專(zhuān)利名稱(chēng)：人體顱腦部放射診斷治療模型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種放射診斷、治療、防護(hù)、醫(yī)學(xué)教育、醫(yī)學(xué)圖像及輻射劑量研究中作為人體的“替身”工具。特別是人體顱腦部腫瘤的輻照模型。
人體的頭部骨質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，器官脆弱精細(xì)，難于外科手術(shù)；90年代以來(lái)用立體定位等中心準(zhǔn)直聚焦及多野動(dòng)態(tài)掃描，避開(kāi)緊要器官進(jìn)行非創(chuàng)傷性的x、γ線束顱腦外科手術(shù)，治療腦顱腫瘤，是目前治療頭部腫瘤最有效的方法之一，實(shí)現(xiàn)了“開(kāi)刀不用刀”，“手本不流血”的夢(mèng)想。鑒于人體顱腦部結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，劑量分布的多變性，緊要器官的聚集性，如何提高靶區(qū)的定位精度，保護(hù)正常組織，提高治療率，如何真實(shí)反映劑量分布規(guī)律，一直成為放療界、劑量界所困擾的難題。1992年國(guó)際輻射劑量單位與測(cè)量委員會(huì)(ICRD)48號(hào)報(bào)告“放射診斷、治療、防護(hù)體模及計(jì)算機(jī)模擬”推薦了美國(guó)RSD公司用于甲狀線輻射劑量測(cè)量的體模。近年來(lái)，隨著x、γ刀放射外科技術(shù)的發(fā)展，隨產(chǎn)品也只能提供聚苯乙烯均勻球狀體模。本發(fā)明人1985年研究成功的男性體模，1989年研究成功女性盆腔體模，1994年研究成功人體胸部病灶體模，1995年研究成功顱腦部體模，應(yīng)用于國(guó)產(chǎn)OUR-XGD鈷-60旋轉(zhuǎn)γ刀放射治療儀，并通過(guò)了國(guó)家鑒定。
近年來(lái)美國(guó)Alderson體模在材料和工藝方面有重大發(fā)展，但至今仍無(wú)多種器官和腔隙的顱腦部體模。因此，顱腦部腫瘤的誤診誤治時(shí)有發(fā)生。
鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種放射診斷、治療、防護(hù)、醫(yī)學(xué)教育、醫(yī)學(xué)圖像及輻射劑量研究中作為人體的“替身”工具的人體顱腦部放射診斷治療模型。
本實(shí)用新型采用將已有的人體頭頸的顱腦部制成組合鑲塊式結(jié)構(gòu)，并在顱腦部設(shè)置能接需更換的測(cè)試模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)其目的。
本實(shí)用新型的人體顱腦部放射診斷治療模型(參見(jiàn)附圖)，包含仿真人體顱骨、顱腦部的肌肉及其內(nèi)的腦組織和腔隙，其特征在于有沿模型頭部中心線橫切腦顱部剖分成的至少兩個(gè)鑲塊，其中的測(cè)試鑲塊(2)中有拼合測(cè)試架(7)，拼合測(cè)試架中有與其呈轉(zhuǎn)動(dòng)配合的更換式的測(cè)試模塊，在腦組織部有輻射劑量參考點(diǎn)，在測(cè)試模塊、輻射劑量參考點(diǎn)中有射線傳感器。
上述的測(cè)試鑲塊的上表面與下表面相互平行，有沿模型中心線貫通的圓柱腔(4)，所說(shuō)的拼合測(cè)試架(6)呈與上述的圓柱腔相配合、且中心部有圓球腔(5)的扁圓柱形，沿圓球腔中心橫向剖分成上塊(7)和下塊(8)。
上述的測(cè)試模塊，可以有拼合測(cè)試架的圓柱腔中的正常組織與病灶參數(shù)比較測(cè)試模塊(10)，該模塊呈圓盤(pán)形，其上有至少四個(gè)均布且貫穿圓盤(pán)的其直徑不等的圓孔(11)，有至少一個(gè)與圓孔相配合的圓柱形的更換式的病灶模塊(12)。
上述測(cè)試模塊，可以有拼合測(cè)試架的圓柱腔中的熱釋光計(jì)測(cè)試模塊(13)，該模塊呈圓盤(pán)形，在圓盤(pán)過(guò)中心的兩條互相垂直的十字線上，各有一列均布的貫穿圓盤(pán)的通孔(14)。
