本發(fā)明屬于生物醫(yī)療，涉及一種基于牙齒托槽的射線手術位置反饋裝置。

背景技術：

1、目前，隨著伽馬刀、射波刀、質子刀等射線治療手段的日益成熟和完善，對于不適合做傳統(tǒng)外科手術的腫瘤患者群體，特別是受顱內腫瘤、開顱風險高、開顱醫(yī)生資源缺乏、患者等待時間長等因素制約的患者群體，射線治療無疑成為一種更優(yōu)的治療方案選擇。然而，射線治療也有其天然的缺點，需要術前及術中對患者進行高精度的定位，如果患者因為呼吸、心跳以及身體不適等原因導致定位偏移，將直接影響射線治療的療效及治療安全性。

2、現(xiàn)有的射線治療顱內腫瘤的定位方法主要有如下三種方式。

3、第一種方式是剛性頭架定位，該方式的優(yōu)點是定位準確度高，重復定位好，可從源頭消除相對誤差，使位置誤差小于1mm。其缺點是：會引起患者身體創(chuàng)傷、出血、發(fā)炎、發(fā)燒、應激性休克和心理壓力甚至恐懼等，給患者帶來極大不舒適性，多次治療期間頭釘不能拆除，多次治療期間框架位移無法得到有效控制。雖然存在很多缺點及不舒適體驗，但剛性連接定位框架卻不能淘汰，因為某些精度要求較高的治療不能有任何誤差，例如在視神經交叉部位的治療要求患者上機后不能有絲毫位移，患者因為個人舒適度原因引起的頭部微動將造成不可逆轉的嚴重傷害。

4、第二種方式是熱塑面罩+發(fā)泡頭枕定位，該方式的優(yōu)點是相對于剛性框架較為舒適，定位精度可控制在1-2mm左右，能滿足一般治療需求。但是缺點是：此種定位器具有一定柔性，進入治療倉后患者因為自己身體的平移和旋轉（特別是大齡患者）引起的擺位誤差目前沒有手段消除。看似細微的擺位誤差卻會對腫瘤放療的準確性產生嚴重影響，甚至還可能導致靶區(qū)漏照問題的發(fā)生，如果擺位誤差造成高劑量區(qū)移到危及器官的范圍，那么就會對患者的重要臟器造成嚴重損傷。

5、第三種方式是基于cbct的三維重建圖像進行定位，然而這種方法操作過程耗時很長，并且無論二維透視圖像還是三維重建圖像，?都會引入額外的劑量照射，對病人會造成一定的損傷及更多的劑量照射，使用影像設備越頻繁，病人后遺癥的風險越高，尤其是mv級的影像設備（epid、tomo等）。

6、此外，前兩種方式通過對定位頭模等體外固定器的位置監(jiān)測來獲取患者頭部實際治療位置，因此，由于個體差異（例如人體脂肪厚度、柔軟程度、頭發(fā)多少、呼吸節(jié)奏等），這種測量并不能真實反映顱骨位置。且三種方式均是在術前對患者位置進行監(jiān)測，患者進入治療倉后是不進行檢測的，因此在治療過程中患者的顱骨位置移動是無法進行監(jiān)控的，即使出現(xiàn)位置偏差也不能檢測到，無法避免對患者造成傷害。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有的幾種定位方法存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于牙齒托槽的射線手術位置反饋裝置。

2、本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)：

3、一種基于牙齒托槽的射線手術位置反饋裝置，包括：射線治療機、六維治療床、第一攝像頭、第二攝像頭、頭部固定組件、牙齒定位托槽和牙齒位置標志體；

4、所述頭部固定組件用于固定患者的頭部，所述牙齒位置標志體安裝在牙齒定位托槽上，所述牙齒定位托槽用于固定在患者上顎牙齒上；

5、所述第一攝像頭和第二攝像頭用于采集牙齒位置標志體的圖像信息，并將圖像信息傳輸至射線治療機；

6、所述射線治療機用于對患者頭部的治療部位進行射線治療；根據接收的圖像信息確定牙齒位置標志體的位置信息，根據牙齒位置標志體的位置信息控制六維治療床進行移動，使得躺在六維治療床上的患者的頭部治療部位保持在射線治療機射線焦點位置。

