘤靶区几乎所有可能的穿刺方位；

步骤2、利用模拟CT设备同时采集肿瘤及所述柔性基体300的CT影像，并传输给TPS工作站201，所述模拟CT设备和TPS工作站201可以分别采用现有技术中常用的模拟CT设备和TPS工作站201，如图2所示；在本步骤中，利用模拟CT设备同时采集肿瘤及引导部件的CT影像，可以包括各种二维和三维CT影像，以便为后续模拟引导部件及建立患者的解剖模型提供数据基础；

步骤3、通过所述三维治疗计划系统对所述CT影像进行三维重建和/或多模态影像融合以建立患者的解剖模型，所述解剖模型至少包括用于模拟所述引导部件的引导部件模型402、用于模拟肿瘤靶区的肿瘤靶区模型401以及引导部件模型402与肿瘤靶区模型401的位置关系（包括真实引导部件与真实肿瘤之间全部的位置关系），如图4及图5所示；在本步骤中，所述三维治疗计划系统可以采用现有技术中常用的Pinnacle3、Eclipse、ModernTPS、MIM或Xio等系统；利用三维治疗计划系统对所采集的CT影像进行图像处理，可以精确的在TPS工作站201内建立起患者的解剖模型，且在该解剖模型中，不仅包括用于模拟肿瘤靶区的肿瘤靶区模型401，还包括用于模拟引导部件的引导部件模型402，且二者之间的相对位置关系与真实肿瘤与引导部件之间的相对位置关系一致，引导部件模型402中各导向孔301的中心轴线302可以通过三维治疗计划系统进行识别和计算，而这些中心轴线302的方位正好是真实引导部件实际能够进行穿刺的所有可能的穿刺方位，从而使得后续治疗方案中穿刺方位的规划可以在引导部件内各导向孔301的方位中进行选择；

步骤4、利用三维治疗计划系统制定粒子植入的治疗方案，包括如下步骤：

（1）利用三维治疗计划系统计算出引导部件模型402中各导向孔301的中心轴线302，并分别标号，如图6所示，以便相互区别，且同一导向孔301的标号可以与前述编号一致，以便建立起所模拟出的各导向孔301与真实引导部件中各导向孔301的一一对应关系，从而使得模拟出的穿刺方位可以与引导部件中各实际的穿刺方位相关联；

（2）在所述中心轴线302中选出与肿瘤靶区模型401相交的中心轴线302作为待选穿刺方位群；由于所有导向孔301中心轴线302的投影区域大于肿瘤靶区的投影区域，如图7所示，导致必然有部分导向孔301不能用于为穿刺过程导向，故可以先在模拟的中心轴线302中选出与肿瘤靶区模型401相交的中心轴线302作为待选穿刺方位群（如图7中被包围在肿瘤靶区投影区域102内的中心轴线302），去掉与肿瘤靶区模型401不相交的中心轴线302，以便缩小选择的范围；

（3）根据肿瘤靶区的位置、大小以及所述待选穿刺方位群，确定需要植入的粒子数量、各粒子的穿刺方位及穿刺深度，其中，各所述穿刺方位分别包含于所述待选穿刺方位群，且各穿刺方位分别关联对应的编号或标号；即，在本步骤中，操作者可以根据肿瘤靶区的位置、大小以及所述待选穿刺方位群（即待选的穿刺方位），并结合肿瘤靶区的有效等剂量分布情况，确定需要植入的粒子数量、确定各粒子的穿刺方位及穿刺深度，使得肿瘤靶区的有效等剂量分布满足放射治疗的需求，其中，所确定的各穿刺方位都是从待选穿刺方位群中选择出来的，且通过与各穿刺方位相关联的编号或标号，使得操作者可以明确的知道需要从哪些编号的导向孔301穿刺、以及每次的穿刺深度；

步骤5、根据治疗方案准备所需的粒子数量，并分别放置于粒子置入针管内，所述粒子置入针管可以是现有技术中常用的粒子置入针管；而后，操作者可以根据所述治疗方案所确定的穿刺方位找到对应编号的导向孔301，并使粒子置入针管在导向孔301的引导下穿刺所设定的深度，以将粒子从所设定的穿刺方位植入所设定的深度；具体而言，操作者可以方便、高效地根据所述治疗方案所确定的穿刺方位找到对应编号的导向孔301，并将粒子置入针管插入导向孔301，使得粒子置入针管可以在导向孔301的引导下沿导向孔301中心轴线302的方向插入肿瘤，达到精确控制穿刺方位的目的，同时在插入的过程中，可以通过粒子置入针管的刻度线、CT影像或其它辅助设备的辅助下精确的控制穿刺深度，以便将粒子从所规划的穿刺方位植入所规划的深度，达到精确放疗的目的。

