基于3d打印技術(shù)的腫瘤放射治療調(diào)強(qiáng)補(bǔ)償器制作方法
【專利摘要】調(diào)強(qiáng)裝置是腫瘤放射調(diào)強(qiáng)治療的一種重要手段，臨床調(diào)強(qiáng)裝置主要有多葉光柵和補(bǔ)償器兩種，臨床實(shí)驗(yàn)表明，采用補(bǔ)償器可以獲得比多葉光柵更好的劑量分布、劑量計(jì)算簡(jiǎn)單、易于驗(yàn)證、治療簡(jiǎn)便。臨床上目前制作補(bǔ)償器的主要方法是使用自動(dòng)銑磨機(jī)，由于需要專門的技術(shù)，不便于臨床工作人員使用，一般委托醫(yī)院以外的加工單位加工，因此相對(duì)的制作時(shí)間長(zhǎng)，成本高。為了解決現(xiàn)有技術(shù)采用自動(dòng)銑磨機(jī)加工補(bǔ)償器對(duì)臨床工作人員很不方便、相對(duì)的制作時(shí)間長(zhǎng)、成本高的問題，本發(fā)明提出了采用3D打印機(jī)制作調(diào)強(qiáng)補(bǔ)償器的方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在醫(yī)院科室內(nèi)部就可以制作調(diào)強(qiáng)補(bǔ)償器，具有操作簡(jiǎn)單、易于臨床工作人員使用、價(jià)格便宜、制作時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】基于3D打印技術(shù)的腫瘤放射治療調(diào)強(qiáng)補(bǔ)償器制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及腫瘤放射治療調(diào)強(qiáng)補(bǔ)償器制作，具體地說是基于3D打印技術(shù)的腫瘤放射治療調(diào)強(qiáng)補(bǔ)償器制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]調(diào)強(qiáng)裝置是腫瘤放射調(diào)強(qiáng)治療的一種重要手段，目前，臨床調(diào)強(qiáng)裝置主要有多葉光柵和補(bǔ)償器兩種，使用多葉光柵的調(diào)強(qiáng)放療優(yōu)勢(shì)是自動(dòng)化程度較高，不過也存在計(jì)算復(fù)雜、耗時(shí)較長(zhǎng)、效率低下、質(zhì)量控制和質(zhì)量保證復(fù)雜、需要的輔助設(shè)備昂貴等缺點(diǎn)。而采用補(bǔ)償器的調(diào)強(qiáng)治療，臨床實(shí)驗(yàn)表明可以獲得比多葉光柵更好的劑量分布、劑量計(jì)算簡(jiǎn)單、易于驗(yàn)證、治療簡(jiǎn)便、成本低。
[0003]臨床上目前制作補(bǔ)償器的主要方法是使用自動(dòng)銑磨機(jī)，直接加工出金屬補(bǔ)償塊；或先加工出陰模，然后采用澆鑄成型，或向陰模中裝入合金粉末或顆粒。但是由于自動(dòng)銑磨機(jī)的使用需要專門的技術(shù)，對(duì)臨床工作人員很不方便，因此一般委托醫(yī)院以外的加工單位加工，因此相對(duì)的制作時(shí)間長(zhǎng),成本高。
[0004]作為一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，3D打印機(jī)近年來(lái)在工業(yè)快速成型、醫(yī)療義肢制作等領(lǐng)域獲得應(yīng)用，3D打印技術(shù)已經(jīng)受到越來(lái)越廣泛的重視，隨著桌面3D打印機(jī)及打印材料價(jià)格的不斷下降，3D打印技術(shù)正在向?qū)嵱没较蜻~進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)所采用 的自動(dòng)銑磨機(jī)加工補(bǔ)償器的方法對(duì)臨床工作人員很不方便、相對(duì)制作時(shí)間長(zhǎng)、成本高的問題，本專利提出了采用3D打印機(jī)制作調(diào)強(qiáng)補(bǔ)償器的方 法。
[0006]步驟1:使用放射治療計(jì)劃系統(tǒng)計(jì)算每個(gè)調(diào)強(qiáng)束的注量分布圖。
[0007]步驟2:然后將調(diào)強(qiáng)束注量分布圖轉(zhuǎn)化為3D打印機(jī)格式文件。
[0008]步驟3:使用3D打印機(jī)打印出調(diào)強(qiáng)補(bǔ)償器陰模。
[0009]步驟4:將合金粉末或顆粒裝入補(bǔ)償器陰模并封裝。
[0010]步驟5:對(duì)制作好的補(bǔ)償器進(jìn)行驗(yàn)證。如有偏差則重復(fù)步驟4，保證驗(yàn)證對(duì)比滿足誤差要求。
[0011]治療時(shí)，將制作好的補(bǔ)償器置于治療機(jī)(醫(yī)用直線加速器、鈷-60機(jī)治療頭下方)固定好。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利在具有3D打印設(shè)備的醫(yī)院科室內(nèi)部就可以制作調(diào)強(qiáng)補(bǔ)償器，具有操作簡(jiǎn)單、易于臨床工作人員使用、價(jià)格便宜、制作時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本專利制作調(diào)強(qiáng)補(bǔ)償器的方法示意流程圖。
