用于治療腫瘤的三維立體精確腔內(nèi)放療方法及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于治療腫瘤的三維立體精確腔內(nèi)放療方法，包括以下步驟：(1)：對病變管腔的三維掃描圖像進(jìn)行病變?nèi)S立體定量測量和分析；(2)：根據(jù)病變?nèi)S立體定量測量結(jié)果和病變特征進(jìn)行綜合分析，計(jì)算出病變放射劑量三維立體分布圖；(3)：根據(jù)病變放射劑量三維立體分布圖，選擇合適的放射源及放射劑量制作支架，并進(jìn)行三維立體精確管腔內(nèi)放療。同時(shí)，本發(fā)明還提供了實(shí)現(xiàn)上述內(nèi)放療方法的系統(tǒng)。本發(fā)明采用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像三維重建技術(shù)對病變管腔的病變組織進(jìn)行三維立體重建，將最合理的放射治療粒子安裝在支架的合適位置上，實(shí)現(xiàn)三維立體精確內(nèi)放療，以最優(yōu)化的放射劑量治療腫瘤，同時(shí)以最大程度地保護(hù)正常組織。
【專利說明】用于治療腫瘤的三維立體精確腔內(nèi)放療方法及其系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于治療腫瘤的內(nèi)放療方法，尤其涉及一種用于治療腫瘤的三維立體精確腔內(nèi)放療方法，同時(shí)涉及一種用于治療腫瘤的三維立體精確腔內(nèi)放療系統(tǒng)，還涉及一種內(nèi)放療支架制作方法，屬于醫(yī)療【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著內(nèi)鏡和介入放射學(xué)的發(fā)展，利用微創(chuàng)的ERCP或PTCD方法治療膽管癌，變外引流為內(nèi)引流，操作簡單，其生存質(zhì)量優(yōu)于外科旁路手術(shù)。1985年，Carrasco制成了第一個可擴(kuò)張的金屬膽道支架，取得了更好的治療效果，我國也在上世紀(jì)九十年代逐漸開展了類似的治療活動。金屬支架膽管引流術(shù)創(chuàng)傷小，用較細(xì)的導(dǎo)管可植入較大直徑的支架，早期并發(fā)癥少，手術(shù)死亡率低，金屬內(nèi)支架置入狹窄膽道后能夠自擴(kuò)張到原有直徑，對狹窄管壁產(chǎn)生持續(xù)的擴(kuò)張力，保持支架的穩(wěn)定。目前的膽道支架的應(yīng)用存在一些局限性，例如現(xiàn)有支架只能作為姑息治療，對膽管癌的遠(yuǎn)期療效一直不容樂觀。因此如果在支架擴(kuò)張的同時(shí)可以進(jìn)行針對性的局部放療，既能減低全身放療的毒副作用，又能對治療有更好的作用。
[0003]為了可以在對膽管進(jìn)行擴(kuò)張的同時(shí)可以進(jìn)行針對性地局部化療，在公布號為CN101695458A的中國專利申請中，公開了一種膽道放療支架，其具體結(jié)構(gòu)如圖1?5所示，包括外支架I和內(nèi)支架2，外支架I和內(nèi)支架2在未使用時(shí)處于分開狀態(tài)，只有在使用狀態(tài)下內(nèi)支架2的主體部分才會撐脹在外支架I中。如圖3所示，內(nèi)支架2主體是由鎳鈦合金絲編織而成的圓柱形網(wǎng)格骨架結(jié)構(gòu)7。如圖1、2所示，外支架I的主體也是由鎳鈦合金絲編織而成的網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)3，在網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)3的表面安裝有放射粒子裝填囊4，放射粒子裝填囊4可通過網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)3表面的倒刺(相對于置入方向而言)刺卡定位也可通過縫合的方式固定定位。放射粒子裝填囊4可采用圖4所示的帶有開口的小口袋結(jié)構(gòu)5，該小口袋結(jié)構(gòu)5由人造血管膜管或高分子管材制造而成。小口袋5的上部有小開口便于放射粒子的放入并不易退出，小口袋5呈線狀連續(xù)分布在網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)3的表面，且沿軸向分布，各條線狀排列的小口袋5可均勻分布在網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)3圓周表面，也可不均勻分布。放射粒子裝填囊4還可采用圖5所示的結(jié)構(gòu)，放射粒子裝填囊4為由塑料熱縮管制造而成的管狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有三維空間定位標(biāo)記，且定位有放射粒子位置處的管徑大于未安裝有放射粒子處的管徑。
