CN113409914A - 一种颅内肿瘤放射性粒子植入训练及剂量验证方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及肿瘤微创治疗，具体涉及一种颅内肿瘤放射性粒子植入训练及剂量验证方法，利用剂量计植入器穿刺肿瘤代替物，在特定点植入剂量计，再穿刺肿瘤代替物周围脑组织等效填充物，并多点植入剂量计；制定术前计划，并按照术前计划设计合适的穿刺路径，确定穿刺层面及具体位置，利用穿刺针穿刺肿瘤代替物；待所有穿刺针穿刺到植入位置后按照术前计划植入粒子，取出所有剂量计并读取实际剂量；制定术后计划，将实际剂量与粒子剂量进行对比验证；本发明提供的技术方案能够克服现有技术所存在的无法真实模拟颅内肿瘤穿刺环境、不能针对粒子剂量进行有效验证的缺陷。

Description

一种颅内肿瘤放射性粒子植入训练及剂量验证方法
技术领域
本发明涉及肿瘤微创治疗，具体涉及一种颅内肿瘤放射性粒子植入训练及剂量验证方法。
背景技术
125I放射性粒子属于放疗的一种，在穿刺针穿刺肿瘤后，经过针道把微型放射源植入肿瘤内部，粒子在肿瘤内部持续释放伽马射线，进而杀伤肿瘤。在国外主要应用于前列腺癌，而在我国应用于全身各部位实体肿瘤，取得了较好的疗效。由于将放射性粒子植入颅内肿瘤需要在颅内操作，风险较大，技术要求较高，因此全国开展此技术的单位比较少。医生很难在短期经过练习掌握此技术，需要长期跟随上级医师在手术中练习实际操作技巧。目前，在授权公告号为CN 211699445U的专利中虽然公开了一种多功能图像引导穿刺练习模体，但是与颅内肿瘤的具体情况相距甚远，难以有效模拟颅内肿瘤穿刺的整个过程及技术细节。
另外，在粒子植入前需要利用治疗计划系统进行术前计划，计算粒子分布时肿瘤周边所接受的剂量，但是这仅仅是计算结果，不同计划系统之间存在误差，究竟哪种计划系统计算的数值最接近真实值，目前没有相关研究。目前，有测量多颗粒子组合的二维和三维剂量验证模体的专利，为应用固体水材料平板，板上等间距打孔，孔内可放粒子，距离板中心不同距离设置剂量计槽，可放热释光剂量计测量剂量。此剂量验证模体粒子分布受固体水板中孔的限制，只能放在固定位置，临床中粒子分布多不规则，此设计与临床差距很大，并且该剂量验证模体与人体结构差别较大，未考虑不同组织密度的影响。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种颅内肿瘤放射性粒子植入训练及剂量验证方法，能够有效克服现有技术所存在的无法真实模拟颅内肿瘤穿刺环境、不能针对粒子剂量进行有效验证的缺陷。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种颅内肿瘤放射性粒子植入训练及剂量验证方法，包括以下步骤：
S1、利用剂量计植入器穿刺肿瘤代替物，在特定点植入剂量计，再穿刺肿瘤代替物周围脑组织等效填充物，并多点植入剂量计；
S2、制定术前计划，并按照术前计划设计合适的穿刺路径，确定穿刺层面及具体位置，利用穿刺针穿刺肿瘤代替物；
S3、待所有穿刺针穿刺到植入位置后按照术前计划植入粒子，取出所有剂量计并读取实际剂量；
S4、制定术后计划，将实际剂量与粒子剂量进行对比验证。
优选地，S1中利用剂量计植入器穿刺肿瘤代替物，在特定点植入剂量计，再穿刺肿瘤代替物周围脑组织等效填充物，并多点植入剂量计，包括：
将颅骨模型放置于水平台上，打开骨盖，加热脑组织等效填充物，待其融化为透明液体后倒入颅骨模型；
