本發(fā)明涉及于腫瘤放射治療技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種腫瘤精準(zhǔn)放療定位產(chǎn)品的3d個(gè)體化打印制造方法及其產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

目前，腫瘤患者進(jìn)行放射治療時(shí)的體位固定解決方案為放療定位膜和/或真空墊，輔以碳纖維固定托板、頭枕。放療定位膜/真空墊、頭枕、碳纖維固定板等組成一套體位固定裝置?；颊叽_診為腫瘤患者并決定擬行放療后，到膜室進(jìn)行制膜/制作真空墊，完成制膜/真空墊后，再到ct定位室，戴上體位固定裝置(熱塑膜/真空墊)進(jìn)行腫瘤ct定位，獲取患者腫瘤部位的ct圖像，并傳到tps進(jìn)行放射治療計(jì)劃的設(shè)計(jì)后。在確認(rèn)放療技術(shù)的可行性與計(jì)劃驗(yàn)證后，患者再次戴上該體位固定裝置到加速器機(jī)房進(jìn)行分次治療。

現(xiàn)有的技術(shù)存在以下缺陷：

(1)在分次治療過程中，因放療定位膜/真空墊/泡沫頭枕等產(chǎn)品的材料都是非硬質(zhì)材料，只要患者身體稍微移動(dòng)或重力分布改變，體位固定裝置就會(huì)產(chǎn)生形變，無法有效地限制患者的細(xì)微運(yùn)動(dòng)，更無法體現(xiàn)最適于進(jìn)行放療的患者體表輪廓，從而產(chǎn)生不可避免的誤差。

(2)另外，熱敷塑型的放療定位膜與抽真空塑型的定位墊都是由比較粗糙的材料制造而成，無法很好地對(duì)患者身體進(jìn)行塑形，無法體現(xiàn)出患者體表輪廓細(xì)節(jié)，所提供的定位精度完全達(dá)不到精準(zhǔn)放療的精度要求。

(3)放療定位膜/真空墊與碳纖維固定底座之間的固定、整個(gè)體位固定裝置與治療設(shè)備床板之間的固定、技師的擺位指導(dǎo)及患者對(duì)指導(dǎo)的理解等因素，都會(huì)引入誤差，導(dǎo)致腫瘤的治療精度不高、腫瘤的局部控制率不高等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種腫瘤精準(zhǔn)放療定位產(chǎn)品的3d個(gè)體化打印制造方法及其產(chǎn)品，解決現(xiàn)有技術(shù)中固定裝置多部件固定引入誤差的問題。

本發(fā)明的目的采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種腫瘤精準(zhǔn)放療定位產(chǎn)品的3d個(gè)體化打印制造方法，包括：

對(duì)患者的腫瘤部位進(jìn)行掃描，得到患者的腫瘤部位以及患者體表的表面輪廓，并根據(jù)患者的腫瘤部位相對(duì)應(yīng)的表面輪廓完成定位產(chǎn)品第一部分三維圖像構(gòu)建；

對(duì)治療設(shè)備床板進(jìn)行掃描，得到該治療設(shè)備床板的三維圖像數(shù)據(jù)；

依據(jù)患者背部輪廓圖像與上述治療設(shè)備床板的三維圖像完成定位產(chǎn)品第二部分三維圖像的構(gòu)建；

將定位產(chǎn)品第一部分三維圖像與定位產(chǎn)品第二部分三維圖像進(jìn)行融合，從而完成定位產(chǎn)品三維圖像的構(gòu)建；

將上述構(gòu)建完成的定位產(chǎn)品的三維圖像傳輸至3d打印終端，即完成定位產(chǎn)品的打印。

進(jìn)一步地，上述對(duì)患者的腫瘤部位進(jìn)行掃描，得到患者的腫瘤部位以及患者體表的表面輪廓，并根據(jù)患者的腫瘤部位相對(duì)應(yīng)的表面輪廓完成定位產(chǎn)品第一部分三維圖像構(gòu)建，具體為：