本方法相比于现有技术，无需构建复杂的智能引导设备/装置，既可达到精确控制穿刺方位的目的，不仅操作简便、成本低，而且可以一次性完成对所有粒子穿刺方位的定位，可以达到提高植入效率，此外，本方法与现有粒子植入的思路完全不同，现有粒子植入是先确定治疗方案、再来控制穿刺方位，才能使实际的穿刺方位与治疗方案中所规划的穿刺方位一致，而本方法是预先设定可能的穿刺方位，再来制作治疗方案，使得治疗方案所规划的穿刺方位源于预先设定的穿刺方位中，在穿刺时，只需沿预先设定的穿刺方位进行穿刺即可，无需再进行复杂的穿刺方位控制，也无需额外的穿刺方位引导设备/装置，使得本方法不仅可以显著降低成本，降低资金/场地门槛，非常有利于分级诊疗政策在基层的推广；而且非常地高效、简便、并能够严格按治疗方案精确植入粒子，具有突出的实质性特点和显著的进步。

为精确确定肿瘤的大小和位置，以便后续更精确、全面的建立患者的解剖模型，在更进一步的方案中，本方法中，还包括用于诊断的影像设备，所述影像设备与所述TPS工作站201相连，作为优选，所述影像设备包括CT设备、超声设备、MRI设备和/或PET设备，以便利用影像设备更全方位的采集患者的影响；例如，在一些肿瘤疾病中，需要利用MRI设备采集图像，通过设置额外的影像设备，既有利于更加精确地确定肿瘤的大小和位置，又更有利于更精确地建立患者的解剖模型。

具体而言，在本实施例中，所述模拟CT设备包括诊断性CT机202、用于支撑患者并用于摆放患者体位的治疗床203、计算机控制台以及用于定位肿瘤的激光定位系统204，如图2所示，其中，所述诊断性CT机202、治疗床203以及激光定位系统204分别与所述计算机控制台相连，所述计算机控制台与所述TPS工作站201相连，且在本实施例中，所述治疗床203上用于支撑患者的面为平面，作为举例，所述治疗床203的上表面为平面；而在所述步骤1中，患者可以先卧于治疗床203以摆放合适的体位，然后依次暴露患者的体表101、对体表101进行清洗消毒、并进行局部麻醉，最好可以按步骤1的方式将柔性基体300贴合于局部麻醉后的体表101。

在本实施例中，所述柔性基体300可以优先采用方形或圆形等形状，且所述导向孔301可以优先采用圆孔，且导向孔301的孔径可以与粒子置入针管相适配；作为优选，所述柔性基体300的厚度可以根据实际需求而定，作为优选，柔性基体300的厚度可以为1-5cm；更进一步的，在本实施例中，在所述导向孔301阵列中，相邻两导向孔301之间的间距也可以根据实际需求而定，作为优选，相邻两导向孔301之间的间距可以为0.1-2cm；作为举例，相邻两导向孔301之间的间距可以为1cm，导向孔301的数目可以根据实际需求而定，如图1所示。

作为优选，在本实施例中，所述编号和/或标号可以为数字编号。

更具体的，所述柔性基体300采用现有技术中常用的柔性材料即可，作为优选，柔性基体300可以优先采用橡胶、硅胶或乳胶制成，既使得柔性基体300具有柔性，更有利于贴合患者的体表101，又具有一定的粘性，使得柔性基体300可以在不借助外力的情况下稳定的贴合于患者的体表101。

可以理解，所述柔性基体300可以通过自身的粘性粘贴于患者的体表101，如图3所示，而为防止柔性基体300从患者的体表101脱落，在一种实施方式中，所述柔性基体300可以通过胶布或胶黏剂粘贴于患者体表101；而在另一种实施方式中，所述引导部件还包括约束件，所述约束件可以固定于所述柔性基体300，而柔性基体300可以通过所述约束件约束于患者体表101；约束件具有多种实施方式，作为优选，所述约束件包括分别连接于柔性基体300两侧的两条约束带、设置于约束带的可拆卸连接件，所述两条约束带通过所述可拆卸连接件实现可拆卸连接，所述可拆卸连接件可以为魔术贴、子母扣、搭扣等，这里不再一一举例说明。