用长针穿刺肿瘤代替物放入脑组织等效填充物中合适位置，待脑组织等效填充物降温凝固后拔出穿刺针；
利用剂量计植入器穿刺肿瘤代替物，在特定点植入剂量计；
利用剂量计植入器穿刺刺肿瘤代替物周围脑组织等效填充物，多点植入剂量计，并盖好骨盖，形成颅脑模型。
优选地，S2中制定术前计划，包括：
颅骨模型表面贴定位标，对颅脑模型进行CT扫描，将CT图像传入治疗计划系统，制定术前计划；
所述术前计划包括设计穿刺位置及针道方向，设定粒子活度，计算并记录粒子剂量D1及植入位置L1。
优选地，S2中按照术前计划设计合适的穿刺路径，确定穿刺层面及具体位置，包括：
查看肿瘤代替物与定位标之间的相对位置关系，在CT图像上基于术前计划设计合适的穿刺路径，利用CT激光线确定穿刺层面，利用定位标确定穿刺点。
优选地，S2中利用穿刺针穿刺肿瘤代替物，包括：
若穿刺点在预留的穿刺孔附近，则拔出胶塞直接从该穿刺空完成穿刺；否则，用骨钻在颅骨模型与穿刺点对应的位置钻孔，然后穿刺肿瘤代替物。
优选地，S3中待所有穿刺针穿刺到植入位置L1后按照术前计划植入粒子，包括：
穿刺针进针一定深度后利用CT确定当前穿刺方向，如果穿刺方向与针道方向一致，则直接穿刺到植入位置L1，否则纠正偏差后再次扫描CT；
植入粒子后利用CT确认当前粒子位置与植入位置L1是否一致。
优选地，S3中取出所有剂量计并读取实际剂量，包括：
设定测量剂量的时间间隔，到时间后取出所有剂量计并读取实际剂量D3。
优选地，S4中制定术后计划，包括：
对颅脑模型进行CT扫描，将CT图像传入治疗计划系统，制定术后计划；
所述术后计划包括计算并记录粒子剂量D2及植入位置L2。
优选地，S4中将实际剂量与粒子剂量进行对比验证，包括：
将术后计划中计算并记录的粒子剂量D2与实际剂量D3进行对比验证。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明所提供的一种颅内肿瘤放射性粒子植入训练及剂量验证方法，不仅能够最大限度模拟出颅内肿瘤穿刺环境，复制术中穿刺颅内肿瘤的全过程及穿刺到各种组织的感觉，便于医生提升操作技术，同时能够解决现有剂量验证模体的不足，对粒子剂量进行有效验证。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明中颅骨模型的结构示意图；
图3为本发明中颅脑模型的横截面结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
一种颅内肿瘤放射性粒子植入训练及剂量验证方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、利用剂量计植入器穿刺肿瘤代替物，在特定点植入剂量计，再穿刺肿瘤代替物周围脑组织等效填充物，并多点植入剂量计；
S2、制定术前计划，并按照术前计划设计合适的穿刺路径，确定穿刺层面及具体位置，利用穿刺针穿刺肿瘤代替物；
S3、待所有穿刺针穿刺到植入位置后按照术前计划植入粒子，取出所有剂量计并读取实际剂量；
S4、制定术后计划，将实际剂量与粒子剂量进行对比验证。
S1中利用剂量计植入器穿刺肿瘤代替物，在特定点植入剂量计，再穿刺肿瘤代替物周围脑组织等效填充物，并多点植入剂量计，包括：
将颅骨模型放置于水平台上，打开骨盖，加热脑组织等效填充物，待其融化为透明液体后倒入颅骨模型；
用长针穿刺肿瘤代替物放入脑组织等效填充物中合适位置，待脑组织等效填充物降温凝固后拔出穿刺针；
利用剂量计植入器穿刺肿瘤代替物，在特定点植入剂量计；
