CN110292420A - 一种粒子植入***及操作方法 - Google Patents

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姜忠于
刘学武
胡春秀
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Abstract

本发明涉及医用粒子植入技术领域，公开了一种粒子植入***，包括CT成像设备、数据处理***、电阻式传感器和激光定位***，CT成像设备、电阻式传感器和激光定位***均与数据处理***相连；本发明还公开了一种粒子植入***的操作方法。本发明降低了手术时长，提高了治疗效果，通过模拟病灶部位及病灶部位相关组织的偏移活动情况获得植入针***过程中进针角度的动态变化数据，手术过程中实时预估植入针植入角度的变化，降低了穿刺过程中病灶部位及相关组织由于受到挤压而出现的方向偏移对粒子植入的准确性的影响，减少了CT使用次数，通过激光指引医生手术，简化了手术操作流程，提高了穿刺准确度，降低了重复穿刺率。

Description

一种粒子植入***及操作方法
技术领域
本发明涉及医用粒子植入技术领域，具体涉及一种粒子植入***及操作方法。
背景技术
目前，70％～80％的肿瘤患者在确诊时已经属于中晚期，传统的肿瘤治疗方法，如放疗、化疗因受剂量等因素的限制，较难将肿瘤细胞完全杀灭，治疗效果不理想。肿瘤介入治疗具有微创、费用低、安全、疗效好等优点，尤其是对那些不能手术的肿瘤患者，肿瘤介入治疗越来越显示出其在肿瘤治疗中的地位。
经皮穿刺是肿瘤介入治疗中经常使用的一种手术方法，其通过穿刺针向肿瘤内注射药物或植入放射性粒子或植入磁性热籽以达到杀灭肿瘤细胞的目的，穿刺中准确地定位对穿刺成功率起着决定性的作用。过去医生一般凭经验寻找穿刺点，直接将穿刺针***病灶处，这样操作穿刺不准确，通常需要多次才能找准病变部位，很容易出现进针偏差、重复穿刺等失误，进而导致在放射性粒子或磁性热籽的植入过程中出现植入偏差、植入不均匀而影响治疗效果的问题。
随着医学影像技术的不断发展，目前可先通过CT等影像设备引导确定穿刺点、穿刺深度和穿刺角度，然后由医生依靠其经验手持穿刺针进行肿瘤穿刺，该方法虽然可极大提高穿刺的准确性和安全性，但由于常规CT扫描设备并非实时引导，医生穿刺过程中会由于主观操作和穿刺过程中病灶部位及相关组织由于受到挤压而出现方向偏移导致不能精确定位而需要反复进行CT扫描甚至反复穿刺，从而导致手术精确度降低，手术时间延长和重复穿刺率升高；目前还有一种在CT或超声扫描设备引导下经常规模板进行经皮穿刺***的方法，该方法虽然可在一定程度上提高粒子植入的准确性，但在较复杂的解剖结构中常规模板极易出现摆位误差，导致粒子植入过程中的进针路径、粒子植入位置与计划不符，降低治疗的精确性，从而造成肿瘤部位放射剂量降低、正常组织接受放射剂量增高，影响治疗效果，同时增加并发症，另外一般需要先通过固定装置预先固定模板，然后再通过固定装置带动模板运动至患者待植入部位，结构复杂、操作繁琐，手术过程中仍然需要多次进项CT扫描以确定进针方向是否正确。
发明内容
基于以上问题，本发明提供一种粒子植入***及操作方法，它可实时调整激光的照射角度，可避免医生主观操作带来的误差，可减少手术过程中CT使用的次数、简化手术过程、提高穿刺准确度和降低重复穿刺率。
为解决以上技术问题，本发明提供了一种粒子植入***，包括CT成像设备、数据处理***、电阻式传感器和激光定位***，所述CT成像设备、电阻式传感器和激光定位***均与数据处理***相连；所述CT成像设备是用以扫描病灶部位并获得病灶部位的CT图像的装置，所述电阻式传感器是用以感应皮肤表面相关变化的装置，所述激光定位***是用以定位植入针植入角度的装置，所述数据处理***用于接受、分析处理和储存CT成像设备和电阻式传感器的相关数据并将相关数据反馈至激光定位***。
进一步的，所述电阻式传感器为形变电阻式传感器，电阻式传感器可感应皮肤表面的形变，并将形变数据传输至数据处理***。
为解决以上技术问题，本发明还提供了一种粒子植入***的操作方法，包括如下步骤：