[0004]但是現(xiàn)有技術(shù)中的上述支架內(nèi)放療并不精確，支架表面的放射粒子的位置、劑量和放射源種類是根據(jù)醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)粗略地選擇并隨意安裝在支架上的，而不是由具體病灶的范圍、方位、大小、腫瘤細(xì)胞活性、類型等決定的。而且，這種安裝方式也沒有考慮如何避開和保護(hù)治療區(qū)的正常組織不受放射劑量的照射。結(jié)果常常造成病灶區(qū)沒有得到合適的放射劑量的照射，正常組織又受到了不必要的放射損害。臨床上亟需更精確、高效的支架內(nèi)放療方法和器械，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的首要技術(shù)問題在于提供一種用于治療腫瘤的三維立體精確腔內(nèi)放療方法。
[0006]本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題在于提供一種用于治療腫瘤的三維立體精確腔內(nèi)放療系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明所要解決的又一個技術(shù)問題在于提供一種用于治療腫瘤的三維立體精確腔內(nèi)放療支架制造方法。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案:
[0009]一種用于治療腫瘤的三維立體精確腔內(nèi)放療方法，包括以下步驟:
[0010]步驟(I):對病變管腔的三維掃描圖像進(jìn)行病變?nèi)S立體定量測量；
[0011]步驟(2):根據(jù)病變?nèi)S立體定量測量結(jié)果和病變特征進(jìn)行綜合分析，計(jì)算出病變放射劑量三維立體分布圖；
[0012]步驟(3):根據(jù)所述病變放射劑量三維立體分布圖，選擇合適的放射源及放射劑量制作支架，并進(jìn)行三維立體精確管腔內(nèi)放療。
[0013]其中較優(yōu)地，所述步驟(I)中，包括對病變管腔的三維掃描圖像進(jìn)行三維立體重建的過程，通過將癌腫組織與正常組織進(jìn)行對比，在每一層面勾畫出病變的區(qū)域，最后逐層疊加重建出病變位置的三維立體空間結(jié)構(gòu)。
[0014]其中較優(yōu)地，所述步驟(I)中，使用下述方式對病變管腔的三維掃描圖像進(jìn)行三維立體重建:先根據(jù)每層斷層掃描圖像上的密度差異勾畫出每層圖像上的病變區(qū)域，然后將每層圖像上的病變區(qū)域在縱軸方向進(jìn)行疊加，模擬出病變區(qū)域的三維立體架構(gòu)和體積。
[0015]其中較優(yōu)地，所述步驟(I)中，使用下述方式對病變管腔的三維掃描圖像進(jìn)行三維立體重建:先根據(jù)每層斷層掃描圖像上的組織造影增強(qiáng)的差異勾畫出每層圖像上的病變區(qū)域，然后將每層圖像上的病變區(qū)域在長軸方向進(jìn)行疊加，重建出病變區(qū)域的三維立體架構(gòu)和體積。
[0016]其中較優(yōu)地，所述步驟⑴中，所述三維掃描圖像為B超、CT圖像、磁共振掃描圖像、PET/CT圖像或者PET/MR圖像中的一種。
[0017]其中較優(yōu)地，所述步驟(2)中，根據(jù)重建的所述三維立體空間結(jié)構(gòu)，再結(jié)合病人的個人信息，綜合分析得到三維立體放射劑量分布圖。
[0018]其中較優(yōu)地，所述步驟(3)中，制作所述支架的方法包括如下步驟:將含有合適放射劑量的放射粒子安裝在與病變位置相應(yīng)的放射粒子裝填囊內(nèi)。
[0019]其中較優(yōu)地，在所述步驟(3)中制作的支架包括外支架和內(nèi)支架，所述外支架與所述內(nèi)支架分體，且只有在使用狀態(tài)下內(nèi)支架的主體部分才脹撐在外支架中；所述外支架的主體為網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的表面安裝有用于放置放射粒子的放射粒子裝填囊。
[0020]一種用于治療腫瘤的三維立體精確腔內(nèi)放療系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)上述的三維立體精確內(nèi)放療方法，包括:
[0021]圖像采集模塊，用于采集病變管腔的三維掃描圖像；
[0022]管腔病變?nèi)S立體定量分析模塊，用于確定病變位置；
[0023]放射劑量分析模塊，用于確定病變位置所需要的放射源和放射劑量；
[0024]支架制作模塊，用于制作在不同位置含有對應(yīng)放射劑量的放射源的支架；
