CN2298570Y - 人体颅脑部放射诊断治疗模型 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种放射诊断、治疗、防护、医学教育、医学图像及辐射剂量研究中作为人体的替身工具。旨在解决仿真模拟人体头部病灶及辐照剂量的分布问题。包含仿真人体颅脑部的肌肉,颅骨及其内的脑组织和腔隙,有沿模型头部中心线横切剖分成的至少两个镶块,其中的测试镶块2中有拼合测试架6及其中可转动和可更换的多种测试模块,在脑组织部有辐射剂量参考点、有射线传感器。是实现人体头部肿瘤诊断治疗质量保证和质量控制优良的仿真模拟实验工具。

Description

人体颅脑部放射诊断治疗模型

本实用新型涉及一种放射诊断、治疗、防护、医学教育、医学图像及辐射剂量研究中作为人体的“替身”工具。特别是人体颅脑部肿瘤的辐照模型。

人体的头部骨质结构复杂，器官脆弱精细，难于外科手术；90年代以来用立体定位等中心准直聚焦及多野动态扫描，避开紧要器官进行非创伤性的x、γ线束颅脑外科手术，治疗脑颅肿瘤，是目前治疗头部肿瘤最有效的方法之一，实现了“开刀不用刀”，“手本不流血”的梦想。鉴于人体颅脑部结构复杂性，剂量分布的多变性，紧要器官的聚集性，如何提高靶区的定位精度，保护正常组织，提高治疗率，如何真实反映剂量分布规律，一直成为放疗界、剂量界所困扰的难题。1992年国际辐射剂量单位与测量委员会(ICRD)48号报告“放射诊断、治疗、防护体模及计算机模拟”推荐了美国RSD公司用于甲状线辐射剂量测量的体模。近年来，随着x、γ刀放射外科技术的发展，随产品也只能提供聚苯乙烯均匀球状体模。本发明人1985年研究成功的男性体模，1989年研究成功女性盆腔体模，1994年研究成功人体胸部病灶体模，1995年研究成功颅脑部体模，应用于国产OUR-XGD钴-60旋转γ刀放射治疗仪，并通过了国家鉴定。

近年来美国Alderson体模在材料和工艺方面有重大发展，但至今仍无多种器官和腔隙的颅脑部体模。因此，颅脑部肿瘤的误诊误治时有发生。

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种放射诊断、治疗、防护、医学教育、医学图像及辐射剂量研究中作为人体的“替身”工具的人体颅脑部放射诊断治疗模型。

本实用新型采用将已有的人体头颈的颅脑部制成组合镶块式结构，并在颅脑部设置能接需更换的测试模块来实现其目的。

本实用新型的人体颅脑部放射诊断治疗模型(参见附图)，包含仿真人体颅骨、颅脑部的肌肉及其内的脑组织和腔隙，其特征在于有沿模型头部中心线横切脑颅部剖分成的至少两个镶块，其中的测试镶块(2)中有拼合测试架(7)，拼合测试架中有与其呈转动配合的更换式的测试模块，在脑组织部有辐射剂量参考点，在测试模块、辐射剂量参考点中有射线传感器。

上述的测试镶块的上表面与下表面相互平行，有沿模型中心线贯通的圆柱腔(4)，所说的拼合测试架(6)呈与上述的圆柱腔相配合、且中心部有圆球腔(5)的扁圆柱形，沿圆球腔中心横向剖分成上块(7)和下块(8)。

上述的测试模块，可以有拼合测试架的圆柱腔中的正常组织与病灶参数比较测试模块(10)，该模块呈圆盘形，其上有至少四个均布且贯穿圆盘的其直径不等的圆孔(11)，有至少一个与圆孔相配合的圆柱形的更换式的病灶模块(12)。