利用剂量计植入器穿刺刺肿瘤代替物周围脑组织等效填充物，多点植入剂量计，并盖好骨盖，形成颅脑模型。
S2中制定术前计划，包括：
颅骨模型表面贴定位标，对颅脑模型进行CT扫描，将CT图像传入治疗计划系统，制定术前计划；
术前计划包括设计穿刺位置及针道方向，设定粒子活度，计算并记录粒子剂量D1及植入位置L1。
S2中按照术前计划设计合适的穿刺路径，确定穿刺层面及具体位置，包括：
查看肿瘤代替物与定位标之间的相对位置关系，在CT图像上基于术前计划设计合适的穿刺路径，利用CT激光线确定穿刺层面，利用定位标确定穿刺点。
S2中利用穿刺针穿刺肿瘤代替物，包括：
若穿刺点在预留的穿刺孔附近，则拔出胶塞直接从该穿刺空完成穿刺；否则，用骨钻在颅骨模型与穿刺点对应的位置钻孔，然后穿刺肿瘤代替物。
S3中待所有穿刺针穿刺到植入位置L1后按照术前计划植入粒子，包括：
穿刺针进针一定深度后利用CT确定当前穿刺方向，如果穿刺方向与针道方向一致，则直接穿刺到植入位置L1，否则纠正偏差后再次扫描CT；
植入粒子后利用CT确认当前粒子位置与植入位置L1是否一致。
S3中取出所有剂量计并读取实际剂量，包括：
设定测量剂量的时间间隔，到时间后取出所有剂量计并读取实际剂量D3。
S4中制定术后计划，包括：
对颅脑模型进行CT扫描，将CT图像传入治疗计划系统，制定术后计划；
术后计划包括计算并记录粒子剂量D2及植入位置L2。
S4中将实际剂量与粒子剂量进行对比验证，包括：
将术后计划中计算并记录的粒子剂量D2与实际剂量D3进行对比验证。
本申请技术方案中，颅骨模型内部铜金属标记用于在影像下确定肿瘤代替物的相对位置，便于多次重复练习同一部位的粒子植入手术。练习完成后可打开骨盖，取出部分脑组织等效填充物和肿瘤代替物，再将脑组织等效填充物融化后倒入模型内，将肿瘤代替物放入不同部位，待脑组织等效填充物降温凝固后即可再次使用。
本申请技术方案中，如图3所示，颅脑模型包括：
1)颅骨模型，选取骨骼等密度材料制作，大小及形状与成年中国人颅骨一致，顶部设一直径40mm的顶窗，顶窗上设有骨盖，骨盖为开合结构；颅骨侧面中线上从上到下每隔10mm设一直径5mm的穿刺孔，穿刺孔带有胶塞；颅骨模型中间水平面呈等边三角形设3个直径1mm的铜金属标记，作为定位用；
2)橡胶膜，在颅骨模型内侧紧贴颅骨设置薄层橡胶膜，模拟硬脑膜，医生在练习穿刺时穿过此膜产生落空感；
3)脑组织等效填充物，在整个颅骨模型内部完整填充，此物质有跟脑组织类似的触感及硬度，CT值与脑组织接近；
4)肿瘤代替物，为直径1-5cm不同大小的橡胶球，可放置在颅骨内部不同位置模拟肿瘤，橡胶球表面或内部可预先放入热释光剂量计以备粒子植入术后剂量测量；
5)剂量计植入器，穿刺到橡胶球或填充物内部特定部位，可将热释光剂量计植入用以测量剂量，剂量计植入器为尖端呈锐利斜面的针型物，带有针芯，截面呈长方形，内径长4mm，宽1mm，此截面刚好容许剂量计通过，长度为10cm。
颅骨模型顶部为可开关结构，用于放入或取出脑组织等效填充物及肿瘤代替物。颅骨模型侧面中线上每隔1cm开设一穿刺孔，穿刺孔带有胶塞，穿刺孔为练习穿刺或植入剂量计之用。颅骨模型可在任意位置打孔，用于穿刺练习或者植入剂量计测量粒子植入后的剂量。