[0025]所述圖像采集模塊采集管腔病變的三維掃描圖像，并將所述三維掃描圖像傳送到所述管腔病變?nèi)S立體定量分析模塊進(jìn)行病變?nèi)S立體定量測量和分析，然后將分析結(jié)果傳送到放射劑量分析模塊；所述放射劑量分析模塊根據(jù)所述分析結(jié)果和病變特征綜合分析，計(jì)算出病變的放射劑量三維立體分布圖；所述支架制作模塊根據(jù)所述放射劑量三維立體分布圖制作所述支架，并選擇合適放射劑量的放射粒子將其配置在所述支架上的對應(yīng)位置。
[0026]其中較優(yōu)地，所述圖像采集模塊采集的三維掃描圖像為B超、CT圖像、磁共振掃描圖像、PET/CT圖像或者PET/MR圖像中的一種。
[0027]—種用于治療腫瘤的三維立體精確腔內(nèi)放療支架制造方法，包括以下步驟:
[0028]步驟(I):對病變管腔的三維掃描圖像進(jìn)行病變?nèi)S立體定量測量；
[0029]步驟(2):根據(jù)病變?nèi)S立體定量測量結(jié)果和病變特征進(jìn)行綜合分析，計(jì)算出病變放射劑量三維立體分布圖；
[0030]步驟(3):根據(jù)所述病變放射劑量三維立體分布圖，選擇合適的放射源及放射劑量制作支架。
[0031]其中較優(yōu)地，所述步驟(I)中，包括對病變管腔的三維掃描圖像進(jìn)行三維立體重建的過程，通過將癌腫組織與正常組織進(jìn)行對比，在每一層面勾畫出病變的區(qū)域，最后逐層疊加重建出病變位置的三維立體空間結(jié)構(gòu)。
[0032]其中較優(yōu)地，所述步驟(I)中，使用下述方式對病變管腔的三維掃描圖像進(jìn)行三維立體重建:先根據(jù)每層斷層掃描圖像上的密度差異勾畫出每層圖像上的病變區(qū)域，然后將每層圖像上的病變區(qū)域在縱軸方向進(jìn)行疊加，模擬出病變區(qū)域的三維立體架構(gòu)和體積。
[0033]其中較優(yōu)地，所述步驟(I)中，使用下述方式對病變管腔的三維掃描圖像進(jìn)行三維立體重建:先根據(jù)每層斷層掃描圖像上的組織造影增強(qiáng)的差異勾畫出每層圖像上的病變區(qū)域，然后將每層圖像上的病變區(qū)域在長軸方向進(jìn)行疊加，重建出病變區(qū)域的三維立體架構(gòu)和體積。
[0034]其中較優(yōu)地，所述步驟(I)中，所述三維掃描圖像為B超、CT圖像、磁共振掃描圖像、PET/CT圖像或者PET/MR圖像中的一種。
[0035]其中較優(yōu)地，所述步驟(2)中，根據(jù)重建的所述三維立體空間結(jié)構(gòu)，再結(jié)合病人的個人信息，綜合分析得到三維立體放射劑量分布圖。
[0036]其中較優(yōu)地，所述步驟(3)中，制作所述支架的方法包括如下步驟:將含有合適放射劑量的放射粒子安裝在與病變位置相應(yīng)的放射粒子裝填囊內(nèi)。
[0037]其中較優(yōu)地，在所述步驟(3)中制作的支架包括外支架和內(nèi)支架，所述外支架與所述內(nèi)支架分體，且只有在使用狀態(tài)下內(nèi)支架的主體部分才脹撐在外支架中；所述外支架的主體為網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的表面安裝有用于放置放射粒子的放射粒子裝填囊。
[0038]一種三維立體精確腔內(nèi)放療支架，由上述制造方法制作而成。
[0039]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0040]本發(fā)明采用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像三維重建技術(shù)對病變管腔的病變組織進(jìn)行三維立體重建，同時(shí)應(yīng)用影像造影增強(qiáng)技術(shù)、病理組織檢查技術(shù)對病變組織的病理類型、代謝活性以及對放射線的敏感性等進(jìn)行全面綜合評價(jià)，為病人的每一個病變管腔提出一個最優(yōu)化的放射治療劑量三維立體空間分布圖，從而在制作支架的過程中，將最合理優(yōu)化的放射治療粒子安裝在支架的合適位置上，最優(yōu)化的放射劑量治療腫瘤，實(shí)現(xiàn)三維立體精確內(nèi)放療，同時(shí)以最大程度地保護(hù)正常組織。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]圖1是腔內(nèi)放療支架的外支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖2是腔內(nèi)放療支架的外支架的截面示意圖；
[0043]圖3是腔內(nèi)放療支架的內(nèi)支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖4是袋式放射粒子裝填囊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖5是管式放射粒子裝填囊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖6是本發(fā)明所提供的用于治療腫瘤的三維立體精確內(nèi)放療方法的流程圖；