上述测试模块，可以有拼合测试架的圆柱腔中的热释光计测试模块(13)，该模块呈圆盘形，在圆盘过中心的两条互相垂直的十字线上，各有一列均布的贯穿圆盘的通孔(14)。

上述的测试模块，可以有拼合测试架的圆柱腔中的半导体探测器测试模块(15)，该模块呈圆盘形，有一个过圆盘中心且贯穿圆盘的十字槽(16)。

上述测试模块可以有拼合测试架的圆柱腔中的胶片剂量计测试模块(17)，该模块呈圆盘形，圆盘中部有能放置胶片的凹部。

上述测试模块可以有拼合测试架的圆柱腔中的电离室剂量测试模块(18)，该模块呈圆盘形，有一个过圆盘中心至周边且贯穿圆盘的长孔(19)。

上述测试模块可以有是拼合测试架的圆柱腔中的旋转靶球测试模块(20)，该模块呈圆球形，在球面上有靶标。

上述的测试模块，可以有拼合测试架的圆柱腔中的三维几何中心测试模块(21)，该模块呈圆球形，沿中心横切剖分成两个半圆球(22、23)。

上述的辐射剂量参考点，呈能放置射线传感器的孔洞形，可以位于脑中心、脑垂体、脑额叶、枕叶、颞叶、脑干、视神经。

上述的射线传感器有至少一个，射线传感器呈长圆柱形、或立方体形、或方片形、或圆片形。

本实用新型的人体颅脑部放射诊断治疗模型，又称x、γ刀放射治疗体模。本模型在解剖学、材料学、传感器学及辐射剂量学的基础上，制成人体颅脑部辐照仿真模型。具有一般仿真模型所有的与人体外部形态相似，组织对辐射效应等效，内部结构仿真等特点，模拟了仿真颅骨、大脑半球(包括额叶、枕叶、颞叶、脑室及腔室)、肌肉，还可以有眼晶体、舌、鼻咽喉部及高含水的粘膜。本模型采用多个镶块、镶块内可拆卸和组装的拼合测试架及其内的可更换和可作三维旋转的测试模块结构，和在大脑半球部设置的辐射剂量参考点的结构，能充分暴露内部器官并可通过更换获得在不同区域、不同几何形状、不同质性(肌肉、脂肪、囊肿、水肿和钙化点)的模拟病灶；能真实反映肿瘤靶区及紧要器官的剂量分布。可作为人体的“替身”进行有危险性、普通方法所不能完成的各种医学实验和辐射剂量模拟，是实现医疗照射质量保证(QA)和质量控制(AC)必不可少的工具。

本模型中设置的正常组织病灶参数比较测试模块及其中的病灶模块，通过更换测试模块和转动测试模块，能实现几何参数、辐射参数、辐射剂量参数的比较测量，进行病灶、正常组织物理参数鉴别诊断。

本模型中在脑半球及紧要器官设置的辐射剂量参数考点，和设置的热释光计测试模块、半导体探测器测试模块、胶片剂量计测试模块、电离室剂量测试模块，通过更换测试模块和转动测试模块，能获得模拟颈部体内外的辐射剂量分布，为评价辐射剂量分布提供了实验工具。

本模型中设置的旋转靶球测试模块、三维几何中心测试模块，通过更换不同测试模块和转动测试模块，可实现靶心、靶线、靶区、靶体积辐射剂量参数的微分和积分、静态与动态测量，提供了新的等中心及野动态扫描剂量测试的科学方法。

本实用新型的上述结构，使其具有如下的优点和效果：

本人体颅脑部放射诊断治疗模型具有对电离辐射、散射、吸收的高仿真性和真实性辐射剂量模拟的特点，为肿瘤诊断的图像视觉评价；正常组织和病灶组织物理参数的比较评价；放射治疗中体内外剂量分布评价；新的放疗方案探索与可行性评价；装备的性能与安全性评价提供了优良的仿真模拟实验工具。本模型用稳定的受体重现了不同的电离射线类型，不同投照条件，不同时间空间差异，和辐射能在体内外的沉积规律。从而，可大幅度地提高肿瘤放射诊断治疗水平，可广泛用于头部肿瘤放射诊断、治疗、防护、医学教育及辐射剂量学研究，可作为人体的替身，进行x、γ刀的几何定位，靶点、靶线、靶区、靶体积的辐射剂量的模拟实验，是实现脑部肿瘤医疗照射质量保证和质量控制必不可少的工具。

