个体化脑空间125I粒子植入辅助定位器的制作方法

摘要

本发明公开了一种个体化脑空间125I粒子植入辅助定位器的制作方法，包括如下步骤：S1、获取头颅CT扫描数据，在颅脑CT影像数据上确定手术面及三个辅助定位面；S2、确定定位器在手术面及三个辅助定位面覆盖的范围；S3、定位器的空间再定位；S4、设计定位器每个面的结构；S5、应用3D打印机，将设计所得的脑瘤125I粒子植入定位器打印成一体成型的头颅表面构件。本发明借助个体化脑空间立体定位技术、CT影像数据、3D打印技术、以及125I粒子TPS治疗计划系统，制作3D打印脑瘤125I粒子植入定位器，辅助将125I放射粒子有计划的植入颅内恶性脑瘤瘤体中，微创诊断、介入治疗脑肿瘤。

说明书

技术领域

本发明涉及脑空间¹²⁵I粒子植入辅助定位技术领域，具体涉及一种个体化脑空间¹²⁵I粒子植入辅助定位器的制作方法。

背景技术

目前临床应用的脑空间立体定位仪，一次只能完成从颅外到颅内的单针定位，通常用于颅内肿瘤的诊断。尚没有能够从颅外对颅内的某个空间同时进行多针道、不同角度、多点位辅助定位的仪器，用于临床辅助颅内疾病的治疗。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种个体化脑空间¹²⁵I粒子植入辅助定位器的制作方法，借助个体化脑空间立体定位技术、CT影像数据、3D打印技术、以及¹²⁵I粒子TPS治疗计划系统，制作3D打印脑瘤粒子植入定位器，辅助将¹²⁵I放射粒子有计划的植入颅内恶性脑瘤瘤体中，微创介入治疗脑肿瘤。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

个体化脑空间¹²⁵I粒子植入辅助定位器的制作方法，包括如下步骤：

S1、获取头颅CT扫描数据，在颅脑CT影像数据上确定手术面及三个辅助定位面；

S2、确定定位器在手术面及三个辅助定位面覆盖的范围；其中，头颅的额面下界覆盖至眉弓以上区域，左、右颞面覆盖耳廓以上部分，枕面覆盖到枕骨粗隆以上部分，顶面根据需要选择覆盖范围；2个角及手术面上的3个轴要求全覆盖设计，辅助定位面及之间的2个轴覆盖1/2或者1/2以上的面积范围；

S3、定位器的空间再定位

在手术面和除顶面外其它2个辅助定位面上各选取一个点，颅内选取一个明显的相对固定的解剖标志(如额窦上缘中点)，颅外的三个点分别和颅内一个点做连线，要求这四个点及连线在一个CT扫描层面上，可以设计1～2个含有这样四个点的定位层，以颅外3个点为定位孔中心，在定位器的相应面上制作定位导引架，外形同针道导引架，长度1.5～2cm，定位导引孔直径同脑穿刺¹²⁵I粒子植入针外径，定位导引孔孔径要求插入脑穿刺¹²⁵I粒子植入针后，粒子植入针不能在重力的作用下从定位导引孔中自行脱出，定位导引架要远离针道导引架；

S4、设计定位器每个面的结构

a、手术面：设计多个不同角度自头颅表面至脑瘤瘤体内的针道，以针孔为中心设计针道导引架，长度1cm，要求针道导引架集中设计在一个小的区域内；导引架区域的下方要求1-2cm的设计覆盖，该部分下方的手术面上要求向下向两侧有一个逐渐扩大的喇叭状开口的无覆盖设计区域，无覆盖区尽可能的不要影响到轴和角的覆盖，其余的手术面要求全覆盖；

b、针道导引架区：由所有的针道导引架构成，相对集中在一个小的区域内，相邻近的针道导引架体可以部分融合，不能影响针道导引孔；

c、共面针道和非共面针道：至少要在1个CT扫描层面上设计共面针道，一个共面针道层面内最少包含2个针道，其它针道可以设计成非共面针道；

S5、应用3D打印机，将设计所得的脑瘤¹²⁵I粒子植入定位器打印成一体成型的头颅表面构件。

进一步地，在获取头颅CT扫描数据时，要求头皮表面没有任何长度的头发，头颅皮肤完整，不能有任何损伤；对于颅骨缺如的患者，脑压要控制在一定水平，不能因为脑压高低不稳定，影响头皮隆起或者塌陷，影响头皮表面CT数据的真实性；CT下复位时要求头皮表面的条件同获取CT数据时的条件一致。根据既往的影像资料，预先确定手术面及辅助定位面，在获取CT扫描数据时，手术面和定位面的头皮表面不能有任何外力作用。

进一步地，所述针道导引架由圆柱状的架体和中心的针道导引孔构成，架体长度1cm，针道导引孔直径和脑组织穿刺粒子植入针匹配，穿刺针针管直径1.2mm，管径同18G穿刺针；

进一步地，所述共面针道是指位于同一个CT扫描层面内，在影像上能显示从头颅表面到瘤体内针道全程，并且可以测量出针道的实际长度，非共面针道只能测量出针道长度，扫描层面上只能显示出针道的一个点；

