專利名稱：一種可承載微型放射性粒子源管道支架的設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，是一種可承載微型放射性粒子源的管道支架的設(shè) 計方法，主要用于中晚期胰腺癌以及膽管惡性狹窄的內(nèi)照射治療。
背景技術(shù)：
造成膽管狹窄的惡性疾病(膽管癌、壺腹癌及十二指腸乳頭癌等)和胰腺癌是一 組預(yù)后兇險、治愈率低、預(yù)后極差的消化道惡性腫瘤，多數(shù)發(fā)現(xiàn)時已屬中晚期，往往 無法手術(shù)切除。腫瘤常常會壓迫胰管、膽管，造成狹窄或阻塞。對于管道狹窄或阻塞， 目前主要采用內(nèi)鏡下逆行胰膽管造影技術(shù)(ERCP)置入具備引流功能的管道支架來緩 解臨床癥狀，主要分為金屬支架和塑料支架兩大類型。
對于胰腺癌和膽管惡性狹窄的放射治療，目前臨床上主要有外放療和內(nèi)放療兩種 方式。后者又分為后裝腔內(nèi)放療和組織間插植放療。后裝腔內(nèi)放療主要通過后裝治療 設(shè)備，將微型放射源置入放置于胰管或膽管內(nèi)的人工管道，對病灶進(jìn)行局部照射。該 治療過程中，需留置管道與體外相通，操作復(fù)雜，且治療時間較短，需分次治療，影 響放療效果。組織間插植放療主要通過注射針將微型放射性粒子源植入病灶內(nèi)或附近 進(jìn)行局部放療。醫(yī)用微型放射性粒子是將放射性核素封裝在鈦合金外殼內(nèi)制成的短桿 狀固體放射源。目前常用的粒子有碘(1251)及鈀(1Q3Pd)粒子等，臨床常用規(guī)格約為 長4.5mm，直徑0. 8mm，常用表面活度為0. 3mCi — l. 0mCi。具有治療靶點局部劑量高， 周圍正常組織受量低以及安全、可靠、易防護(hù)等特點。
專利文件1描述了一種可承載微型放射性粒子源的管道支架，通過十二指腸鏡置 入胰管或膽管內(nèi)的患部，不僅置入時操作方便，創(chuàng)傷極小，而且既具有引流作用，又 可對周圍腫瘤進(jìn)行局部持續(xù)照射，還可根據(jù)需要取出或定期更換。中國實用新型專利號ZL 2006 2 0046115.5。
如上所述，由于上述專利文件1所述管道支架可根據(jù)治療需要，單獨或組合放置 于膽總管、主胰管或副胰管。結(jié)合目前臨床應(yīng)用要求，缺乏一套行之有效的支架設(shè)計 方案，用以優(yōu)化設(shè)計一根或多根管道支架的具體結(jié)構(gòu)，并承載相應(yīng)劑量的微型放射源， 以達(dá)到臨床最佳照射治療效果。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種可承載微型放射性粒子源的管道支架的設(shè)計方法，利用人體內(nèi)胰 腺頭部區(qū)域的天然腔道(包括膽總管、主胰管、副胰管、十二指腸腸腔等)，放置可 承載微型放射性粒子源的管道支架，根據(jù)支架的空間位置和腫瘤的部位以及大小，優(yōu) 化設(shè)計支架的具體結(jié)構(gòu)，包括支架外徑、引流腔內(nèi)徑、支架長度、粒子孔道規(guī)格等； 根據(jù)內(nèi)照射計劃，選擇支架材質(zhì)，選擇是否應(yīng)用不同屏蔽能力的材料將輻照窗口封閉。 根據(jù)設(shè)定的腫瘤靶區(qū)邊緣劑量，計算支架承載微型放射源的規(guī)格、表面活度和間距排 列，設(shè)計粒子孔道內(nèi)徑、輻照窗口尺寸以及間距排列。
為努力解決前述問題和達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面的設(shè)計方法包括以 下步驟
對患者的腫瘤部位進(jìn)行一種或多種影像掃描設(shè)備掃描，如CT或MRI掃描，得到 相應(yīng)類型的影像序列。將所得到的影像序列傳輸至腫瘤放射治療計劃系統(tǒng)，經(jīng)過影像 融合方法，對影像序列進(jìn)行三維影像重建，可精確確定腫瘤靶區(qū)，明確人體內(nèi)胰腺頭 部區(qū)域的天然腔道(包括膽總管、主胰管、副胰管、十二指腸腸腔等)、腫瘤靶區(qū)和 周圍重要器官之間的相對空間位置關(guān)系。