下面，再用实施例及其附图对本实用新型作进一步地说明。

附图的简要说明。

图1是本实用新型的一种人体颅脑部放射诊断治疗模型的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1本模型的正常组织与病灶参数比较测试模块的示意图。

图4是图1本模型的热释光计测试模块的示意图。

图5是图1本模型的半导体探测器测试模块的示意图。

图6是图1本模型的胶片剂量计测试模块的示意图。

图7是图1本模型的电离室剂量测试模块的示意图。

图8是图1本模型的旋转靶球测试模块的示意图。

图9是图1本模型的三维几何中心测试模块的示意图。

图10是图1本模型的长圆柱形的射线传感器的示意图。

图11是图1本模型的立方体形的射线传感器的示意图。

图12是图1本模型的方片形的射线传感器的示意图。

图13是图1本模型的圆片形的射线传感器的示意图。

实施例1

本实用新型的一种人体颅脑部放射诊断治疗模型，如附图所示。

由于人体头部前后径和面廓随人种的不同而显著不同，如中国人与欧美人的人体头部前后径和面廓就有显著性差异，因此本人体颅脑部放射诊断治疗模型按人种的人体外形参数，首先用已有的方法，和多种与人体组织对辐射、散射、吸收特性相似的组织等效材料制成整体形的模型。即采用“骨形复原法”制模，用与组织辐射特性相似的骨材料制成全仿真颅骨，包含颅顶、眼眶、鼻咽腔、下颌和牙齿，并全仿真制成大脑两半球及腔隙、颈椎、晶状体、咽喉部、舌等器官和肌肉；用肌肉和脂肪弹性体等效材料模拟组织和腔隙；用复合稳定凝胶模拟高含水性的粘膜，然后用切割设备，在模型的脑颅部，沿模型头部中心线横切平行剖分，将模型剖分成头顶镶块1、测试镶块2、下部镶块3。

上述测试镶块的上表面与下表面相互平行，在其中心部有沿模型中心线贯通的圆柱腔4，圆柱腔4有通向模型外的信号线孔9，信号线孔中可装设射线传感器的信号线。在圆柱腔4中有与圆柱腔相配合、且中心部有圆球腔5的扁圆柱形的拼合测试架6。该拼合测试架沿圆球腔中心且平行于上下表面地横向剖分成上块7和下块8。在拼合测试架6的圆球腔5中配装有测试模块，测试模块能在圆球腔5中在三维方向转动，测试模块包含正常组织病灶参数比较测试模块、热释光计测试模块、半导体探测器测试模块、胶片剂量计测试模块、电离室剂量测试模块、旋转靶球测试模块、三维几何中心测试模块等，上述各测试模块可按需更换装入拼合测试架7的圆球腔中使用，构成可更换和可转动的结构。

上述正常组织与病灶参数比较测试模块10，呈圆盘形，其上有四个贯穿圆盘的其直径不等的圆孔11，有与各圆孔相配合的圆柱形的更换式的病灶模块12。病灶模块用已有的仿真材料制成仿真模拟的各种病灶，如不同几何形状，不同质性的肌肉、脂肪、囊肿、水肿及钙化点等。病灶模块的几何中心有能用于放置射线传感器的孔洞。测试时按需更换，将装有射线传感器的所需病灶模块放入圆孔中使用，构成更换式结构。