[0047]圖7是本發(fā)明提供的一個實(shí)施例中，多層病灶切片的示意圖；
[0048]圖8是根據(jù)圖7所示病灶切片獲得的三維立體放射劑量分布示意圖；
[0049]圖9是根據(jù)圖8所示三維立體放射劑量分布示意圖，在支架的不同位置配置不同劑量放射粒子的原理示意圖；
[0050]圖10是本發(fā)明所提供的用于治療腫瘤的三維立體精確內(nèi)放療系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0051]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0052]本發(fā)明首先提供了一種用于治療腫瘤的三維立體精確腔內(nèi)放療方法，參見圖6，包括以下步驟:
[0053]步驟(I):對病變管腔的三維掃描圖像進(jìn)行病變?nèi)S立體定量測量和分析；
[0054]步驟(2):根據(jù)病變?nèi)S立體定量測量結(jié)果和病變特征進(jìn)行綜合分析，計(jì)算出病變放射劑量三維立體分布圖；
[0055]步驟(3):根據(jù)所述病變放射劑量三維立體分布圖，選擇合適的放射源及放射劑量制作支架，并進(jìn)行三維立體精確管腔內(nèi)放療。
[0056]首先，在步驟(I)中，如圖7所示，管腔病變?nèi)S立體定量分析模塊根據(jù)三維掃描圖像(包括但不限于B超、CT、磁共振掃描圖像、PET/CT、PET/MR)，對病變管腔進(jìn)行病變?nèi)S立體定量測量和分析；意在采用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像三維重建技術(shù)對病變管腔的病變組織進(jìn)行三維立體重建。具體包括以下兩種實(shí)現(xiàn)方式:
[0057]第一種，通過管腔病變?nèi)S立體定量分析系統(tǒng)先根據(jù)每層CT、MR等斷層掃描圖像上的密度差異勾畫出每層圖像上的病變區(qū)域，參見圖7 ;然后將每層圖像上的病變區(qū)域在縱軸方向進(jìn)行疊加，模擬出病變區(qū)域的三維立體架構(gòu)和體積。
[0058]第二種，管腔病變?nèi)S立體定量分析系統(tǒng)先根據(jù)每層CT、MR等斷層掃描圖像上的組織造影增強(qiáng)的差異勾畫出每層圖像上的病變區(qū)域，參見圖7 ;然后將每層圖像上的病變區(qū)域在長軸方向進(jìn)行疊加，重建出病變區(qū)域的三維立體架構(gòu)和體積。
[0059]然后，在步驟(2)中，如圖8所示，放射劑量分析模塊根據(jù)病變?nèi)S立體定量測量結(jié)果和病變特征綜合分析，計(jì)算出病變的放射劑量三維立體分布圖；主要應(yīng)用影像造影增強(qiáng)技術(shù)、病理組織檢查技術(shù)對病變組織的病理類型、代謝活性以及對放射線的敏感性等進(jìn)行全面綜合評價(jià)，為病人的每一個病變管腔提出一個最優(yōu)化的放射治療劑量三維立體空間分布圖。
[0060]最后，在步驟(3)中，根據(jù)病變的放射劑量三維立體分布圖，制作在不同位置含有對應(yīng)放射劑量的放射源的支架。也就是說，如圖9所示，將含有合適放射劑量的放射粒子安裝在與病變位置相應(yīng)的放射粒子裝填囊內(nèi)。
[0061]本發(fā)明通過重建以及放射劑量計(jì)算，以最優(yōu)化的放射源和放射劑量治療腫瘤，可以以最大程度地保護(hù)正常組織，實(shí)現(xiàn)三維立體精確內(nèi)放療。
[0062]本發(fā)明還提供了一種用于治療腫瘤的三維立體精確腔內(nèi)放療系統(tǒng)，參見圖10，包括:圖像采集模塊、管腔病變?nèi)S立體定量分析模塊、放射劑量分析模塊和支架制作模塊。
[0063]圖像采集模塊采集管腔病變的三維掃描圖像，采集的三維掃描圖像包括但不限于B超、CT圖像、磁共振掃描圖像、PET/CT圖像或者PET/MR圖像中的一種，并將三維掃描圖像傳送到管腔病變?nèi)S立體定量分析模塊進(jìn)行病變?nèi)S立體定量測量，然后將測量結(jié)果傳送到放射劑量分析模塊；放射劑量分析模塊根據(jù)分析結(jié)果和病變特征綜合分析，計(jì)算出病變的放射劑量三維立體分布圖；支架制作模塊根據(jù)放射劑量三維立體分布圖制作支架，并選擇合適放射劑量的放射粒子將其配置在支架上的對應(yīng)位置。
[0064]具體來說，管腔病變?nèi)S立體定量分析模塊先根據(jù)每層CT、MR等斷層掃描圖像上的密度差異勾畫出每層圖像上的病變區(qū)域，然后將每層圖像上的病變區(qū)域在縱軸方向進(jìn)行疊加，模擬出病變區(qū)域的三維立體架構(gòu)和體積?；蛘?，管腔病變?nèi)S立體定量分析系統(tǒng)先根據(jù)每層CT、MR等斷層掃描圖像上的組織造影增強(qiáng)的差異勾畫出每層圖像上的病變區(qū)域，然后將每層圖像上的病變區(qū)域在長軸方向進(jìn)行疊加，重建出病變區(qū)域的三維立體架構(gòu)和體積。