实施例2

由于柔性基体300具有柔性，容易导致导向孔301的形状发生变化，为解决这一技术问题，本实施例2中所提供的一种放射性粒子植入方法中，所述柔性基体300的结构具有进一步的改进，具体而言，如图8及图9所示，各导向孔301内分别设置有导向套303，所述导向套303可以优先采用硬质材料制成，导向套303构造有圆柱形结构的导向通道304，如图8及图9所示，所述导向通道304与粒子置入针管相适配，用于为粒子置入针管的穿刺过程导向。

在本实施例中，通过在导向孔301内设置硬质的导向套303后，使得柔性基体300的柔性变形不会影响导向通道304，从而可以利用导向通道304精确的为粒子置入针管的穿刺过程导向，而在设置导向套303之后，在本方法中可以利用导向通道304的中心轴线302代替所述中心轴线302，以便更精确的达到引导穿刺的目的。

作为优选，所述导向套303可以优先采用塑料或碳纤维等硬质材料制成。

实施例3

为解决步骤4中，TPS工作站201能够在CT影像中更准确的识别和区分各导向孔301，以便更精确的模拟并重建柔性基体300的问题，本实施例3中所提供的一种放射性粒子植入方法中，所述柔性基体300的结构在实施例1或实施例2的基础上具有进一步的改进，具体的方法是，在各导向孔处构造与柔性基体300密度不同的区分部件（优先采用密度大于柔性基体的区分部件），达到在CT影像中更准确的识别和区分各导向孔301的目的，并通过将各导向处的区分部件的尺寸和/或形状构造为不同，达到区分相邻两导向孔的目的；

具体而言，在本实施例中，各导向孔301处分别设置有区分部件，区分部件的密度与柔性基体300的密度不同，所述区分部件可以采用金属、工程塑料、玻璃等相对高密度的材料制成，例如，区分部件可以为金属丝、金属片、金属筒、塑料丝、塑料片、塑料筒、玻璃丝、玻璃片或玻璃筒等，区分部件沿导向孔301的长度方向设置，且在所述导向孔301阵列中，设置于同一排或同一列导向孔301的区分部件的长度相同，相邻两排或相邻两列导向孔301的区分部件的长度不同。

作为举例，区分部件可以分别内嵌于各导向孔301周围的柔性基体300内，如图10及图11所示，相邻两区分部件的长度差可以根据实际需求而定，作为举例，所述长度差可以为1毫米。

在本实施例中，由于区分部件与柔性基体300的材质不同，存在密度差，通过设置区分部件，使得在CT影像中区分部件与周围的柔性基体300存在明显的区别，从而有利于TPS工作站201能够在CT影像中利用图像处理算法（如现有的图像识别/处理算法）更准确的识别出各导向孔301所对应的区分部件，又因为同一排或同一列导向孔301的区分部件长度相同，但相邻两排或相邻两列导向孔301的区分部件的长度不同，从而使得TPS工作站201能够利用图像处理算法在CT影像中准确的区分各排导向孔301或各列导向孔301（尤其是便于从各导向孔301中心轴线302所在的平面内区分各排或各列的导向孔301），因而更便于对各导向孔301进行标号。

在更完善的方案中，为在垂直于导向孔301中心轴线302的平面内对各导向孔301进行区分，在进一步的方案中，同一排或同一列导向孔301的区分部件的形状相同，而相邻两排或相邻两列导向孔301的区分部件的形状不同，例如，区分部件可以为三角形、圆形、矩形、椭圆形、五边形、六边形等；从而使得在垂直于导向孔301中心轴线302的CT影像平面内，可以看到不同形状的区分部件，使得TPS工作站201能够利用图像处理算法在CT影像中准确的区分各排导向孔301或各列导向孔301（尤其是便于从垂直于导向孔301中心轴线302所在的平面内区分各排或各列的导向孔301），因而更便于对各导向孔301进行标号；

