CN113476733B - 基于医学影像近距离放射治疗组织间插植施源器引导方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于医学影像近距离放射治疗组织间插植施源器引导方法，包括：采集治疗部位的三维医学影像信息；确定治疗部位照射靶区以及周围重要正常组织器官的体积范围，设计布置穿刺插植针的位置及方向；导出患者影像以及计划设计相关数据至增材制造系统进行引导模型的设计后处理。本方案提高了插植针在患者体内的精度和准确性，使得每个治疗分次插植针分布位置具有良好重复性，提高插植治疗方法质量和疗效，降低治疗副反应发生概率；本引导模型内部中空设计可用于CT图像或者MRI引导的近距离治疗以及在MRI磁共振T2加权成像下清晰显示出模型本体的形态和其中插植针道的走向，有效提高治疗工作效率，实现精准治疗的目的。

Description

基于医学影像近距离放射治疗组织间插植施源器引导方法
技术领域
本发明属于医疗辅助器械设计技术领域，具体涉及一种基于医学影像近距离放射治疗组织间插植施源器引导方法。
背景技术
现代近距离放射治疗中，组织间插植技术作为一项重要的组成部分，对复发难治型肿瘤起到了非常重要的作用，治疗过程中施源器也就是插植针的准确植入是有效保证治疗质量的重要环节之一。在如上所述的治疗流程中，临床工作人员在对患者进行插植针的组织间植入时，一般只能采用徒手插植的方式，缺乏一种能在医学影像设备(如CT，MRI，B超等)引导下辅助插植针确定插入方向和位置以及深度的安全而有效的手段，无法相对简单地对患者实现个体化、标准化、精细化治疗。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于医学影像近距离放射治疗组织间插植施源器引导方法，以解决现有技术中的不足。
为了达到上述目的，本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
提供一种基于医学影像近距离放射治疗组织间插植施源器引导方法，其包括下列步骤：
采集患者治疗部位的三维医学影像信息；
确定治疗部位照射靶区以及周围重要正常组织器官的体积范围，设计布置穿刺插植针的位置以及方向；
导出患者影像以及计划设计相关数据至增材制造系统进行引导模型的设计后处理。
如所述的基于医学影像近距离放射治疗组织间插植施源器引导方法，所述引导模型包括具有中空结构的柱状部分以及穿过所述柱状部分的穿刺针道，所述引导模型的柱状部分的端面设有与所述中空结构相连接的液体注入孔以及排气孔。
如所述的基于医学影像近距离放射治疗组织间插植施源器引导方法，根据所选用的所述穿刺插植针的外径，设计所述引导模型上的所述穿刺针道的内径，计算所述穿刺插植针进入患者体内的深度并生成包含相应信息的文件图表，使得所述穿刺插植针顺畅通过相应针道并到达患者体内预计指定位置。
如所述的基于医学影像近距离放射治疗组织间插植施源器引导方法，穿过所述引导模型的柱状部分的所述穿刺针道为偶数条，并在所述引导模型的柱状部分的中空结构内呈现轴对称分布。
如所述的基于医学影像近距离放射治疗组织间插植施源器引导方法，所述增材制造系统为3D打印系统。
本发明技术方案的有益效果是：
本发明方案解决了传统近距离治疗中徒手插植可能发生的进针位置方向角度不准确以及可能伤及治疗靶区周围重要器官的问题，大大提高了插植针在患者体内的精度和准确性，使得每个治疗分次插植针分布位置都具有良好的重复性，有效提高插植治疗方法的质量和疗效，大大降低治疗副反应发生的概率；
由于本引导模型独创的内部中空设计，在内部加注显像液体后，不仅可以用于CT图像或者MRI引导的近距离治疗，更可以在MRI磁共振T2加权成像下清晰有效地显示出模型本体的形态和其中插植针道的走向，便于在相应MRI图像上准确识别相应结构，以便进行患者治疗靶区和危及器官勾画以及重建插植针等治疗计划的制定工作，有效提高治疗工作效率，实现精准治疗的目的。
附图说明
为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
图1为本发明方法的流程示意框图；
图2a为本发明一较佳实施例中引导模型的结构示意图；
图2b为图2a中引导模型的柱状部分的结构示意图；
图2c为图2a中引导模型的柱状部分的外端面主视图；
图2d为图2b中引导模型的柱状部分的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