可根據(jù)上述三維重建的天然腔道直徑、長度和腫瘤靶區(qū)形狀，確定管道支架的長 度、外徑和引流腔內(nèi)徑，確定支架兩端固定部長度和形狀。根據(jù)天然腔道的空間關(guān)系 以及相鄰的腫瘤靶區(qū)情況，確定管道支架中粒子孔道數(shù)目、粒子孔道長度。
進(jìn)一步的，在確定可承載微型放射性粒子源的管道支架規(guī)格之前，可根據(jù)患者情 況，選擇性預(yù)植入胰管支架、或/和副胰管支架、或/和膽管支架。參照普通支架規(guī)格， 確定新型管道支架的長度、外徑和引流腔內(nèi)徑。根據(jù)術(shù)中造影顯示，測量管腔受到腫 瘤壓迫造成的狹窄段長度，確定管道支架中粒子孔道數(shù)目、粒子孔道長度。
進(jìn)一步地，所述的通過ERCP技術(shù)選擇性預(yù)植入管道支架，包括普通塑料支架和 承載有微型放射性粒子源假體的管道支架；
進(jìn)一步地，所述的影像掃描方式為CT影像、核磁共振影像、功能性影像。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，根據(jù)臨床照射治療計劃和照射范圍要求，選擇相應(yīng)的支 架材料。對于需要局限照射范圍的情況，應(yīng)盡量選擇對放射線具有較高屏蔽能力的材 料，照射方案應(yīng)當(dāng)通過在粒子孔道上建立輻照窗口、擴(kuò)大窗口尺寸等方式調(diào)整。對于 需要較為廣泛的照射范圍時，應(yīng)盡量選擇對放射線具有較低屏障能力的材料。
進(jìn)一步的，為防止微型放射源脫落，可根據(jù)治療要求，選擇具有不同屏蔽能力的材料將輻照窗口封閉。
進(jìn)一步地，在放置微型放射源過程中，為防止微型放射源移位，可根據(jù)治療要求， 選擇應(yīng)用不同屏蔽能力的材料將粒子孔道兩端封閉，或應(yīng)用不同屏蔽能力的材料將兩 個相鄰粒子之間的粒子孔道封閉。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，根據(jù)天然腔道的相對空間位置關(guān)系和相鄰的腫瘤靶區(qū)邊 緣劑量，進(jìn)一步確定粒子孔道的數(shù)目，以及粒子孔道在支架管壁內(nèi)的空間排列。確定 支架承載微型放射源的類型和規(guī)格，設(shè)計粒子孔道內(nèi)徑。通過劑量優(yōu)化計算，計算承 載的微型放射源的布源規(guī)則，包括數(shù)量、表面活度和間距排列，由此確定輻照窗口尺 寸以及間距排列，并進(jìn)一步確定粒子孔道長度。
進(jìn)一步地，在腫瘤放射治療計劃系統(tǒng)中，根據(jù)腫瘤靶區(qū)的位置和大小以及治療計 劃要求，根據(jù)某種選定的布源規(guī)則，即先固定微型放射源的數(shù)目和排列間距，根據(jù)靶 區(qū)內(nèi)特定點的劑量要求，進(jìn)行劑量優(yōu)化計算，正向計算相應(yīng)位置微型放射源的表面活 度，并可進(jìn)一步調(diào)整放射源間距，使得符合內(nèi)照射計劃劑量分布要求。根據(jù)計算結(jié)果， 確定粒子孔道數(shù)目、內(nèi)徑、輻照窗口尺寸以及間距排列，并進(jìn)一步確定粒子孔道長度。
進(jìn)一步地，在腫瘤放射治療計劃系統(tǒng)中，根據(jù)腫瘤耙區(qū)的位置和大小以及治療計 劃要求，人工設(shè)定靶區(qū)內(nèi)特定點的劑量要求，進(jìn)行逆向劑量優(yōu)化計算，自動計算在不 同位置放置活度相等或不等的微型放射源，使得符合內(nèi)照射計劃劑量分布要求。可以 確定粒子孔道數(shù)目、內(nèi)徑、輻照窗口尺寸以及間距排列，并進(jìn)一步確定粒子孔道長度。