[0014]圖2是采用放射治療計(jì)劃系統(tǒng)計(jì)算出的5個(gè)調(diào)強(qiáng)束的注量分布圖。[0015]圖3是3D打印機(jī)STL文件格式。
[0016]圖4是計(jì)算的調(diào)強(qiáng)束注量分布圖。
圖5是實(shí)測(cè)的調(diào)強(qiáng)束注量分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下的實(shí)例是結(jié)合放射治療計(jì)劃系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基于3D打印技術(shù)的腫瘤放射治療調(diào)強(qiáng)補(bǔ)償器制作方法
[0018]1、使用放射治療計(jì)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)調(diào)強(qiáng)治療計(jì)劃。
[0019]2、優(yōu)化計(jì)算得到的各調(diào)強(qiáng)束的注量分布圖。見圖2。
[0020]3、根據(jù)公式(I)將各輻射束注量分布圖轉(zhuǎn)化為塞羅本德合金顆粒(大小為20目)的厚度，并保存為3D打印機(jī)STL格式文件(見圖3)。
[0021]t（f） =-hvl/0.693ln(1/10)
[0022]T為補(bǔ)償器厚度，HVL為塞羅本德合金顆粒半價(jià)層，10為注量分布最大值，I為待轉(zhuǎn)化注量分布值。
[0023]4、打印輸出陰模。
[0024]5、將大小為20目的塞羅本德合金顆粒裝入補(bǔ)償器陰模并封裝。
[0025]6、對(duì)制作好的補(bǔ)償器進(jìn)行驗(yàn)證。見圖4，圖5。
[0026]7、上述實(shí)例采用Z Corp的Zprinter 350 3D打印機(jī)打印補(bǔ)償器陰模。
[0027]8、每個(gè)補(bǔ)償器平均制作時(shí)間為2小時(shí)，約為傳統(tǒng)制作時(shí)間的1 / 20。
【權(quán)利要求】
1.一種基于3D打印技術(shù)的腫瘤放射治療調(diào)強(qiáng)補(bǔ)償器制作方法，其特征在于包括以下步驟 : 使用放射治療計(jì)劃系統(tǒng)計(jì)算每個(gè)調(diào)強(qiáng)束的注量分布圖； 將調(diào)強(qiáng)束注量分布圖轉(zhuǎn)化為3D打印機(jī)格式文件； 使用3D打印機(jī)打印出調(diào)強(qiáng)補(bǔ)償器陰模； 將合金粉末或顆粒裝入補(bǔ)償器陰模并封裝； 對(duì)制作好的補(bǔ)償器進(jìn)行驗(yàn)證。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償器制作方法，其特征在于所述的使用放射治療計(jì)劃系統(tǒng)計(jì)算每個(gè)調(diào)強(qiáng)束注量分布圖包括以下步驟: 使用放療計(jì)劃系統(tǒng)對(duì)所選的患者(或體模)設(shè)計(jì)調(diào)強(qiáng)治療計(jì)劃； 計(jì)算每個(gè)調(diào)強(qiáng)束的注量分布圖； 保存每個(gè)調(diào)強(qiáng)束的注量分布圖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的將每個(gè)調(diào)強(qiáng)束注量分布圖轉(zhuǎn)化為3D打印機(jī)格式文件包括如下步驟: 根據(jù)調(diào)強(qiáng)束注量分布圖像素值與合金粉末或顆粒厚度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將注量分布圖的像素值轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的打印厚度； 將轉(zhuǎn)換后的厚度數(shù)據(jù)保存為打印機(jī)可以識(shí)別的文件格式，如STL等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的裝入并封裝到補(bǔ)償器陰模的合金粉末或顆粒材料可以是鎢、銅、錫、鋼等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述的對(duì)制作好的補(bǔ)償器進(jìn)行驗(yàn)證包括如下步驟: 使用影子盤或其它附件裝置將補(bǔ)償器固定到治療機(jī)治療頭下方； 將治療機(jī)臂置于零度位置； 在等中心處放置平板探測(cè)器或膠片； 將實(shí)測(cè)的劑量分布與采用計(jì)劃系統(tǒng)計(jì)算的劑量分布進(jìn)行對(duì)比； 如有偏差則重新裝入合金粉末或顆粒，保證驗(yàn)證對(duì)比滿足誤差要求。
【文檔編號(hào)】A61N5/10GK103505819SQ201310450475
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】曲桂紅 申請(qǐng)人:曲桂紅