上述的測(cè)試模塊，可以有拼合測(cè)試架的圓柱腔中的半導(dǎo)體探測(cè)器測(cè)試模塊(15)，該模塊呈圓盤(pán)形，有一個(gè)過(guò)圓盤(pán)中心且貫穿圓盤(pán)的十字槽(16)。
上述測(cè)試模塊可以有拼合測(cè)試架的圓柱腔中的膠片劑量計(jì)測(cè)試模塊(17)，該模塊呈圓盤(pán)形，圓盤(pán)中部有能放置膠片的凹部。
上述測(cè)試模塊可以有拼合測(cè)試架的圓柱腔中的電離室劑量測(cè)試模塊(18)，該模塊呈圓盤(pán)形，有一個(gè)過(guò)圓盤(pán)中心至周邊且貫穿圓盤(pán)的長(zhǎng)孔(19)。
上述測(cè)試模塊可以有是拼合測(cè)試架的圓柱腔中的旋轉(zhuǎn)靶球測(cè)試模塊(20)，該模塊呈圓球形，在球面上有靶標(biāo)。
上述的測(cè)試模塊，可以有拼合測(cè)試架的圓柱腔中的三維幾何中心測(cè)試模塊(21)，該模塊呈圓球形，沿中心橫切剖分成兩個(gè)半圓球(22、23)。
上述的輻射劑量參考點(diǎn)，呈能放置射線傳感器的孔洞形，可以位于腦中心、腦垂體、腦額葉、枕葉、顳葉、腦干、視神經(jīng)。
上述的射線傳感器有至少一個(gè)，射線傳感器呈長(zhǎng)圓柱形、或立方體形、或方片形、或圓片形。
本實(shí)用新型的人體顱腦部放射診斷治療模型，又稱(chēng)x、γ刀放射治療體模。本模型在解剖學(xué)、材料學(xué)、傳感器學(xué)及輻射劑量學(xué)的基礎(chǔ)上，制成人體顱腦部輻照仿真模型。具有一般仿真模型所有的與人體外部形態(tài)相似，組織對(duì)輻射效應(yīng)等效，內(nèi)部結(jié)構(gòu)仿真等特點(diǎn)，模擬了仿真顱骨、大腦半球(包括額葉、枕葉、顳葉、腦室及腔室)、肌肉，還可以有眼晶體、舌、鼻咽喉部及高含水的粘膜。本模型采用多個(gè)鑲塊、鑲塊內(nèi)可拆卸和組裝的拼合測(cè)試架及其內(nèi)的可更換和可作三維旋轉(zhuǎn)的測(cè)試模塊結(jié)構(gòu)，和在大腦半球部設(shè)置的輻射劑量參考點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，能充分暴露內(nèi)部器官并可通過(guò)更換獲得在不同區(qū)域、不同幾何形狀、不同質(zhì)性(肌肉、脂肪、囊腫、水腫和鈣化點(diǎn))的模擬病灶；能真實(shí)反映腫瘤靶區(qū)及緊要器官的劑量分布?？勺鳛槿梭w的“替身”進(jìn)行有危險(xiǎn)性、普通方法所不能完成的各種醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)和輻射劑量模擬，是實(shí)現(xiàn)醫(yī)療照射質(zhì)量保證(QA)和質(zhì)量控制(AC)必不可少的工具。
本模型中設(shè)置的正常組織病灶參數(shù)比較測(cè)試模塊及其中的病灶模塊，通過(guò)更換測(cè)試模塊和轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)試模塊，能實(shí)現(xiàn)幾何參數(shù)、輻射參數(shù)、輻射劑量參數(shù)的比較測(cè)量，進(jìn)行病灶、正常組織物理參數(shù)鑒別診斷。
本模型中在腦半球及緊要器官設(shè)置的輻射劑量參數(shù)考點(diǎn)，和設(shè)置的熱釋光計(jì)測(cè)試模塊、半導(dǎo)體探測(cè)器測(cè)試模塊、膠片劑量計(jì)測(cè)試模塊、電離室劑量測(cè)試模塊，通過(guò)更換測(cè)試模塊和轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)試模塊，能獲得模擬頸部體內(nèi)外的輻射劑量分布，為評(píng)價(jià)輻射劑量分布提供了實(shí)驗(yàn)工具。