使用聲光醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，對(duì)患者的腫瘤部位進(jìn)行掃描，得到患者的腫瘤部位及周圍解剖結(jié)構(gòu)的3d醫(yī)學(xué)圖像，并將該3d醫(yī)學(xué)圖像傳輸?shù)?d打印終端的重建系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，上述構(gòu)建的定位產(chǎn)品第一部分三維圖像的厚度為2mm，定位產(chǎn)品第一部分的網(wǎng)孔率為36％。

進(jìn)一步地，根據(jù)患者的腫瘤部位相對(duì)應(yīng)的表面輪廓完成定位產(chǎn)品第一部分三維圖像構(gòu)建，還包括，對(duì)患者的體表與定位產(chǎn)品第一部分三維圖像的接觸面進(jìn)行平滑處理，處理精度為1μm。

進(jìn)一步地，上述依據(jù)患者背部輪廓圖像與上述治療設(shè)備床板的三維圖像完成定位產(chǎn)品第二部分三維圖像的構(gòu)建，具體為：將患者背部輪廓的三維圖像與治療設(shè)備床板的三維圖像融合在一起，觀察患者與治療設(shè)備床板之間出現(xiàn)空隙，再根據(jù)治療設(shè)備床板的射線穿透率與腫瘤的臨床照射要求將患者背部輪廓的三維圖像與治療設(shè)備床板的三維圖像分開，從而完成定位產(chǎn)品第二部分三維圖像的構(gòu)建。

進(jìn)一步地，還包括，對(duì)患者背部輪廓與定位產(chǎn)品第二部分的接觸面進(jìn)行平滑處理，平滑處理的精度為1μm。

進(jìn)一步地，將上述構(gòu)建完成的定位產(chǎn)品的三維圖像傳輸至3d打印終端，即完成定位產(chǎn)品的打印，打印材料為高分子纖維素。

進(jìn)一步地，打印的定位產(chǎn)品第一部分的厚度為2mm，定位產(chǎn)品第一部分的網(wǎng)孔率為36％，，打印的定位產(chǎn)品第二部分的厚度為1cm，且在定位產(chǎn)品第二部分內(nèi)部注入氣泡，使定位產(chǎn)品第二部分鏤空部位占比達(dá)到65％。

本發(fā)明的目的還采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種腫瘤精準(zhǔn)放療定位產(chǎn)品，包括，定位產(chǎn)品第一部分和定位產(chǎn)品第二部分，該定位產(chǎn)品第一部分和定位產(chǎn)品第二部分采用上述技術(shù)方案中的打印制造方法打印。

進(jìn)一步地，所述產(chǎn)品第一部分和定位產(chǎn)品第二部采用軸連接。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明技術(shù)方案，采用3d打印技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的腫瘤精準(zhǔn)放療定位產(chǎn)品是一個(gè)一體化定位裝置，其只需與治療設(shè)備床板進(jìn)行固定就可以實(shí)現(xiàn)體位的固定，減少了各部件間固定的定位誤差，很大程度地提高了體位固定的精度，讓腫瘤放射治療真正地實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)放療。另外，定位產(chǎn)品的三維圖像是根據(jù)每個(gè)患者的體表輪廓進(jìn)行重建并打印制造，提供理想的契合度，提高體位固定的精度，實(shí)現(xiàn)腫瘤的精準(zhǔn)放療。

具體效果如下：

(1)提高腫瘤治療精度，減少誤差，降低正常組織的輻射劑量，提高治療效果，改善患者生存質(zhì)量；

(2)個(gè)性化定制體位固定產(chǎn)品，提供舒適的固定體位，提高患者的治療體驗(yàn)；

(3)可使用患者確診時(shí)的醫(yī)學(xué)影像資料或無創(chuàng)高分辨率的掃描技術(shù)獲取患者的3d圖像來定制定位產(chǎn)品，縮短患者等待治療的時(shí)間，減少輻照；