作为举例，在本实施例中，如图10及图11所示，区分部件可以采用金属筒305，所述金属筒305分别套设在于各导向孔301的外侧，并内嵌于柔性基体300，同一排导向孔301处的金属筒305被构造为相同形状，且长度相同；相邻两排导向孔301处的金属筒305的形状不同，且长度不同；

可以理解，当导向孔301内未设置有导向套303时，所述区分部件可以内嵌于柔性基体300，并位于靠近导向孔301的位置处；当导向孔301内设置有导向套303时，所述区分部件可以内嵌于柔性基体300或导向套303，例如，如图10及图11所示，区分部件为金属筒305，金属筒305套设于导向套303的外侧。

可以理解，本实施例中，通过设置区分部件、再配合将区分部件构造为不同的形状，有利于更准确的识别和区分各导向孔301，更便于标号。

实施例4

为解决穿刺深度可视的问题，本实施例4中所提供的一种放射性粒子植入方法中，所述引导部件的结构在实施例1、实施例2或实施例3的基础上具有进一步的改进，主要在于，本方法还包括用于提示穿刺深度的方法，包括在各导向孔处构造可以显示不同颜色的指示灯，且各颜色分别对应不同的穿刺深度；

在制定治疗方案后，获取治疗方案中所确定的穿刺方位及穿刺深度；而后控制各穿刺方位所对应的指示灯显示出与穿刺深度相对应的颜色。使得操作者可以通过指示灯是否亮，直观的找到治疗方案中所确定的穿刺方位所对应的各穿刺孔，通过，操作者也可以根据各指示灯的颜色，直观的知道各穿刺孔的穿刺深度，从而达到穿刺深度可视的目的。

具体而言，所述引导部件还包括处理器，所述柔性基体300中各导向孔301处分别设置有指示灯306，如图12所示，各指示灯306分别与所述处理器相连，处理器与所述TPS工作站201相连，以便相互通信；处理器可以从TPS工作站201所确定的治疗方案中获取各穿刺方位所对应的编号及对应的穿刺深度，并可以根据所述编号控制与各编号所对应的指示灯306显示出与穿刺深度相对应的颜色。

即在本实施例中，指示灯306可以显示出多种颜色，且各颜色代表一种穿刺深度，控制器可以从TPS工作站201获取治疗方案数据，从而可以控制各传递方位所对应的导向孔301处的指示灯306显现代表穿刺深度的颜色，工作人员通过查看指示灯306的颜色，即可一目了然的知道各导向孔301处的穿刺深度，非常的方便、高效。

更具体的，所述处理器可以采用现有技术中常用的处理器，如单片机、微处理器等，而所述处理器可以集成于所述柔性基体300内。

为使得指示灯306能显示多种颜色，作为优选，所述指示灯306可以优先采用能够显示多种颜色的LDE灯或LDE灯带，所述LDE灯带包括若干可以显示不同颜色的LDE灯，指示灯306可以内嵌于柔性基体300的上表面处，如图12及图13所示。

在实际应用中，指示灯306能显示的颜色数目可以根据实际需求而定，作为举例，各导向孔301处设置的指示灯306是LDE灯带，并沿导向孔301的圆周方向设置，LDE灯带包括8个LDE灯，分别显示8种颜色，分别为红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、青色、紫色以及白色；在实际应用中，各颜色代表的穿刺深度可以根据实际情况而定，作为一种举例，所述红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、青色、紫色以及白色所代表的穿刺深度可以分别为1CM、1.5CM、2CM、2.5CM、3CM、3.5CM、4CM、4.5CM，两种颜色所代表的距离差也可以根据实际需求而定，作为举例，所述红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、青色、紫色以及白色所代表的穿刺深度可以分别为1CM、2CM、3CM、4CM、5CM、6CM、7CM、8CM，或，3CM、3.5CM、4CM、4.5CM、5CM、5.5CM、6CM、6.5CM，或，1CM、3CM、5CM、7CM、9CM、11CM、13CM、15CM等，这里不再一一举例说明。

在更完善的方案中，所述柔性基体300的一侧构造有一个未设置导向孔301的区域，如图14所示，所述处理器以及相关的电路（优先采用柔性电路）可以设置于该区域内，而在该区域的表面可以设置各种颜色代表的穿刺深度，以便操作者查看，而无需死记硬背，更便于操作者使用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种放射性粒子植入方法，其特征在于，包括引导部件、TPS工作站、模拟CT设备，其中，所述模拟CT设备与所述TPS工作站相连，所述引导部件包括用于贴合患者体表的柔性基体，所述柔性基体构造有导向孔阵列，且各导向孔分别具有不同的编号，导向孔用于为粒子置入针管导向，所述TPS工作站包括三维治疗计划系统；所述方法包括如下步骤：