上述热释光计测试模块13，呈圆盘形，在圆盘过中心的两条互相垂直的十字线上，各有一列均布的贯穿圆盘的通孔14。通孔可以是圆孔、或方孔、或槽孔，用于放置射线传感器。

上述半导体探测器测试模块15，呈圆盘形，有一个过圆盘中心且贯穿圆盘的十字槽16，用于放置射线传感器。

上述胶片剂量计测试模块17，用脑组织等效材料制成，呈圆盘形，圆盘中部有能放置胶片和射线传感器的凹部。

上述电离室剂量测试模块18，用脑组织等效材料制成，呈圆盘形，有一个过圆盘中心至周边且贯穿圆盘的长孔19，用于放置射线传感器。

上述的旋转靶球测试模块20，用脑组织等效材料制成，该模块呈圆球形，在球面上有靶标和放置射线传感器的孔。

上述的三维几何中心测试模块21，用脑组织等效材料制成，该模块呈圆球形，沿中心横切剖分成两个半圆球22、23，两半圆球上有放置射线传感器的三维座标孔。

上述的辐射剂量参考点，呈能放置射线传感器的孔洞形，位于脑中心、脑垂体、脑额叶、枕叶、颞叶、脑干、视神经。

上述的射线传感器有至少一个，射线传感器呈长圆柱形、或立方体形、或方片形、或圆片形。

使用本模型，首先开启各模块，再按需放置测定模块、射线传感器并调整方位后，组装各镶块，然后按需进行辐照，最后取出传感器测其射线剂量，获得数据；当选用载线传感器时，采用载线时实监测而获得数据。

Claims (11)

1、人体颅脑部放射诊断治疗模型，包含仿真人体颅骨、颅脑部的肌肉及其内的脑组织和腔隙，其特征在于有沿模型头部中心线横切脑颅部剖分成的至少两个镶块，其中的测试镶块(2)中有拼合测试架(6)，拼合测试架中有与其呈转动配合的更换式的测试模块，在脑组织部有辐射剂量参考点，在测试模块、辐射剂量参考点中有射线传感器。

2、如权利要求1所述的人体颅脑部放射诊断治疗模型，其特征在于所说的测试镶块的上表面与下表面相互平行，有沿模型中心线贯通的圆柱腔(4)，所说的拼合测试架(6)呈与上述的圆柱腔相配合、且中心部有圆球腔(5)的扁圆柱形，沿圆球腔中心横向剖分成上块(7)和下块(8)。

3、如权利要求2所述的人体颅脑部放射诊断治疗模型，其特征在于所说的测试模块是拼合测试架的圆柱腔中的正常组织与病灶参数比较测试模块(10)，该模块呈圆盘形，其上有至少四个均布且贯穿圆盘的其直径不等的圆孔(11)，有至少一个与圆孔相配合的圆柱形的更换式的病灶模块(12)。

4、如权利要求2所述的人体颅脑部放射诊断治疗模型，其特征在于所说的测试模块是拼合测试架的圆柱腔中的热释光计测试模块(13)，该模块呈圆盘形，在圆盘过中心的两条互相垂直的十字线上，各有一列均布的贯穿圆盘的通孔(14)。

5、如权利要求2所述的人体颅脑部放射诊断治疗模型，其特征在于所说的测试模块是拼合测试架的圆柱腔中的半导体探测器测试模块(15)，该模块呈圆盘形，有一个过圆盘中心且贯穿圆盘的十字槽(16)。

6、如权利要求2所述的人体颅脑部放射诊断治疗模型，其特征在于所说的测试模块是拼合测试架的圆柱腔中的胶片剂量计测试模块(17)，该模块呈圆盘形，圆盘中部有能放置胶片的凹部。

7、如权利要求2所述的人体颅脑部放射诊断治疗模型，其特征在于所说的测试模块是拼合测试架的圆柱腔中的电离室剂量测试模块(18)，该模块呈圆盘形，有一个过圆盘中心至周边且贯穿圆盘的长孔(19)。

8、如权利要求2所述的人体颅脑部放射诊断治疗模型，其特征在于所说的测试模块是拼合测试架的圆柱腔中的旋转靶球测试模块(20)，该模块呈圆球形，在球面上有靶标。

9、如权利要求2所述的人体颅脑部放射诊断治疗模型，其特征在于所说的测试模块是拼合测试架的圆柱腔中的三维几何中心测试模块(21)，该模块呈圆球形，沿中心横切剖分成两个半圆球(22、23)。

10、如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的人体颅脑部放射诊断治疗模型，其特征在于所说的辐射剂量参考点，呈能放置射线传感器的孔洞形，位于脑中心、脑垂体、脑额叶、枕叶、颞叶、脑干、视神经。

11、如权利要求10所述的人体颅脑部放射诊断治疗模型，其特征在于所说的射线传感器有至少一个，射线传感器呈长圆柱形、或立方体形、或方片形、或圆片形。

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