(4)優(yōu)化目前的制模、擺位、復(fù)位流程，節(jié)省技師的定位時(shí)間，減少人為誤差；

(5)淘汰當(dāng)前固定托板、頭枕等附加設(shè)備，將定位產(chǎn)品固定在治療床上，減少此環(huán)節(jié)的誤差，降低醫(yī)院的運(yùn)營成本；

(6)3d打印的固定產(chǎn)品采用可降解的環(huán)保高分子生物材料，減少醫(yī)用垃圾。解決傳統(tǒng)真空袋采用普通泡沫顆粒，不環(huán)保，且抽真空成型定位方法，在治療過程中容易漏氣，無法提供原定位體位，造成治療失誤，易出現(xiàn)醫(yī)療安全事故等問題。

附圖說明

圖1為發(fā)明腫瘤精準(zhǔn)放療定位產(chǎn)品的3d個(gè)體化打印制造方法的流程圖；

圖2為發(fā)明腫瘤精準(zhǔn)放療定位產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、定位產(chǎn)品第一部分；2、定位產(chǎn)品第二部分；3、定位銷；4、固定產(chǎn)品與治療設(shè)備床板固定銷。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，需要說明的是，在不相沖突的前提下，以下描述的各實(shí)施例之間或各技術(shù)特征之間可以任意組合形成新的實(shí)施例。

本發(fā)明基于3d打印技術(shù)生產(chǎn)腫瘤精準(zhǔn)放療的定位產(chǎn)品，將產(chǎn)品進(jìn)行一體化生產(chǎn)。

如圖1所示，一種腫瘤精準(zhǔn)放療定位產(chǎn)品的3d個(gè)體化打印制造方法，包括：

對(duì)患者的腫瘤部位進(jìn)行掃描，得到患者的腫瘤部位以及患者體表的表面輪廓，并根據(jù)患者的腫瘤部位相對(duì)應(yīng)的表面輪廓完成定位產(chǎn)品第一部分1三維圖像構(gòu)建；

基于無創(chuàng)高分辨率聲光醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的腫瘤患者定位圖像重建定位產(chǎn)品的3d圖像：使用引進(jìn)的無創(chuàng)高分辨率聲光醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，對(duì)患者的腫瘤部位進(jìn)行掃描，得到患者的腫瘤部位及周圍解剖結(jié)構(gòu)的高分辨率3d醫(yī)學(xué)圖像，并采用保真數(shù)字化傳輸技術(shù)，將該圖像傳輸?shù)?d打印終端重建系統(tǒng)。該重建系統(tǒng)可以是autocad等軟件。利用該重建系統(tǒng)，根據(jù)該患者圖像體表上的表面輪廓，個(gè)性化地重建腫瘤患者體位固定產(chǎn)品的第一部分(上部分)三維圖像。

對(duì)治療設(shè)備床板進(jìn)行掃描，得到該治療設(shè)備床板的三維圖像數(shù)據(jù)；

基于無創(chuàng)高分辨率醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的治療設(shè)備床板的三維圖像：利用該成像技術(shù)對(duì)治療設(shè)備的床板進(jìn)行掃描，得到該床板的三維圖像數(shù)據(jù)，并采用保真數(shù)字化傳輸技術(shù)傳送到圖像重建系統(tǒng)。

依據(jù)患者背部輪廓圖像與上述治療設(shè)備床板的三維圖像完成定位產(chǎn)品第二部分2三維圖像的構(gòu)建；

將定位產(chǎn)品第一部分1三維圖像與定位產(chǎn)品第二部分2三維圖像進(jìn)行融合，從而完成定位產(chǎn)品三維圖像的構(gòu)建；

得到體位定位產(chǎn)品的三維圖像后，與治療設(shè)備的床板三維圖像進(jìn)行比較，在兩者之間重建定位產(chǎn)品與治療床板之間的固定方案的三維圖像的重建。

將構(gòu)建完成的定位產(chǎn)品的三維圖像傳輸至3d打印終端，即完成定位產(chǎn)品的打印。

將重建得到的整個(gè)裝置的三維圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為3d打印機(jī)(3d打印終端)可以識(shí)別的stl文件，并采用保真數(shù)字化傳輸技術(shù)將該stl文件傳輸?shù)?d打印機(jī)；該過程必須確保數(shù)據(jù)的保真?zhèn)鬏?，這樣才可以保證定位裝置的精準(zhǔn)度。