[0065]放射劑量分析模塊根據(jù)病變各部位和方向的病灶的大小，細(xì)胞活性程度，細(xì)胞代謝水平、細(xì)胞惡變程度、對放射線的敏感程度等進(jìn)行系統(tǒng)和綜合分析和優(yōu)化，提出最優(yōu)化的放射劑量三維立體分布圖。放射粒子裝填模塊根據(jù)最優(yōu)化的放射劑量三維立體空間分布圖，在外支架上安裝相匹配的支架外表面上安裝放射粒子。最后把上述安裝了放射粒子的支架安裝到釋放器內(nèi)通過釋放器進(jìn)行支架植入。安裝支架釋放的常規(guī)介入手術(shù)方法，將支架釋放到病變管腔內(nèi)，釋放過程中，可以根據(jù)安裝在支架上的不透X射線的三維空間標(biāo)記調(diào)整支架的方位，使放射支架的三維空間方位與病灶的三維空間方位保持一致。
[0066]本發(fā)明采用由兩個獨(dú)立的支架體(內(nèi)支架和外支架)組成的支架結(jié)構(gòu)，內(nèi)支架和外支架分步置入，從而可以使支架體裝入更小的置入器，使得植入攜帶放療粒子的膽道支架成為可能，且風(fēng)險(xiǎn)低，病人痛苦小。并且這種支架的結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，在管腔內(nèi)定位可靠，在內(nèi)支架的脹撐作用下，帶有放射粒子的外支架能固定在內(nèi)支架的表面不會滑動。支架的具體結(jié)構(gòu)可參見【背景技術(shù)】中的描述。
[0067]植入支架的方法如下:裝填好放射粒子的外支架導(dǎo)入體內(nèi)，在導(dǎo)絲導(dǎo)引或者內(nèi)窺鏡輔導(dǎo)下釋放所述外支架，然后再次在導(dǎo)絲導(dǎo)引或者內(nèi)窺鏡輔導(dǎo)下導(dǎo)入并釋放內(nèi)支架；支架在置入后，內(nèi)支架膨脹撐開外支架，同時(shí)撐開管腔的狹窄部位，并使外支架固定避免發(fā)生移位。
[0068]下面利用不同實(shí)施例對用于治療腫瘤的三維立體精確腔內(nèi)放療系統(tǒng)和方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0069]實(shí)施例一，在病人被確診為食道癌，并且需要采用精確三維立體管腔內(nèi)放療后，第一步是采用本發(fā)明提供的管腔病變?nèi)S立體定量分析模塊對病人的CT/MR圖片進(jìn)行三維立體重建。該分析模塊可以應(yīng)用癌腫組織與正常周圍組織在密度、形態(tài)、造影劑增強(qiáng)等方面的差異在每一層面勾畫出病變的區(qū)域，然后逐層疊加重建出腫瘤的三維立體空間結(jié)構(gòu)。
[0070]然后，把重建得到的腫瘤病變的三維立體空間結(jié)構(gòu)，以及相關(guān)的信息，如腫瘤病理類型、血管是否豐富、病人年齡、機(jī)體狀況等，輸入到本發(fā)明所提供的放射劑量分析模塊，該系統(tǒng)將綜合分析各種信息，設(shè)計(jì)出三維立體放射劑量分布圖，以及合適的放射源種類。
[0071]根據(jù)放射劑量分析模塊設(shè)計(jì)的三維立體放射劑量分布圖，按照相匹配的三維立體空間的位置在外支架I的表面安裝放射粒子。
[0072]使用時(shí)，首先在放射粒子裝填囊4內(nèi)裝入放射粒子6，放射粒子6可以選擇ltl3PcU6°Co、199Au、192Ir、125I等常用醫(yī)用放射性材料，然后再將裝好放射粒子6的外支架I重新裝入置入器中，在導(dǎo)絲導(dǎo)引或內(nèi)窺鏡輔助下釋放外支架1，然后再在導(dǎo)絲導(dǎo)引或內(nèi)窺鏡輔助下釋放內(nèi)支架2，內(nèi)支架2位于外支架I的內(nèi)部，撐開外支架I同時(shí)也撐開食管狹窄部位，固定外支架I避免其發(fā)生移位。在實(shí)際制作過程中，可以根據(jù)需要向放射粒子裝填囊4中裝填條狀、柱狀、球狀的放射性核素；內(nèi)支架2是由鎳鈦合金絲編織而成網(wǎng)格狀圓柱體。本發(fā)明的支架可通過攜帶放射源所產(chǎn)生放射線，既能夠通過局部放療作用殺死腫瘤細(xì)胞和抑制增生，又能通過支架的徑向支撐保持食管的通暢，使內(nèi)放療與狹窄擴(kuò)張治療結(jié)合在一起，在抑制或滅活腫瘤的同時(shí)還降低了支架植入后食管再狹窄的發(fā)生率。由于采用了分體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過2次植入，有效縮小了該類型支架所需配套的輸送器的直徑，解決了將放療粒子和支架一并植入時(shí)不能解決的輸送器直徑太大，使得植入攜帶放療粒子的食道支架成為可倉泛。
[0073]實(shí)施例二，在病人被確診為膽管癌，需要采用精確三維立體管腔內(nèi)放療后，第一步是采用本發(fā)明提供的管腔病變?nèi)S立體定量分析模塊對病人的CT/MR圖片進(jìn)行三維立體重建，利用癌腫組織與正常周圍組織在密度、形態(tài)、造影劑增強(qiáng)等方面的差異在每一層面勾畫出病變的區(qū)域，然后逐層疊加重建出腫瘤的三維立體空間結(jié)構(gòu)。