進(jìn)一步地，在腫瘤放射治療計劃系統(tǒng)中，除可利用影像序列的三維重建技術(shù)外， 還可應(yīng)用正交技術(shù)、立體平移、立體變角等常用放射源定位技術(shù)，模擬管道支架承載 的每個微型放射性粒子源的位置，在劑量優(yōu)化計算的基礎(chǔ)上進(jìn)一步定制符合該要求的 管道支架。
本發(fā)明有如下優(yōu)點根據(jù)患者腫瘤部位和大小，利用人體胰頭周圍區(qū)域的天然腔 道,優(yōu)化設(shè)計可承載微型放射性粒子源的管道支架的具體結(jié)構(gòu)，并設(shè)計粒子孔道內(nèi)徑、 輻照窗口尺寸以及間距排列；可根據(jù)臨床照射計劃，選擇不同支架材質(zhì)。達(dá)到精確定 位、精確計劃、精確治療的目的，達(dá)到最佳的內(nèi)照射治療效果。


參考附圖，將在下面描述實施本發(fā)明的一種可承載微型放射性粒子源管道支架的 設(shè)計方法的最佳模式。需要注意的是，本發(fā)明并不局限于所謂的最佳模式。
在圖1中的步驟S1，對患者的腫瘤部位的影像序列進(jìn)行處理，確定支架與腫瘤
耙區(qū)相對空間位置關(guān)系，確定管道支架的長度、外徑和引流腔內(nèi)徑，確定管道支架中
粒子孔道數(shù)目、粒子孔道長度。圖2是描述了腫瘤放射治療計劃系統(tǒng)數(shù)字圖像預(yù)處理 的流程圖。在預(yù)處理期間，執(zhí)行了數(shù)字圖像導(dǎo)入(步驟S21)，執(zhí)行了腫瘤靶區(qū)、重 要器官和天然腔道勾畫(步驟S22)，進(jìn)行三維影像重建(S23)，并執(zhí)行了不同影像 序列圖像融合(S24)。
在步驟S2，根據(jù)臨床照射治療計劃和照射范圍要求，選擇相應(yīng)的支架材料以及 合適的封閉輻照窗口的材料。圖3是描述了選擇相應(yīng)支架材料和相應(yīng)的封閉輻照窗口 的流程圖。在選擇支架材料期間，執(zhí)行了將步驟S1中設(shè)計的管道支架的三維結(jié)構(gòu)模 型，與步驟S1中的三維管腔影像重合(S31)，執(zhí)行了選擇具體支架材料(S32)，執(zhí) 行了導(dǎo)入支架規(guī)格參數(shù)(管壁厚度、引流腔內(nèi)徑等)(S33)，執(zhí)行了支架材料屏蔽計 算(S34)，執(zhí)行了輻照窗口覆蓋材料屏蔽計算(S35)。
在步驟S3，根據(jù)天然腔道的相對空間位置關(guān)系和相鄰的腫瘤靶區(qū)邊緣劑量，確 定粒子孔道內(nèi)徑、數(shù)目、長度以及粒子孔道在支架管壁內(nèi)的空間排列。確定輻照窗口 尺寸和間距排列。圖4是描述了腫瘤放射治療計劃系統(tǒng)制訂治療計劃的流程圖。在制 訂計劃期間，執(zhí)行了確定支架承載微型放射源的類型和規(guī)格(S41)，執(zhí)行了微型放射 源在耙區(qū)內(nèi)或靶區(qū)附近沿粒子孔道在天然腔道內(nèi)的模擬分布(S42)，執(zhí)行了劑量優(yōu)化 計算(S43),執(zhí)行了材料屏蔽計算(S44)，確定計算承載的微型放射源的布源規(guī)則， 包括數(shù)量、表面活度和排列間距(S45)。圖5是描述了 S43步驟中正向治療計劃流程 圖。在正向治療計劃期間，執(zhí)行了人工(亦可自動)設(shè)計靶點數(shù)目(S51)，執(zhí)行了人 工(亦可自動)設(shè)計靶點位置(S52)，執(zhí)行了快速劑量計算(S53)，執(zhí)行了計算微型 放射源表面活度(S54)，執(zhí)行了等劑量曲線疊加在靶區(qū)邊緣(S55)。如符合內(nèi)照射計 劃劑量分布要求，則結(jié)束制訂治療計劃。如不符合內(nèi)照射計劃劑量分布要求，則返回 步驟S51，直至劑量分布符合照射要求。圖6是描述了S43步驟中逆向治療計劃流程 圖。在逆向治療計劃期間，執(zhí)行了人工設(shè)置靶區(qū)內(nèi)定點的治療劑量(S61)，執(zhí)行了快 速逆向劑量計算(S62)，執(zhí)行了自動計算靶點數(shù)目(S63)，執(zhí)行了自動計算靶點靶點位置(S64)，執(zhí)行了自動計算微型放射源表面活度(S65)，執(zhí)行了等劑量曲線疊加在 耙區(qū)邊緣(S66)。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。為方便說明，下述實施例均針對相 同個例。