7、優(yōu)選的，所述射線治療機為伽馬刀治療機、質子治療機或射波刀治療機。

8、優(yōu)選的，所述頭部固定組件包括上定位頭模、下定位頭模和定位頭模掛鉤，所述上定位頭模和下定位頭模通過定位頭模掛鉤連接。

9、進一步的，所述下定位頭模安裝在六維治療床上。

10、進一步的，所述上定位頭模和下定位頭模根據三維重建模型采用3d打印技術制作得到。

11、優(yōu)選的，還包括口含限位支架，所述口含限位支架用于含在患者口中以撐開患者唇部，使患者唇部與牙齒位置標志體不接觸。

12、優(yōu)選的，所述牙齒位置標志體呈三角形。

13、優(yōu)選的，所述牙齒位置標志體表面為黑色。

14、優(yōu)選的，所述牙齒位置標志體與牙齒定位托槽螺紋連接。

15、優(yōu)選的，所述第一攝像頭和第二攝像頭安裝在射線治療機上。

16、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

17、本發(fā)明射線手術位置反饋裝置，引入牙齒定位托槽和牙齒位置標志體，使用時，牙齒定位托槽固定在患者上顎牙齒上，由于上顎牙齒與顱骨為同一整體，因此，牙齒位置標志體的實時位置能夠反映顱骨的實際位置，從根源上避免了人體的個體化差異，能夠獲得治療部位準確的位置信息。同時，本發(fā)明的裝置能夠通過牙齒位置標志體實時反饋患者治療過程中的微偏移，根據反饋結果利用六維治療床帶動患者移動，對患者位置進行調整，從而使得患者的頭部治療部位始終保持在射線治療機射線焦點位置。采用本發(fā)明的射線手術位置反饋裝置，能夠有效解決患者頭部的微偏移問題，同時還可以避免患者進行頭部置釘的極大不適甚至休克的狀況。本發(fā)明的使用能夠使患者在治療前不需要進行頭架置釘操作，也不需要患者在治療過程中進行額外的定位照射，就能夠得到患者顱骨的實時位置變化，有效避免面患者位置變化引起的治療失誤。

18、進一步的，本發(fā)明頭部固定組件設計為上定位頭模、下定位頭模和定位頭模掛鉤三個部分，方便安裝，上定位頭模和下定位頭模分別與相應的患者頭部緊密貼合，因此能穩(wěn)定的固定患者頭部，達到定位精確的目的。

19、進一步的，所述上定位頭模和下定位頭模通過3d成型制造，可依據人體的個體性差異而設計，可以根據患者舒適性需求，對相應部位進行數據修改，達到方便舒適的目的，同時可對數據進行加厚以達到固定強度的目的。

20、進一步的，本發(fā)明還設置了口含限位支架，口含限位支架在手術過程中含在患者口中，用來撐開唇部，從而避免唇部碰到牙齒位置標志體產生影響。

21、進一步的，所述牙齒位置標志體表面為黑色，與背景形成較大色差，使攝像頭更容易分辨其輪廓，從而有效采集到目標位置。

技術特征：

1.一種基于牙齒托槽的射線手術位置反饋裝置，其特征在于，包括：射線治療機（1）、六維治療床（2）、第一攝像頭（3）、第二攝像頭（4）、頭部固定組件、牙齒定位托槽（8）和牙齒位置標志體（9）；

2.根據權利要求1所述的基于牙齒托槽的射線手術位置反饋裝置，其特征在于，所述射線治療機（1）為伽馬刀治療機、質子治療機或射波刀治療機。

3.根據權利要求1所述的基于牙齒托槽的射線手術位置反饋裝置，其特征在于，所述頭部固定組件包括上定位頭模（5）、下定位頭模（6）和定位頭模掛鉤（7），所述上定位頭模（5）和下定位頭模（6）通過定位頭模掛鉤（7）連接。

4.根據權利要求3所述的基于牙齒托槽的射線手術位置反饋裝置，其特征在于，所述下定位頭模（6）安裝在六維治療床（2）上。

5.根據權利要求3所述的基于牙齒托槽的射線手術位置反饋裝置，其特征在于，所述上定位頭模（5）和下定位頭模（6）根據三維重建模型采用3d打印技術制作得到。

6.根據權利要求1所述的基于牙齒托槽的射線手術位置反饋裝置，其特征在于，還包括口含限位支架（10），所述口含限位支架（10）用于含在患者口中以撐開患者唇部，使患者唇部與牙齒位置標志體（9）不接觸。

7.根據權利要求1所述的基于牙齒托槽的射線手術位置反饋裝置，其特征在于，所述牙齒位置標志體（9）呈三角形。

8.根據權利要求1所述的基于牙齒托槽的射線手術位置反饋裝置，其特征在于，所述牙齒位置標志體（9）表面為黑色。

9.根據權利要求1所述的基于牙齒托槽的射線手術位置反饋裝置，其特征在于，所述牙齒位置標志體（9）與牙齒定位托槽（8）螺紋連接。

10.根據權利要求1所述的基于牙齒托槽的射線手術位置反饋裝置，其特征在于，所述第一攝像頭（3）和第二攝像頭（4）安裝在射線治療機（1）上。

技術總結
本發(fā)明提供一種基于牙齒托槽的射線手術位置反饋裝置，包括：射線治療機、六維治療床、第一攝像頭、第二攝像頭、頭部固定組件、牙齒定位托槽和牙齒位置標志體；牙齒位置標志體安裝在牙齒定位托槽上，牙齒定位托槽用于固定在患者上顎牙齒上；第一攝像頭和第二攝像頭用于采集牙齒位置標志體的圖像信息，并將圖像信息傳輸至射線治療機；射線治療機根據接收的圖像信息確定牙齒位置標志體的位置信息，從而控制六維治療床進行移動，使得躺在六維治療床上的患者的頭部治療部位保持在射線治療機射線焦點位置。采用本發(fā)明的射線手術位置反饋裝置，能夠有效解決患者頭部的微偏移問題，同時還可以避免患者進行頭部置釘的極大不適甚至休克的狀況。

技術研發(fā)人員：姚翠萍,馬曉楠,季興哲,呂海港,宗建海,吳湘陽
受保護的技術使用者：西安交通大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30