进一步地，可在针道导引架区设置穿刺活检导引架，活检导引架外形及长度同穿刺导引架，穿刺活检导引孔根据活检针的直径设计，方便颅内肿瘤在粒子植入的同时穿刺活检。

本发明具有以下有益效果：

借助个体化脑立体定位技术、CT影像数据、3D打印技术、以及¹²⁵I粒子TPS治疗计划系统，制作3D打印脑瘤粒子植入定位器，辅助将¹²⁵I放射粒子有计划的植入颅内恶性脑瘤瘤体中，微创诊断、介入治疗脑肿瘤。

附图说明

图1为本发明实施例中的三维空间内的5个轴构成的一个稳定的空间构架。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供了一种个体化脑空间¹²⁵I粒子植入辅助定位器的制作方法，包括如下步骤：

S1、获取头颅CT扫描数据，根据既往的影像资料，在颅脑CT影像数据上确定手术面及三个辅助定位面(将施行手术的那个面称为手术面，与手术面相邻的头颅其它3个面，称为辅助定位面)；手术面分别通过3个轴与三个辅助定位面相连，三个辅助定位面之间通过平行的2个轴连接在一起；在X、Y、Z三维度空间内，手术面上的2个平行走向的轴在X维度空间上构成一个面，与Z维度空间手术面上的α轴直角相交，两端是C、D两点，在Y维度空间上连接辅助面的2个平行走向的轴构成的面，是头颅的顶面，也同Z维度空间手术面上的a轴直角相交，两端也在C、D两点上，在Z维度空间上分别经过C、D两点的面，并同时垂直于X、Y维度空间上的手术面和顶面，是另外两个辅助定位面，C、D两点是头颅表面上的两个角，a轴及另外四个轴将三维空间内的四个面连接在一起，构成了一体的“4面5轴2角”三维立体空间结构，三维空间内的5个轴构成了一个稳定的空间构架(图1)；

S2、确定定位器在手术面及三个辅助定位面覆盖的范围；其中，头颅的额面下界覆盖至眉弓以上区域，左、右颞面覆盖耳廓以上部分，枕面覆盖到枕骨粗隆以上部分，顶面根据需要选择覆盖范围；2个角及手术面上的3个轴要求全覆盖设计，辅助定位面及之间的2个轴覆盖1/2或者1/2以上的面积范围；

S3、定位器的空间再定位

在手术面和除顶面外其它2个辅助定位面上各选取一个点，颅内选取一个明显的相对固定的解剖标志(如额窦上缘中点)，颅外的三个点分别和颅内一个点做连线，要求这四个点及连线在一个CT扫描层面上，可以设计1～2个含有这样四个点的定位层，以颅外3个点为定位孔中心，在定位器的相应面上制作定位导引架，外形同针道导引架，长度1.5～2cm，定位导引孔直径同脑穿刺¹²⁵I粒子植入针外径，定位导引孔孔径要求插入脑穿刺¹²⁵I粒子植入针后，粒子植入针不能在重力的作用下从定位导引孔中自行脱出，定位导引架要远离针道导引架；

S4、设计定位器每个面的结构

a、手术面：设计多个不同角度自头颅表面至脑瘤瘤体内的针道，以针孔为中心设计针道导引架，长度约1cm，要求针道导引架集中设计在一个小的区域内；导引架区域的下方要求1-2cm的设计覆盖，该部分下方的手术面上要求向下向两侧有一个逐渐扩大的喇叭状开口的无覆盖设计区域，无覆盖区尽可能的不要影响到轴和角的覆盖，其余的手术面要求全覆盖；

b、针道导引架区：由所有的针道导引架构成，相对集中在一个小的区域内，相邻近的针道导引架体可以相互融合，不能影响针道导引孔；所述针道导引架由圆柱状的架体和中心的导引孔构成，针道导引孔直径和脑组织穿刺粒子植入针匹配，穿刺针针管直径1.2mm，管径同18G穿刺针；

c、共面针道和非共面针道：至少要在1个CT扫描层面上设计共面针道，一个共面针道层面内最少包含2个针道，其它针道可以设计成非共面针道。所述共面针道是指位于同一个CT扫描层面内，在影像上能显示从头颅表面到瘤体内针道全程，并且可以测量出针道的实际长度，非共面针道只能测量出针道长度，CT扫描层面上只能显示出针道的一个点。

S5、在针道导引架区可以设置圆柱形的穿刺活检导引架，活检导引架外形及长度同穿刺导引架，穿刺活检导引孔可根据活检针的直径设计，方便颅内肿瘤穿刺活检；

S6、应用3D打印机，将设计所得的脑瘤¹²⁵I粒子植入定位器打印成一体成型的头颅表面构件。

值得注意的是，在获取头颅CT扫描数据时，要求头皮表面没有任何长度的头发，头颅皮肤完整，不能有任何损伤；对于颅骨缺如的患者，脑压要控制在一定水平，不能因为脑压高低不稳定，影响头皮隆起或者塌陷，影响头皮表面CT数据的真实性；CT下复位时要求头皮表面的条件同获取CT数据时的条件一致。在获取CT扫描数据时，手术面和定位面的头皮表面不能有任何外力作用。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。