本模型中設(shè)置的旋轉(zhuǎn)靶球測(cè)試模塊、三維幾何中心測(cè)試模塊，通過(guò)更換不同測(cè)試模塊和轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)試模塊，可實(shí)現(xiàn)靶心、靶線、靶區(qū)、靶體積輻射劑量參數(shù)的微分和積分、靜態(tài)與動(dòng)態(tài)測(cè)量，提供了新的等中心及野動(dòng)態(tài)掃描劑量測(cè)試的科學(xué)方法。
本實(shí)用新型的上述結(jié)構(gòu)，使其具有如下的優(yōu)點(diǎn)和效果本人體顱腦部放射診斷治療模型具有對(duì)電離輻射、散射、吸收的高仿真性和真實(shí)性輻射劑量模擬的特點(diǎn)，為腫瘤診斷的圖像視覺(jué)評(píng)價(jià)；正常組織和病灶組織物理參數(shù)的比較評(píng)價(jià)；放射治療中體內(nèi)外劑量分布評(píng)價(jià)；新的放療方案探索與可行性評(píng)價(jià)；裝備的性能與安全性評(píng)價(jià)提供了優(yōu)良的仿真模擬實(shí)驗(yàn)工具。本模型用穩(wěn)定的受體重現(xiàn)了不同的電離射線類(lèi)型，不同投照條件，不同時(shí)間空間差異，和輻射能在體內(nèi)外的沉積規(guī)律。從而，可大幅度地提高腫瘤放射診斷治療水平，可廣泛用于頭部腫瘤放射診斷、治療、防護(hù)、醫(yī)學(xué)教育及輻射劑量學(xué)研究，可作為人體的替身，進(jìn)行x、γ刀的幾何定位，靶點(diǎn)、靶線、靶區(qū)、靶體積的輻射劑量的模擬實(shí)驗(yàn)，是實(shí)現(xiàn)腦部腫瘤醫(yī)療照射質(zhì)量保證和質(zhì)量控制必不可少的工具。
下面，再用實(shí)施例及其附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地說(shuō)明。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的一種人體顱腦部放射診斷治療模型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是
圖1的A-A剖視圖。
圖3是
圖1本模型的正常組織與病灶參數(shù)比較測(cè)試模塊的示意圖。
圖4是
圖1本模型的熱釋光計(jì)測(cè)試模塊的示意圖。
圖5是
圖1本模型的半導(dǎo)體探測(cè)器測(cè)試模塊的示意圖。
圖6是
圖1本模型的膠片劑量計(jì)測(cè)試模塊的示意圖。
圖7是
圖1本模型的電離室劑量測(cè)試模塊的示意圖。
圖8是
圖1本模型的旋轉(zhuǎn)靶球測(cè)試模塊的示意圖。
圖9是
圖1本模型的三維幾何中心測(cè)試模塊的示意圖。
圖10是
圖1本模型的長(zhǎng)圓柱形的射線傳感器的示意圖。
圖11是
圖1本模型的立方體形的射線傳感器的示意圖。
圖12是
圖1本模型的方片形的射線傳感器的示意圖。
圖13是
圖1本模型的圓片形的射線傳感器的示意圖。
實(shí)施例1本實(shí)用新型的一種人體顱腦部放射診斷治療模型，如附圖所示。
由于人體頭部前后徑和面廓隨人種的不同而顯著不同，如中國(guó)人與歐美人的人體頭部前后徑和面廓就有顯著性差異，因此本人體顱腦部放射診斷治療模型按人種的人體外形參數(shù)，首先用已有的方法，和多種與人體組織對(duì)輻射、散射、吸收特性相似的組織等效材料制成整體形的模型。即采用“骨形復(fù)原法”制模，用與組織輻射特性相似的骨材料制成全仿真顱骨，包含顱頂、眼眶、鼻咽腔、下頜和牙齒，并全仿真制成大腦兩半球及腔隙、頸椎、晶狀體、咽喉部、舌等器官和肌肉；用肌肉和脂肪彈性體等效材料模擬組織和腔隙；用復(fù)合穩(wěn)定凝膠模擬高含水性的粘膜，然后用切割設(shè)備，在模型的腦顱部，沿模型頭部中心線橫切平行剖分，將模型剖分成頭頂鑲塊1、測(cè)試鑲塊2、下部鑲塊3。