具體實施方式
實施例1:
實施例l: CT重建設(shè)計支架 1.數(shù)字影像掃描和處理
a. 對胰腺癌患者行腹部增強(qiáng)CT掃描(顯示腫瘤靶區(qū)較好)和核磁共振胰膽管水 成像(MRCP)掃描(顯示胰管、膽管較好)，將CT和MRCP影像序列導(dǎo)入至計劃系統(tǒng)。
b. 勾畫CT影像序列中腫瘤靶區(qū)、周圍重要器官、主胰管、副胰管和膽總管，進(jìn) 行三維影像重建。
c. 由于CT掃描和MRCP掃描分別有一個坐標(biāo)系統(tǒng)，反映患者掃描時的體位。調(diào) 整MRCP掃描坐標(biāo)系相對于CT掃描坐標(biāo)系的原點的位置和相對角度，從而改變二者的 三維重建影像的重合程度；從解剖學(xué)結(jié)構(gòu)知識判斷，如果CT掃描重建的膽總管和主 胰管與MRCP掃描重建的膽總管和主胰管符合重合要求，則可確定主胰管、副胰管和 膽總管三根主要孔道與腫瘤靶區(qū)的空間位置關(guān)系。
d. 確定主胰管近胰腺頭部區(qū)域狹窄，長度約為20.0mm,狹窄段直徑約為1. 5mm; 胰腺體部主胰管擴(kuò)張，直徑約為3mm—5mm。MRCP顯示副胰管長度約為30誦，直徑2mm。 胰腺頭部區(qū)域上段膽總管擴(kuò)張，直徑約lO.Omm，下段受腫瘤侵犯狹窄段長度約為 40. Omm，直徑約3mm。
e. 確定膽總管內(nèi)管道支架的長度為80. O腿，外徑為3. 4mm，引流腔直徑為2. 2mm。 管壁內(nèi)設(shè)有l(wèi)條粒子孔道，粒子孔道內(nèi)徑為0.8ram，粒子孔道長度為45. Omm。兩根倒 刺長度均為7mm，其根部距引流管兩端各5mm。
f. 確定主胰管內(nèi)管道支架的長度為60. Omra，外徑為2. 8mm，引流腔直徑為1. 8mm。 管壁內(nèi)設(shè)有1條粒子孔道，粒子孔道內(nèi)徑為0. 8mm，粒子孔道長度為30mm。兩根倒刺 長度均為5mra，其根部距引流管兩端各3mm。
g. 確定副胰管內(nèi)管道支架的長度為25mm，外徑為2.0隱，引流腔直徑為0.8mm。
管壁內(nèi)設(shè)有l(wèi)條粒子孔道，粒子孔道內(nèi)徑為0.8mm，粒子孔道長度為15mm。 1根胰管遠(yuǎn)端倒刺長度約為3mm，其根部距引流管遠(yuǎn)端2mm。
2. 屏蔽材料選擇和計算
a. 將上述規(guī)格的管道支架的三維結(jié)構(gòu)模型，與步驟S1中的三維管腔影像重合。
b. 根據(jù)周圍照射范圍要求，膽管支架選擇聚氨酯+硫酸鋇(高屏蔽性)材料， 主胰管和副胰管支架選擇聚氨酯(低屏蔽性)材料。
c. 將支架管壁厚度和引流腔內(nèi)徑等參數(shù)導(dǎo)入計劃治療系統(tǒng)。
d. 進(jìn)行支架材料屏蔽計算
e. 為防止放射性粒子源脫落并考慮到照射范圍，可選擇聚乙烯(低屏蔽性材料) 封閉輻照窗口。
3. 制訂治療計劃
a. 選擇放射性1251籽源作為微型放射性粒子源，確定臨床治療劑量60Gy。臨床 常用1251籽源長度約為4. 5咖，直徑約為0. 85mm。
b. 在膽管支架中，設(shè)定相鄰1251籽源間距10. 0mm，在臨近腫瘤靶區(qū)位置等間距 排列5顆粒子籽源。在主胰管支架中，設(shè)定相鄰1251籽源間距5. Omm，在臨近腫瘤靶 區(qū)位置等間距排列6顆粒子籽源。在副胰管支架中，設(shè)定相鄰1251籽源間距5. Omm， 在臨近腫瘤靶區(qū)位置等間距排列3顆粒子籽源。