[0074]然后，把所述重建得到的腫瘤病變的三維立體空間結(jié)構(gòu)，以及相關(guān)的信息，如腫瘤病理類型、血管是否豐富、病人年齡、機(jī)體狀況等，輸入到本發(fā)明所提供的放射劑量分析模塊，該放射劑量分析模塊將綜合分析各種信息，設(shè)計(jì)出三維立體放射劑量分布圖，以及合適的放射源種類，按照相匹配的三維立體空間的位置在外支架I的表面安裝放射粒子。
[0075]使用時(shí)，首先在放射粒子裝填囊4內(nèi)裝入放射粒子6，放射粒子6可以選擇ltl3PcU6°Co、199Au、192Ir、125I等常用醫(yī)用放射性材料，然后再將裝好放射粒子6的外支架I重新裝入置入器中，在導(dǎo)絲導(dǎo)引或內(nèi)窺鏡輔助下釋放外支架1，然后再在導(dǎo)絲導(dǎo)引或內(nèi)窺鏡輔助下釋放內(nèi)支架2，內(nèi)支架2位于外支架I的內(nèi)部，撐開外支架I同時(shí)也撐開膽管狹窄部位，固定外支架I避免其發(fā)生移位?？梢愿鶕?jù)需要向放射粒子裝填囊4中裝填條狀、柱狀、球狀的放射性核素；內(nèi)支架2是由鎳鈦合金絲編織而成網(wǎng)格狀圓柱體。
[0076]此外，需要說明的是，上文中提供的一種用于治療腫瘤的三維立體精確腔內(nèi)放療方法，其過程實(shí)質(zhì)上是如何制作精確的內(nèi)放療支架，并使用該在病變位置安裝對應(yīng)放射粒子的支架進(jìn)行內(nèi)放療。因此，本發(fā)明同時(shí)也提供了一種用于治療腫瘤的三維立體精確腔內(nèi)放療支架的制作方法，具體參見圖6，包括以下步驟:
[0077]步驟(I):對病變管腔的三維掃描圖像進(jìn)行病變?nèi)S立體定量測量和分析；
[0078]步驟(2):根據(jù)病變?nèi)S立體定量測量結(jié)果和病變特征進(jìn)行綜合分析，計(jì)算出病變放射劑量三維立體分布圖；
[0079]步驟(3):根據(jù)所述病變放射劑量三維立體分布圖，選擇合適的放射源及放射劑量制作支架。
[0080]首先，在步驟(I)中，如圖7所示，管腔病變?nèi)S立體定量分析模塊根據(jù)三維掃描圖像(包括但不限于B超、CT、磁共振掃描圖像、PET/CT、PET/MR)，對病變管腔進(jìn)行病變?nèi)S立體定量測量和分析；采用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像三維重建技術(shù)對病變管腔的病變組織進(jìn)行三維立體重建。具體包括以下兩種實(shí)現(xiàn)方式:
[0081]第一種，通過管腔病變?nèi)S立體定量分析系統(tǒng)先根據(jù)每層CT、MR等斷層掃描圖像上的密度差異勾畫出每層圖像上的病變區(qū)域，如圖7所示；然后將每層圖像上的病變區(qū)域在縱軸方向進(jìn)行疊加，模擬出病變區(qū)域的三維立體架構(gòu)和體積。
[0082]第二種，管腔病變?nèi)S立體定量分析系統(tǒng)先根據(jù)每層CT、MR等斷層掃描圖像上的組織造影增強(qiáng)的差異勾畫出每層圖像上的病變區(qū)域，如圖7所示；然后將每層圖像上的病變區(qū)域在長軸方向進(jìn)行疊加，重建出病變區(qū)域的三維立體架構(gòu)和體積。
[0083]然后，在步驟(2)中，如圖8所示，放射劑量分析模塊根據(jù)病變?nèi)S立體定量測量結(jié)果和病變特征綜合分析，計(jì)算出病變的放射劑量三維立體分布圖；主要應(yīng)用影像造影增強(qiáng)技術(shù)、病理組織檢查技術(shù)對病變組織的病理類型、代謝活性以及對放射線的敏感性等進(jìn)行全面綜合評價(jià)，為病人的每一個病變管腔提出一個最優(yōu)化的放射治療劑量三維立體空間分布圖。
[0084]最后，在步驟(3)中，根據(jù)病變的放射劑量三維立體分布圖，如圖9所示，制作在不同位置含有對應(yīng)放射劑量的放射源的支架。簡單來說，可以通過將含有合適放射劑量的放射粒子安裝在與病變位置相應(yīng)的放射粒子裝填囊內(nèi)對已制作完成的內(nèi)支架進(jìn)行放射源配置。而在本文未詳細(xì)提及的其他制作方法中，還包括利用3D打印等其余技術(shù)手段制作含有放射粒子的外支架。
[0085]本發(fā)明提供的支架可通過攜帶放射源產(chǎn)生放射線，既能夠通過局部放療作用殺死腫瘤細(xì)胞和抑制增生，又能通過支架的徑向支撐保持膽管的通暢，使內(nèi)放療與狹窄擴(kuò)張治療結(jié)合在一起，在抑制或滅活腫瘤的同時(shí)還降低了支架植入后膽管再狹窄的發(fā)生率。并且，由于采用了內(nèi)支架和外支架的分體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過2次植入，有效縮小了該類型支架所需配套的輸送器的直徑，解決了將放療粒子和支架一并植入時(shí)不能解決的輸送器直徑太大，不能通過十二指腸鏡鉗道的問題，使得植入攜帶放療粒子的內(nèi)放療支架成為可能。