1)利用CT成像设备对病灶部位扫描，获得病灶部位的CT图像，CT成像设备将CT图像传输至数据处理***；
2)数据处理***处理CT图像数据，确定植入针的进针位置和进针角度，医务人员用记号笔在患者病灶部位的表皮标记进针位置；
3)数据处理***根据步骤1)中获得的CT图像构建病灶部位及其相关组织的虚拟三维模型；
4)在病灶部位表皮外周2-4cm处围绕病灶部位布设电阻式传感器，相邻电阻式传感器之间的间距为1.5-3cm；
5)步骤4)完成之后，医务人员在患者的进针位点模拟植入针的***动作，电阻式传感器将感应到的皮肤表面形变数据传输至数据处理***，数据处理***利用上述数据在步骤3)中的虚拟三维模型上模拟植入针的***动作，从而模拟病灶部位及病灶部位相关组织的偏移活动情况，从而获得植入针***过程中进针角度的动态变化数据；
6)植入手术过程中，将激光定位***移至手术部位的上方，固定激光定位***的位置并保持不变，随后开启激光定位***，医务人员将激光的照射点定位至步骤2)中标记的进针位置并使激光的照射角度与骤2)中确定的进针角度相同，医生沿着激光的照射路径***植入针，***过程中电阻式传感器将感应到的皮肤形变数据传输至数据处理***，数据处理***根据皮肤表面的形变情况预估病灶部位及病灶部位相关组织的偏移活动情况，从而实时纠正后续进针角度，并将信号传输至激光定位***，激光定位***调整激光的照射角度，医生根据激光的照射角度的变化调整进针角度。
进一步的，步骤4)中的电阻式传感器布设在病灶部位表皮外周2cm处，相邻电阻式传感器之间的间距为1.5cm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明降低了手术时长，提高了治疗效果，通过数据处理***和电阻式传感器模拟病灶部位及病灶部位相关组织的偏移活动情况，从而获得植入针***过程中进针角度的动态变化数据，手术过程中数据处理***根据动态变化数据实时预估植入针***过程中植入角度的变化，很大程度的降低了穿刺过程中病灶部位及相关组织由于受到挤压而出现的方向偏移对粒子植入的准确性的影响，减少了手术过程中CT使用的次数，同时省去了常规固定模板，通过激光指引医生手术，简化了手术操作流程，避免了医生主观操作带来的误差，提高了穿刺准确度，降低了重复穿刺率。
附图说明
图1为本发明的***组成图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例：
参见图1，一种粒子植入***，包括CT成像设备、数据处理***、电阻式传感器和激光定位***，CT成像设备、电阻式传感器和激光定位***均与数据处理***相连；CT成像设备用于扫描病灶部位并将病灶部位的CT图像传输至数据处理***，电阻式传感器为形变电阻式传感器，可感应皮肤表面的形变，并将形变数据传输至数据处理***，激光定位***可发射激光，并可通过数据处理***反馈的信息调整激光的角度，数据处理***可接受、分析处理和储存CT成像设备和电阻式传感器的数据，同时将数据信息反馈给激光定位***。
基于上述一种粒子植入***的操作方法，包括如下步骤：
1)利用CT成像设备对病灶部位扫描，获得病灶部位的CT图像，CT成像设备将CT图像传输至数据处理***；
2)数据处理***处理CT图像数据，根据CT图像确定植入针的进针位置和进针角度，医务人员用记号笔在患者病灶部位的表皮标记进针位置；
3)数据处理***根据步骤1)中获得的CT图像构建病灶部位及其相关组织的虚拟三维模型；
4)在病灶部位表皮外周2-4cm处围绕病灶部位布设电阻式传感器，相邻电阻式传感器之间的间距为1.5-3cm，本实施例中电阻式传感器布设在病灶部位表皮外周2cm处，相邻电阻式传感器之间的间距为1.5cm；
5)步骤4)完成之后，医务人员在患者的进针位点模拟植入针的***动作，电阻式传感器将感应到的皮肤表面形变数据传输至数据处理***，数据处理***利用上述数据在步骤3)中的虚拟三维模型上模拟植入针的***动作，从而模拟病灶部位及病灶部位相关组织的偏移活动情况，从而获得植入针***过程中进针角度的动态变化数据；