参看图1所示，本发明基于医学影像近距离放射治疗组织间插植施源器引导方法，主要包括下列步骤：S1、在正式进行组织间插植治疗前，需要对患者预先采集其治疗部位的三维医学影像信息(如MRI或者CT等)，不仅可以用于MRI磁共振图像引导插植治疗，同样也可用于CT图像引导的插植治疗，实现多种三维图像引导治疗方式的适配。在盆腔肿瘤如宫颈癌的应用中，采集患者图像时，需要在其天然腔道内放入预制圆柱体模型，可以有效增大邻近正常组织与肿瘤的间隙，在正式治疗时降低其受照剂量；并在患者体表相应位置粘贴若干定位标记点，以便在模型制作和治疗复位时提供可以坐标参考。
S2、在患者医学图像采集完成后，利用已有的治疗计划系统软件进行预先治疗计划的设计，确定治疗部位照射靶区以及周围重要正常组织器官的体积范围，并设计布置治疗插植针的位置以及方向；而后通过导出患者影像以及计划设计等相关数据至专用的增材制造系统(比如3D打印系统等)进行引导模型的设计后处理；
S3、导出患者影像以及计划设计相关数据至增材制造系统进行引导模型的设计后处理。
参看图2a、图2b、图2c和图2d所示，在设计引导模型1时，引导模型1包括具有中空结构11的柱状部分12以及穿过柱状部分12的穿刺针道13，以保留穿过其中的穿刺针道13的完整性。同时在引导模型1的柱状部分12的端面留有与内部的中空结构11相连接的液体注入孔14以及排气孔15，便于注入生理盐水等MRI显像液体，以便在MRI影像设备生成的T2序列扫描中呈现高亮度信号，与低亮度信号的插植针道形成对比反差，便于在治疗计划系统中进行插植针的结构重建。另外根据实际需要还可在引导模型1的外端面设计定位孔16，方便模型定位。在引导模型1的柱状部分12的端面还具有针道编码17，各个针道编码17分别位于相应的针道入口一侧。
根据所选用的穿刺插植针的外径，设计引导模型1上的穿刺针道13的内径，计算穿刺插植针进入患者体内的深度并生成包含相应信息的文件图表，使得穿刺插植针顺畅通过相应针道并到达患者体内预计指定位置。例如：针道内径＝穿刺针外径+0.4mm，即当穿刺针外径为1.5mm时，针道内径应为1.9mm，0.4mm为偏移量，以便插植针顺畅通过针道；插植针进针深度＝预计针尖到患者表皮长度+引导模型外表面到患者体表厚度+引导模型外表面针柱凸起高度，即假设预计针尖到患者表皮长度为100mm，引导模型外表面到患者体表厚度为4mm，引导模型外表面针柱凸起高度为6mm，则插植针进针深度为100mm+4mm+6mm＝110mm。
在本发明的优选实施例中，穿过引导模型1的柱状部分12的穿刺针道13为偶数条，并在引导模型1的柱状部分12的中空结构11内呈现轴对称分布。
本发明方案解决了传统近距离治疗中徒手插植可能发生的进针位置方向角度不准确以及可能伤及治疗靶区周围重要器官的问题，大大提高了插植针在患者体内的精度和准确性，使得每个治疗分次插植针分布位置都具有良好的重复性，有效提高插植治疗方法的质量和疗效，大大降低治疗副反应发生的概率；由于本引导模型独创的内部中空设计，在内部加注显像液体后，不仅可以用于CT图像或者MRI引导的近距离治疗，更可以在MRI磁共振T2加权成像下清晰有效地显示出模型本体的形态和其中插植针道的走向，便于在相应MRI图像上准确识别相应结构，以便进行患者治疗靶区和危及器官勾画以及重建插植针等治疗计划的制定工作，有效提高治疗工作效率，实现精准治疗的目的。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所做出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于医学影像近距离放射治疗组织间插植施源器引导方法，其特征在于，包括下列步骤：
采集患者治疗部位的三维医学影像信息；
确定治疗部位照射靶区以及周围重要正常组织器官的体积范围，设计布置穿刺插植针的位置以及方向；
导出患者影像以及计划设计相关数据至增材制造系统进行引导模型的设计后处理，所述引导模型包括具有中空结构的柱状部分以及穿过所述柱状部分的穿刺针道，所述引导模型的柱状部分的端面设有与所述中空结构相连接的液体注入孔以及排气孔，所述液体注入孔为了加注显像液体；
穿过所述引导模型的柱状部分的所述穿刺针道为偶数条，并在所述引导模型的柱状部分的中空结构内呈现轴对称分布。
2.如权利要求1所述基于医学影像近距离放射治疗组织间插植施源器引导方法，其特征在于，根据所选用的所述穿刺插植针的外径，设计所述引导模型上的所述穿刺针道的内径，计算所述穿刺插植针进入患者体内的深度并生成包含相应信息的文件图表，使得所述穿刺插植针顺畅通过相应针道并到达患者体内预计指定位置。
3.如权利要求1所述基于医学影像近距离放射治疗组织间插植施源器引导方法，其特征在于，所述增材制造系统为3D打印系统。
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