產(chǎn)品的打?。?/p>

(1)選取經(jīng)過射線穿透率、人體過敏性試驗(yàn)并達(dá)到臨床要求的高分子纖維素作為打印材料。

(2)采用3d打印機(jī)進(jìn)行打印時(shí)，產(chǎn)品的上部分內(nèi)部打印精度為0.5mm，與人體接觸面的打印精度控制在1μm；產(chǎn)品的下半部分內(nèi)部采取0.5mm的打印精度，與人體背部皮膚接觸部分采用1μm的打印精度；

(3)打印結(jié)束后，進(jìn)行產(chǎn)品表面光滑處理，使其與人體表面具備最理想的契合度。

其中，對(duì)患者的腫瘤部位進(jìn)行掃描，得到患者的腫瘤部位以及患者體表的表面輪廓，并根據(jù)患者的腫瘤部位相對(duì)應(yīng)的表面輪廓完成定位產(chǎn)品第一部分1三維圖像構(gòu)建，具體為：

使用聲光醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，對(duì)患者的腫瘤部位進(jìn)行掃描，得到患者的腫瘤部位及周圍解剖結(jié)構(gòu)的3d醫(yī)學(xué)圖像，并將該3d醫(yī)學(xué)圖像傳輸?shù)?d打印終端的重建系統(tǒng)。

構(gòu)建的定位產(chǎn)品第一部分1三維圖像的厚度為2mm，定位產(chǎn)品第一部分1的網(wǎng)孔率為36％。

根據(jù)患者的腫瘤部位相對(duì)應(yīng)的表面輪廓完成定位產(chǎn)品第一部分1三維圖像構(gòu)建，還包括，對(duì)患者的體表與定位產(chǎn)品第一部分1三維圖像的接觸面進(jìn)行平滑處理，處理精度為1μm。

依據(jù)患者背部輪廓圖像與上述治療設(shè)備床板的三維圖像完成定位產(chǎn)品第二部分三維圖像的構(gòu)建，具體為：將患者背部輪廓的三維圖像與治療設(shè)備床板的三維圖像融合在一起，觀察患者與治療設(shè)備床板之間出現(xiàn)空隙，再根據(jù)治療設(shè)備床板的射線穿透率與腫瘤的臨床照射要求將患者背部輪廓的三維圖像與治療設(shè)備床板的三維圖像分開，從而完成定位產(chǎn)品第二部分2三維圖像的構(gòu)建。

將患者背部的三維圖像與治療設(shè)備的三維圖像先融合在一起，觀察人體與床板之間出現(xiàn)空隙，再根據(jù)床板的射線穿透率要達(dá)到99.8％與腫瘤的臨床照射要求(該要求視腫瘤類型而定，每個(gè)患者的照射要求都不一樣)將兩者圖像分開，根據(jù)人體三維圖像的背部輪廓與治療設(shè)備的輪廓，進(jìn)行定位裝置的第二部分(下部分)三維圖像的重建。

并進(jìn)行產(chǎn)品與人體背部接觸面的平滑處理，即對(duì)患者背部輪廓與定位產(chǎn)品第二部分2的接觸面進(jìn)行平滑處理，平滑處理的精度為1μm。重建的產(chǎn)品厚度為1cm，該部分產(chǎn)品內(nèi)部注入氣泡，使鏤空部位占比達(dá)到65％，但不改變其力學(xué)結(jié)構(gòu)，以節(jié)省材料與生產(chǎn)時(shí)間成本。

將構(gòu)建完成的定位產(chǎn)品的三維圖像傳輸至3d打印終端，即完成定位產(chǎn)品的打印，打印材料為高分子纖維素。

打印的定位產(chǎn)品第一部分1的厚度為2mm，定位產(chǎn)品第一部分1的網(wǎng)孔率為36％，，打印的定位產(chǎn)品第二部分2的厚度為1cm，且在定位產(chǎn)品第二部分2內(nèi)部注入氣泡，使定位產(chǎn)品第二部分2鏤空部位占比達(dá)到65％。