6)植入手术过程中，将激光定位***移至手术部位的上方，固定激光定位***的位置并保持不变，随后开启激光定位***，医务人员将激光的照射点定位至步骤2)中标记的进针位置并使激光的照射角度与骤2)中确定的进针角度相同，医生沿着激光的照射路径***植入针，***过程中电阻式传感器将感应到的皮肤形变数据传输至数据处理***，数据处理***根据皮肤表面的形变情况预估病灶部位及病灶部位相关组织的偏移活动情况，从而实时纠正后续进针角度，并将信号传输至激光定位***，激光定位***调整激光的照射角度，医生根据激光的照射角度的变化调整进针角度。
本发明通过电阻式传感器感应植入针***过程中病灶部位表皮的形变情况，在手术之前通过数据处理***和电阻式传感器模拟病灶部位及病灶部位相关组织的偏移活动情况，从而获得植入针***过程中进针角度的动态变化数据；手术过程中数据处理***实时接收和处理电阻式传感器的数据，从而预估植入针***过程中植入角度的变化，很大程度的降低了穿刺过程中病灶部位及相关组织由于受到挤压而出现的方向偏移对粒子植入的准确性的影响，同时可实时调整激光的照射角度，通过激光指引医生手术，既避免了医生主观操作带来的误差，又省去了常规固定模板，减少了手术过程中CT使用的次数，简化了手术过程，减少了手术时长，提高了穿刺准确度，降低了重复穿刺率，并提高了治疗效果。
如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种粒子植入***，其特征在于，包括CT成像设备、数据处理***、电阻式传感器和激光定位***，所述CT成像设备、电阻式传感器和激光定位***均与数据处理***相连；所述CT成像设备是用以扫描病灶部位并获得病灶部位的CT图像的装置，所述电阻式传感器是用以感应皮肤表面相关变化的装置，所述激光定位***是用以定位植入针植入角度的装置，所述数据处理***用于接受、分析处理和储存CT成像设备和电阻式传感器的相关数据并将相关数据反馈至激光定位***。
2.根据权利要求1所述的一种粒子植入***，其特征在于，所述电阻式传感器为形变电阻式传感器，电阻式传感器可感应皮肤表面的形变，并将形变数据传输至数据处理***。
3.基于权利要求1所述的一种粒子植入***的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)利用CT成像设备对病灶部位扫描，获得病灶部位的CT图像，CT成像设备将CT图像传输至数据处理***；
2)数据处理***处理CT图像数据，确定植入针的进针位置和进针角度，医务人员用记号笔在患者病灶部位的表皮标记进针位置；
3)数据处理***根据步骤1)中获得的CT图像构建病灶部位及其相关组织的虚拟三维模型；
4)在病灶部位表皮外周2-4cm处围绕病灶部位布设电阻式传感器，相邻电阻式传感器之间的间距为1.5-3cm；
5)步骤4)完成之后，医务人员在患者的进针位点模拟植入针的***动作，电阻式传感器将感应到的皮肤表面形变数据传输至数据处理***，数据处理***利用上述数据在步骤3)中的虚拟三维模型上模拟植入针的***动作，从而模拟病灶部位及病灶部位相关组织的偏移活动情况，从而获得植入针***过程中进针角度的动态变化数据；
6)植入手术过程中，将激光定位***移至手术部位的上方，固定激光定位***的位置并保持不变，随后开启激光定位***，医务人员将激光的照射点定位至步骤2)中标记的进针位置并使激光的照射角度与骤2)中确定的进针角度相同，医生沿着激光的照射路径***植入针，***过程中电阻式传感器将感应到的皮肤形变数据传输至数据处理***，数据处理***根据皮肤表面的形变情况预估病灶部位及病灶部位相关组织的偏移活动情况，从而实时纠正后续进针角度，并将信号传输至激光定位***，激光定位***调整激光的照射角度，医生根据激光的照射角度的变化调整进针角度。
4.根据权利要求3所述的一种粒子植入***的操作方法，其特征在于，步骤4)中的电阻式传感器布设在病灶部位表皮外周2cm处，相邻电阻式传感器之间的间距为1.5cm。
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