上述測(cè)試鑲塊的上表面與下表面相互平行，在其中心部有沿模型中心線貫通的圓柱腔4，圓柱腔4有通向模型外的信號(hào)線孔9，信號(hào)線孔中可裝設(shè)射線傳感器的信號(hào)線。在圓柱腔4中有與圓柱腔相配合、且中心部有圓球腔5的扁圓柱形的拼合測(cè)試架6。該拼合測(cè)試架沿圓球腔中心且平行于上下表面地橫向剖分成上塊7和下塊8。在拼合測(cè)試架6的圓球腔5中配裝有測(cè)試模塊，測(cè)試模塊能在圓球腔5中在三維方向轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)試模塊包含正常組織病灶參數(shù)比較測(cè)試模塊、熱釋光計(jì)測(cè)試模塊、半導(dǎo)體探測(cè)器測(cè)試模塊、膠片劑量計(jì)測(cè)試模塊、電離室劑量測(cè)試模塊、旋轉(zhuǎn)靶球測(cè)試模塊、三維幾何中心測(cè)試模塊等，上述各測(cè)試模塊可按需更換裝入拼合測(cè)試架7的圓球腔中使用，構(gòu)成可更換和可轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。
上述正常組織與病灶參數(shù)比較測(cè)試模塊10，呈圓盤(pán)形，其上有四個(gè)貫穿圓盤(pán)的其直徑不等的圓孔11，有與各圓孔相配合的圓柱形的更換式的病灶模塊12。病灶模塊用已有的仿真材料制成仿真模擬的各種病灶，如不同幾何形狀，不同質(zhì)性的肌肉、脂肪、囊腫、水腫及鈣化點(diǎn)等。病灶模塊的幾何中心有能用于放置射線傳感器的孔洞。測(cè)試時(shí)按需更換，將裝有射線傳感器的所需病灶模塊放入圓孔中使用，構(gòu)成更換式結(jié)構(gòu)。
上述熱釋光計(jì)測(cè)試模塊13，呈圓盤(pán)形，在圓盤(pán)過(guò)中心的兩條互相垂直的十字線上，各有一列均布的貫穿圓盤(pán)的通孔14。通孔可以是圓孔、或方孔、或槽孔，用于放置射線傳感器。
上述半導(dǎo)體探測(cè)器測(cè)試模塊15，呈圓盤(pán)形，有一個(gè)過(guò)圓盤(pán)中心且貫穿圓盤(pán)的十字槽16，用于放置射線傳感器。
上述膠片劑量計(jì)測(cè)試模塊17，用腦組織等效材料制成，呈圓盤(pán)形，圓盤(pán)中部有能放置膠片和射線傳感器的凹部。
上述電離室劑量測(cè)試模塊18，用腦組織等效材料制成，呈圓盤(pán)形，有一個(gè)過(guò)圓盤(pán)中心至周邊且貫穿圓盤(pán)的長(zhǎng)孔19，用于放置射線傳感器。
上述的旋轉(zhuǎn)靶球測(cè)試模塊20，用腦組織等效材料制成，該模塊呈圓球形，在球面上有靶標(biāo)和放置射線傳感器的孔。
上述的三維幾何中心測(cè)試模塊21，用腦組織等效材料制成，該模塊呈圓球形，沿中心橫切剖分成兩個(gè)半圓球22、23，兩半圓球上有放置射線傳感器的三維座標(biāo)孔。
上述的輻射劑量參考點(diǎn)，呈能放置射線傳感器的孔洞形，位于腦中心、腦垂體、腦額葉、枕葉、顳葉、腦干、視神經(jīng)。
上述的射線傳感器有至少一個(gè)，射線傳感器呈長(zhǎng)圓柱形、或立方體形、或方片形、或圓片形。
使用本模型，首先開(kāi)啟各模塊，再按需放置測(cè)定模塊、射線傳感器并調(diào)整方位后，組裝各鑲塊，然后按需進(jìn)行輻照，最后取出傳感器測(cè)其射線劑量，獲得數(shù)據(jù)；當(dāng)選用載線傳感器時(shí)，采用載線時(shí)實(shí)監(jiān)測(cè)而獲得數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.人體顱腦部放射診斷治療模型，包含仿真人體顱骨、顱腦部的肌肉及其內(nèi)的腦組織和腔隙，其特征在于有沿模型頭部中心線橫切腦顱部剖分成的至少兩個(gè)鑲塊，其中的測(cè)試鑲塊(2)中有拼合測(cè)試架(6)，拼合測(cè)試架中有與其呈轉(zhuǎn)動(dòng)配合的更換式的測(cè)試模塊，在腦組織部有輻射劑量參考點(diǎn)，在測(cè)試模塊、輻射劑量參考點(diǎn)中有射線傳感器。
2.如權(quán)利要求1所述的人體顱腦部放射診斷治療模型，其特征在于所說(shuō)的測(cè)試鑲塊的上表面與下表面相互平行，有沿模型中心線貫通的圓柱腔(4)，所說(shuō)的拼合測(cè)試架(6)呈與上述的圓柱腔相配合、且中心部有圓球腔(5)的扁圓柱形，沿圓球腔中心橫向剖分成上塊(7)和下塊(8)。