本發(fā)明的目的還采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

如圖2所示，一種腫瘤精準(zhǔn)放療定位產(chǎn)品，包括，定位產(chǎn)品第一部分1和定位產(chǎn)品第二部分2，該定位產(chǎn)品第一部分1和定位產(chǎn)品第二部分采用上述技術(shù)方案中的打印制造方法打印。

以患者平躺時(shí)的方向?yàn)闇?zhǔn)(即圖2中的視圖方向)，產(chǎn)品的左邊作鏤空融合處理，網(wǎng)孔率達(dá)到36％，以方便患者躺進(jìn)定位裝置時(shí)，治療技師上翻產(chǎn)品既靈活又不容易折斷；也為患者提供更加舒適的治療體驗(yàn)。另外一邊，上部分產(chǎn)品邊緣作邊條化處理；下部分也做邊條化處理，且集成旋轉(zhuǎn)固定定位銷3。在患者擺位時(shí)，只要旋轉(zhuǎn)固定定位銷3便可實(shí)現(xiàn)對(duì)定位裝置上部的固定，治療完成后，旋轉(zhuǎn)定位銷3，便可取消對(duì)裝置的固定，讓患者從固定裝置中出來；

產(chǎn)品第一部分和定位產(chǎn)品第二部采用軸連接。

具體的過程如下：1、采用無創(chuàng)高分辨率成像技術(shù)對(duì)患者與加速器治療床進(jìn)行掃描，獲取兩者的三維圖像，并將此圖像通過數(shù)據(jù)保真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)傳輸?shù)?d打印機(jī)的圖像重建系統(tǒng)，進(jìn)行圖像的修飾處理；

2、根據(jù)患者的三維圖像重建腫瘤精準(zhǔn)放療定位產(chǎn)品的三維圖像(半成品，無固定解決方案的三維圖像)；

3、根據(jù)加速器治療床與腫瘤精準(zhǔn)放療定位產(chǎn)品的三維圖像(半成品圖像)重建定位產(chǎn)品的固定解決方案的三維圖像，并將產(chǎn)品的三維圖像與固定解決方案的三維圖像融合在一起，得到完整的新型腫瘤精準(zhǔn)放療定位產(chǎn)品的三維圖像；

4、將產(chǎn)品三維圖像傳輸?shù)?d打印終端，使用經(jīng)過臨床試驗(yàn)合格的材料進(jìn)行打印，得到新型腫瘤精準(zhǔn)放療定位產(chǎn)品。

本發(fā)明的使用過程如下：

1、得到新型腫瘤精準(zhǔn)放療定位產(chǎn)品后，醫(yī)院腫瘤放射治療中心進(jìn)行產(chǎn)品的驗(yàn)收，通過后，患者帶著產(chǎn)品進(jìn)行復(fù)位；

2、復(fù)位通過后，患者攜帶產(chǎn)品進(jìn)行腫瘤放射治療室進(jìn)行體位擺位：患者躺在產(chǎn)品上，上下兩部分合攏扣緊，產(chǎn)品下部直接通過4個(gè)定位產(chǎn)品與治療設(shè)備床板固定銷4與加速器治療床進(jìn)行固定，固定好之后，可以直接進(jìn)行放射治療。

本技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)優(yōu)化當(dāng)前繁瑣的患者定位流程，淘汰當(dāng)前固定解決方案的碳纖維固定托板、放療頭枕等輔助設(shè)備；

(2)pet-ct結(jié)合定位圖像做治療計(jì)劃的問題，提高體位的重復(fù)性，減少融合誤差，提高靶區(qū)的勾畫精度；

(3)縮短患者等待治療計(jì)劃的時(shí)間，提高放療時(shí)效性。

上述實(shí)施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，不能以此來限定本發(fā)明保護(hù)的范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所做的任何非實(shí)質(zhì)性的變化及替換均屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。