[0086]綜上所述，本發(fā)明采用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像三維重建技術(shù)對病變管腔的病變組織進(jìn)行三維立體重建，同時(shí)應(yīng)用影像造影增強(qiáng)技術(shù)、病理組織檢查技術(shù)對病變組織的病理類型、代謝活性以及對放射線的敏感性等進(jìn)行全面綜合評價(jià)，為病人的每一個病變管腔提出一個最優(yōu)化的放射治療劑量三維立體空間分布圖，從而在制作支架的過程中，將最合理優(yōu)化的放射治療粒子安裝在支架的合適位置上，實(shí)現(xiàn)三維立體精確內(nèi)放療，并且，在操作過程中裝填放射粒子，速度快，可減輕醫(yī)生在手術(shù)過程中所受的輻射。這種用于治療腫瘤的三維立體精確腔內(nèi)放療方法，可以以最優(yōu)化的放射劑量治療腫瘤，同時(shí)以最大程度地保護(hù)正常組織。
[0087]以上對本發(fā)明所提供的用于治療腫瘤的三維立體精確腔內(nèi)放療系統(tǒng)及其方法進(jìn)行了詳細(xì)的說明。對本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神的前提下對它所做的任何顯而易見的改動，都將構(gòu)成對本發(fā)明專利權(quán)的侵犯，將承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。
【權(quán)利要求】
1.一種用于治療腫瘤的三維立體精確腔內(nèi)放療方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟(I):對病變管腔的三維掃描圖像進(jìn)行病變?nèi)S立體定量測量； 步驟(2):根據(jù)病變?nèi)S立體定量測量結(jié)果和病變特征進(jìn)行綜合分析，計(jì)算出病變放射劑量三維立體分布圖； 步驟(3):根據(jù)所述病變放射劑量三維立體分布圖，選擇合適的放射源及放射劑量制作支架，并進(jìn)行三維立體精確管腔內(nèi)放療。
2.如權(quán)利要求1所述的三維立體精確內(nèi)放療方法，其特征在于， 所述步驟(I)中，包括對病變管腔的三維掃描圖像進(jìn)行三維立體重建的過程，通過將癌腫組織與正常組織進(jìn)行對比，在每一層面勾畫出病變的區(qū)域，最后逐層疊加重建出病變位置的三維立體空間結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的三維立體精確內(nèi)放療方法，其特征在于: 所述步驟(I)中，使用下述方式對病變管腔的三維掃描圖像進(jìn)行三維立體重建:先根據(jù)每層斷層掃描圖像上的密度差異勾畫出每層圖像上的病變區(qū)域，然后將每層圖像上的病變區(qū)域在縱軸方向進(jìn)行疊加，模擬出病變區(qū)域的三維立體架構(gòu)和體積。
4.如權(quán)利要求2所述的三維立體精確內(nèi)放療方法，其特征在于， 所述步驟(I)中，使用下述方式對病變管腔的三維掃描圖像進(jìn)行三維立體重建:先根據(jù)每層斷層掃描圖像上的組織造影增強(qiáng)的差異勾畫出每層圖像上的病變區(qū)域，然后將每層圖像上的病變區(qū)域在長軸方向進(jìn)行疊加，重建出病變區(qū)域的三維立體架構(gòu)和體積。
5.如權(quán)利要求1所述的三維立體精確內(nèi)放療方法，其特征在于， 所述步驟(I)中，所述三維掃描圖像為B超、CT圖像、磁共振掃描圖像、PET/CT圖像或者PET/MR圖像中的一種。
6.如權(quán)利要求1所述的三維立體精確內(nèi)放療方法，其特征在于， 所述步驟(2)中，根據(jù)重建的所述三維立體空間結(jié)構(gòu)，再結(jié)合病人的個人信息，綜合分析得到三維立體放射劑量分布圖。
7.如權(quán)利要求1所述的三維立體精確內(nèi)放療方法，其特征在于， 所述步驟(3)中，制作所述支架的方法包括如下步驟:將含有合適放射劑量的放射粒子安裝在與病變位置相應(yīng)的放射粒子裝填囊內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7的三維立體精確腔內(nèi)放療方法，其特征在于， 在所述步驟(3)中制作的支架包括外支架和內(nèi)支架，所述外支架與所述內(nèi)支架分體，且只有在使用狀態(tài)下內(nèi)支架的主體部分才脹撐在外支架中；所述外支架的主體為網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的表面安裝有用于放置放射粒子的放射粒子裝填囊。