颅骨模型内填充脑组织等效填充物模拟脑组织，在脑组织等效填充物中不同位置放置橡胶球模拟肿瘤，在颅骨模型与脑组织等效填充物之间放置薄层橡胶膜，模拟硬脑膜。颅骨模型、脑组织等效填充物及肿瘤等效材料均可在CT及MRI显影，并有跟CT影像下相应组织相似的密度。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种颅内肿瘤放射性粒子植入训练及剂量验证方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、利用剂量计植入器穿刺肿瘤代替物，在特定点植入剂量计，再穿刺肿瘤代替物周围脑组织等效填充物，并多点植入剂量计；
S2、制定术前计划，并按照术前计划设计合适的穿刺路径，确定穿刺层面及具体位置，利用穿刺针穿刺肿瘤代替物；
S3、待所有穿刺针穿刺到植入位置后按照术前计划植入粒子，取出所有剂量计并读取实际剂量；
S4、制定术后计划，将实际剂量与粒子剂量进行对比验证。
2.根据权利要求1所述的颅内肿瘤放射性粒子植入训练及剂量验证方法，其特征在于：S1中利用剂量计植入器穿刺肿瘤代替物，在特定点植入剂量计，再穿刺肿瘤代替物周围脑组织等效填充物，并多点植入剂量计，包括：
将颅骨模型放置于水平台上，打开骨盖，加热脑组织等效填充物，待其融化为透明液体后倒入颅骨模型；
用长针穿刺肿瘤代替物放入脑组织等效填充物中合适位置，待脑组织等效填充物降温凝固后拔出穿刺针；
利用剂量计植入器穿刺肿瘤代替物，在特定点植入剂量计；
利用剂量计植入器穿刺刺肿瘤代替物周围脑组织等效填充物，多点植入剂量计，并盖好骨盖，形成颅脑模型。
3.根据权利要求2所述的颅内肿瘤放射性粒子植入训练及剂量验证方法，其特征在于：S2中制定术前计划，包括：
颅骨模型表面贴定位标，对颅脑模型进行CT扫描，将CT图像传入治疗计划系统，制定术前计划；
所述术前计划包括设计穿刺位置及针道方向，设定粒子活度，计算并记录粒子剂量D1及植入位置L1。
4.根据权利要求3所述的颅内肿瘤放射性粒子植入训练及剂量验证方法，其特征在于：S2中按照术前计划设计合适的穿刺路径，确定穿刺层面及具体位置，包括：
查看肿瘤代替物与定位标之间的相对位置关系，在CT图像上基于术前计划设计合适的穿刺路径，利用CT激光线确定穿刺层面，利用定位标确定穿刺点。
5.根据权利要求4所述的颅内肿瘤放射性粒子植入训练及剂量验证方法，其特征在于：S2中利用穿刺针穿刺肿瘤代替物，包括：
若穿刺点在预留的穿刺孔附近，则拔出胶塞直接从该穿刺空完成穿刺；否则，用骨钻在颅骨模型与穿刺点对应的位置钻孔，然后穿刺肿瘤代替物。
6.根据权利要求5所述的颅内肿瘤放射性粒子植入训练及剂量验证方法，其特征在于：S3中待所有穿刺针穿刺到植入位置L1后按照术前计划植入粒子，包括：
穿刺针进针一定深度后利用CT确定当前穿刺方向，如果穿刺方向与针道方向一致，则直接穿刺到植入位置L1，否则纠正偏差后再次扫描CT；
植入粒子后利用CT确认当前粒子位置与植入位置L1是否一致。
7.根据权利要求6所述的颅内肿瘤放射性粒子植入训练及剂量验证方法，其特征在于：S3中取出所有剂量计并读取实际剂量，包括：
设定测量剂量的时间间隔，到时间后取出所有剂量计并读取实际剂量D3。
8.根据权利要求7所述的颅内肿瘤放射性粒子植入训练及剂量验证方法，其特征在于：S4中制定术后计划，包括：
对颅脑模型进行CT扫描，将CT图像传入治疗计划系统，制定术后计划；
所述术后计划包括计算并记录粒子剂量D2及植入位置L2。
9.根据权利要求8所述的颅内肿瘤放射性粒子植入训练及剂量验证方法，其特征在于：S4中将实际剂量与粒子剂量进行对比验证，包括：
将术后计划中计算并记录的粒子剂量D2与实际剂量D3进行对比验证。
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