步骤1、摆放患者的体位，将所述柔性基体贴合于患者体表并对应肿瘤体表投影的位置处；

步骤2、利用模拟CT设备同时采集肿瘤及所述柔性基体的CT影像，并传输给TPS工作站；

步骤3、通过所述三维治疗计划系统对所述CT影像进行三维重建和/或多模态影像融合以建立患者的解剖模型，所述解剖模型至少包括用于模拟所述引导部件的引导部件模型、用于模拟肿瘤靶区的肿瘤靶区模型以及引导部件模型与肿瘤靶区模型的位置关系；

步骤4、利用三维治疗计划系统制定粒子植入的治疗方案，包括如下步骤：（1）利用三维治疗计划系统计算出引导部件模型中各导向孔的中心轴线，并分别标号，且同一导向孔的标号与编号一致；（2）在所述中心轴线中选出与肿瘤靶区模型相交的中心轴线作为待选穿刺方位群；（3）根据肿瘤靶区的位置、大小以及所述待选穿刺方位群，确定需要植入的粒子数量、各粒子的穿刺方位及穿刺深度，其中，各所述穿刺方位分别包含于所述待选穿刺方位群，且各穿刺方位分别关联对应的编号或标号；

步骤5、根据所述治疗方案准备所需的粒子数量，并分别放置于粒子置入针管内；根据所述治疗方案所确定的穿刺方位找到对应编号的导向孔，并使粒子置入针管在导向孔的引导下穿刺所设定的深度，以将粒子从所设定的穿刺方位植入所设定的深度。

2.根据权利要求1所述的放射性粒子植入方法，其特征在于，还包括用于诊断的影像设备，所述影像设备与所述TPS工作站相连，所述影像设备包括CT设备、超声设备、MRI设备和/或PET设备。

3.根据权利要求1所述的放射性粒子植入方法，其特征在于，所述模拟CT设备包括诊断性CT机、用于支撑患者并用于摆放患者体位的治疗床、计算机控制台以及用于定位肿瘤的激光定位系统，其中，

所述诊断性CT机、治疗床以及激光定位系统分别与所述计算机控制台相连，所述计算机控制台与所述TPS工作站相连，且所述治疗床上用于支撑患者的面为平面；

所述步骤1中，患者卧于治疗床摆放体位，并暴露体表、清洗消毒以及局部麻醉后再设置柔性基体。

4.根据权利要求1所述的放射性粒子植入方法，其特征在于，所述三维治疗计划系统采用的是Pinnacle3、Eclipse、ModernTPS、MIM或Xio。

5.根据权利要求1所述的放射性粒子植入方法，其特征在于，所述柔性基体为方形或圆形，且所述导向孔为圆孔，且导向孔的孔径与粒子置入针管相适配；和/或，所述柔性基体的厚度为1-5cm；

和/或，所述导向孔阵列中，相邻两导向孔之间的间距为0.1-2cm；

和/或，所述编号为数字编号。

6.根据权利要求1所述的放射性粒子植入方法，其特征在于，所述柔性基体采用橡胶、硅胶或乳胶制成。

7.根据权利要求1所述的放射性粒子植入方法，其特征在于，所述柔性基体通过胶布或胶黏剂粘贴于患者体表；

或，所述引导部件还包括约束件，所述柔性基体通过所述约束件约束于患者体表。

8.根据权利要求7所述的放射性粒子植入方法，其特征在于，所述约束件包括分别连接于柔性基体两侧的两条约束带、设置于约束带的可拆卸连接件，所述两条约束带通过所述可拆卸连接件实现可拆卸连接，所述可拆卸连接件为魔术贴或子母扣。

9.根据权利要求1-8任一所述的放射性粒子植入方法，其特征在于，各导向孔内分别设置有导向套，所述导向套采用硬质材料制成，导向套构造有圆柱形结构的导向通道，所述导向通道与粒子置入针管相适配，用于为粒子置入针管导向。

10.根据权利要求9所述的放射性粒子植入方法，其特征在于，所述导向套采用塑料或碳纤维制成。

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