3.如權(quán)利要求2所述的人體顱腦部放射診斷治療模型，其特征在于所說(shuō)的測(cè)試模塊是拼合測(cè)試架的圓柱腔中的正常組織與病灶參數(shù)比較測(cè)試模塊(10)，該模塊呈圓盤(pán)形，其上有至少四個(gè)均布且貫穿圓盤(pán)的其直徑不等的圓孔(11)，有至少一個(gè)與圓孔相配合的圓柱形的更換式的病灶模塊(12)。
4.如權(quán)利要求2所述的人體顱腦部放射診斷治療模型，其特征在于所說(shuō)的測(cè)試模塊是拼合測(cè)試架的圓柱腔中的熱釋光計(jì)測(cè)試模塊(13)，該模塊呈圓盤(pán)形，在圓盤(pán)過(guò)中心的兩條互相垂直的十字線上，各有一列均布的貫穿圓盤(pán)的通孔(14)。
5.如權(quán)利要求2所述的人體顱腦部放射診斷治療模型，其特征在于所說(shuō)的測(cè)試模塊是拼合測(cè)試架的圓柱腔中的半導(dǎo)體探測(cè)器測(cè)試模塊(15)，該模塊呈圓盤(pán)形，有一個(gè)過(guò)圓盤(pán)中心且貫穿圓盤(pán)的十字槽(16)。
6.如權(quán)利要求2所述的人體顱腦部放射診斷治療模型，其特征在于所說(shuō)的測(cè)試模塊是拼合測(cè)試架的圓柱腔中的膠片劑量計(jì)測(cè)試模塊(17)，該模塊呈圓盤(pán)形，圓盤(pán)中部有能放置膠片的凹部。
7.如權(quán)利要求2所述的人體顱腦部放射診斷治療模型，其特征在于所說(shuō)的測(cè)試模塊是拼合測(cè)試架的圓柱腔中的電離室劑量測(cè)試模塊(18)，該模塊呈圓盤(pán)形，有一個(gè)過(guò)圓盤(pán)中心至周邊且貫穿圓盤(pán)的長(zhǎng)孔(19)。
8.如權(quán)利要求2所述的人體顱腦部放射診斷治療模型，其特征在于所說(shuō)的測(cè)試模塊是拼合測(cè)試架的圓柱腔中的旋轉(zhuǎn)靶球測(cè)試模塊(20)，該模塊呈圓球形，在球面上有靶標(biāo)。
9.如權(quán)利要求2所述的人體顱腦部放射診斷治療模型，其特征在于所說(shuō)的測(cè)試模塊是拼合測(cè)試架的圓柱腔中的三維幾何中心測(cè)試模塊(21)，該模塊呈圓球形，沿中心橫切剖分成兩個(gè)半圓球(22、23)。
10.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的人體顱腦部放射診斷治療模型，其特征在于所說(shuō)的輻射劑量參考點(diǎn)，呈能放置射線傳感器的孔洞形，位于腦中心、腦垂體、腦額葉、枕葉、顳葉、腦干、視神經(jīng)。
11.如權(quán)利要求10所述的人體顱腦部放射診斷治療模型，其特征在于所說(shuō)的射線傳感器有至少一個(gè)，射線傳感器呈長(zhǎng)圓柱形、或立方體形、或方片形、或圓片形。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種放射診斷、治療、防護(hù)、醫(yī)學(xué)教育、醫(yī)學(xué)圖像及輻射劑量研究中作為人體的替身工具。旨在解決仿真模擬人體頭部病灶及輻照劑量的分布問(wèn)題。包含仿真人體顱腦部的肌肉,顱骨及其內(nèi)的腦組織和腔隙,有沿模型頭部中心線橫切剖分成的至少兩個(gè)鑲塊,其中的測(cè)試鑲塊2中有拼合測(cè)試架6及其中可轉(zhuǎn)動(dòng)和可更換的多種測(cè)試模塊,在腦組織部有輻射劑量參考點(diǎn)、有射線傳感器。是實(shí)現(xiàn)人體頭部腫瘤診斷治療質(zhì)量保證和質(zhì)量控制優(yōu)良的仿真模擬實(shí)驗(yàn)工具。
文檔編號(hào)G09B23/28GK2298570SQ9721023
公開(kāi)日1998年11月25日 申請(qǐng)日期1997年5月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月4日
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