9.一種用于治療腫瘤的三維立體精確腔內(nèi)放療系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1?8中任意一項(xiàng)所述的三維立體精確內(nèi)放療方法，其特征在于包括: 圖像采集模塊，用于采集病變管腔的三維掃描圖像； 管腔病變?nèi)S立體定量分析模塊，用于確定病變位置； 放射劑量分析模塊，用于確定病變位置所需要的放射源和放射劑量； 支架制作模塊，用于制作在不同位置含有對應(yīng)放射劑量的放射源的支架； 所述圖像采集模塊采集管腔病變的三維掃描圖像，并將所述三維掃描圖像傳送到所述管腔病變?nèi)S立體定量分析模塊進(jìn)行病變?nèi)S立體定量測量和分析，然后將分析結(jié)果傳送到放射劑量分析模塊；所述放射劑量分析模塊根據(jù)所述分析結(jié)果和病變特征綜合分析，計(jì)算出病變的放射劑量三維立體分布圖；所述支架制作模塊根據(jù)所述放射劑量三維立體分布圖制作所述支架，并選擇合適放射劑量的放射粒子且將其配置在所述支架上的對應(yīng)位置。
10.如權(quán)利要求9的三維立體精確腔內(nèi)放療系統(tǒng)，其特征在于， 所述圖像采集模塊采集的三維掃描圖像為B超、CT圖像、磁共振掃描圖像、PET/CT圖像或者PET/MR圖像中的一種。
11.一種用于治療腫瘤的三維立體精確腔內(nèi)放療支架制造方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟(I):對病變管腔的三維掃描圖像進(jìn)行病變?nèi)S立體定量測量； 步驟(2):根據(jù)病變?nèi)S立體定量測量結(jié)果和病變特征進(jìn)行綜合分析，計(jì)算出病變放射劑量三維立體分布圖； 步驟(3):根據(jù)所述病變放射劑量三維立體分布圖，選擇合適的放射源及放射劑量制作支架。
12.如權(quán)利要求11所述的三維立體精確腔內(nèi)放療支架制造方法，其特征在于， 所述步驟(I)中，包括對病變管腔的三維掃描圖像進(jìn)行三維立體重建的過程，通過將癌腫組織與正常組織進(jìn)行對比，在每一層面勾畫出病變的區(qū)域，最后逐層疊加重建出病變位置的三維立體空間結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求12所述的三維立體精確腔內(nèi)放療支架制造方法，其特征在于: 所述步驟(I)中，使用下述方式對病變管腔的三維掃描圖像進(jìn)行三維立體重建:先根據(jù)每層斷層掃描圖像上的密度差異勾畫出每層圖像上的病變區(qū)域，然后將每層圖像上的病變區(qū)域在縱軸方向進(jìn)行疊加，模擬出病變區(qū)域的三維立體架構(gòu)和體積。
14.如權(quán)利要求12所述的三維立體精確腔內(nèi)放療支架制造方法，其特征在于， 所述步驟(I)中，使用下述方式對病變管腔的三維掃描圖像進(jìn)行三維立體重建:先根據(jù)每層斷層掃描圖像上的組織造影增強(qiáng)的差異勾畫出每層圖像上的病變區(qū)域，然后將每層圖像上的病變區(qū)域在長軸方向進(jìn)行疊加，重建出病變區(qū)域的三維立體架構(gòu)和體積。
15.如權(quán)利要求11所述的三維立體精確腔內(nèi)放療支架制造方法，其特征在于， 所述步驟(I)中，所述三維掃描圖像為B超、CT圖像、磁共振掃描圖像、PET/CT圖像或者PET/MR圖像中的一種。
16.如權(quán)利要求11所述的三維立體精確腔內(nèi)放療支架制造方法，其特征在于， 所述步驟(2)中，根據(jù)重建的所述三維立體空間結(jié)構(gòu)，再結(jié)合病人的個人信息，綜合分析得到三維立體放射劑量分布圖。
17.如權(quán)利要求11所述的三維立體精確腔內(nèi)放療支架制造方法，其特征在于， 所述步驟(3)中，制作所述支架的方法包括如下步驟:將含有合適放射劑量的放射粒子安裝在與病變位置相應(yīng)的放射粒子裝填囊內(nèi)。
18.如權(quán)利要求17的三維立體精確腔內(nèi)放療支架制造方法，其特征在于， 在所述步驟(3)中制作的支架包括外支架和內(nèi)支架，所述外支架與所述內(nèi)支架分體，且只有在使用狀態(tài)下內(nèi)支架的主體部分才脹撐在外支架中；所述外支架的主體為網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的表面安裝有用于放置放射粒子的放射粒子裝填囊。
19.一種三維立體精確腔內(nèi)放療支架,其特征在于由權(quán)利要求11?18中任意一項(xiàng)所述方法制成。
【文檔編號】A61N5/00GK104353189SQ201410626491
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】滕皋軍, 郭金和, 董永華, 冷德嶸, 劉春俊, 朱海東 申請人:滕皋軍, 董永華, 冷德嶸