c. 進(jìn)行快速劑量計算，計算膽管支架內(nèi)籽源表面活度為0.4mCi，主胰管和副胰 管支架內(nèi)籽源表面活度為0. 5raCi。
d. 輸入支架材料屏蔽數(shù)值和表面覆蓋材料屏蔽數(shù)值。
e. 等劑量曲線參考區(qū)與腫瘤靶區(qū)進(jìn)行疊加，無法有效覆蓋。
f. 在劑量偏低區(qū)域反復(fù)調(diào)整主胰管頭側(cè)第2、 3顆籽源活度至0.6mCi，調(diào)整相 應(yīng)的等劑量曲線參考區(qū)。
g. 調(diào)整后的等劑量曲線參考區(qū)可以較好的覆蓋腫瘤靶區(qū)，DVH提示符合內(nèi)照射 治療要求。
h. 在膽管支架內(nèi)粒子孔道的外側(cè)壁設(shè)有5個輻照窗口，長寬高分為4.4X0.7X
0.2(mm)，相鄰輻照窗口中心間隔10.0mm。頭端輻照窗口距引流管起始端距離為
5. Omm，尾端輻照窗口距引流管末端距離為30. Omm。單個粒子表面活度為0. 4mCi。放
置1251籽源后，應(yīng)用聚乙烯材料將輻照窗口封閉。
在主胰管支架內(nèi)粒子孔道的外側(cè)壁設(shè)有6個輻照窗口，長寬高分為4.4X0.7X
90. 2 (mm),相鄰輻照窗口中心間隔5. 0醒。頭端輻照窗口距引流管起始端距離為5. Omm， 尾端輻照窗口距引流管末端距離為25.0ram。距支架頭端第2、 3個粒子表面活度為 0. 6mCi，其余粒子活度為0. 5mCi。放置1251籽源后，應(yīng)用聚乙烯材料將輻照窗口封閉。 在副胰管支架內(nèi)粒子孔道的外側(cè)壁設(shè)有3個輻照窗口，長寬高分為4.4X0.7X 0. 2(隱)，相鄰輻照窗口中心間隔5. Omm。頭端輻照窗口距引流管起始端距離為5. Omm， 尾端輻照窗口距引流管末端距離為5.0mm。單個粒子表面活度為0.5mCi。放置1251籽 源后，應(yīng)用聚乙烯材料將輻照窗口封閉。 實施例2:預(yù)先放置普通支架設(shè)計管道支架
1. 行ERCP預(yù)操作
a. 行ERCP主胰管插管，通過注射造影劑，測量主胰管近胰腺頭部區(qū)域狹窄，長 度約為20.0mm，狹窄段直徑約為1. 5min;胰腺體部主胰管擴(kuò)張，直徑約為3mm—5mm。 副胰管造影顯示副胰管長度約為30mm，直徑2mm。膽總管造影，顯示胰腺頭部區(qū)域上 段膽總管擴(kuò)張，直徑約10. Omm，下段受腫瘤侵犯狹窄段長度約為40. Omm，直徑約3mm。
b. 確定膽總管內(nèi)管道支架管壁內(nèi)設(shè)有1條粒子孔道，粒子孔道內(nèi)徑為0.8mm， 粒子孔道長度為45.0mm。確定主胰管內(nèi)管道支架管壁內(nèi)設(shè)有1條粒子孔道，粒子孔 道內(nèi)徑為0.8mm，粒子孔道長度為30mm。確定副胰管內(nèi)管道支架管壁內(nèi)設(shè)有1條粒子 孔道，粒子孔道內(nèi)徑為0.8mm，粒子孔道長度為15mm。
2. 放置普通塑料支架
a. 于膽總管內(nèi)放置普通塑料支架，支架的長度為80. Omm，外徑為3. 4mm，引流腔 直徑為3. Omm。兩根倒刺長度均為7ram，其根部距引流管兩端各5mm。
b. 于主胰管內(nèi)放置胰管塑料支架的長度為60.0ram，外徑為2.8ram，引流腔直徑 為2.4mm。兩根倒刺長度均為5mm，其根部距引流管兩端各3mm。
c. 確定副胰管長度為25咖，外徑為2.0隨，引流腔直徑為L4ram。 1根胰管遠(yuǎn)端 倒剌長度約為3mm，其根部距引流管遠(yuǎn)端2mm。
3. 數(shù)字影像掃描和處理
a. 對患者行腹部增強(qiáng)CT掃描，將CT影像序列導(dǎo)入至計劃系統(tǒng)。
b. 勾畫CT影像序列中腫瘤耙區(qū)、周屈重要器官、主胰管支架、副胰管支架和膽 總管支架，進(jìn)行三維影像重建。
c. 確定主胰管支架、副胰管支架和膽總管支架三根塑料支架與腫瘤靶區(qū)的空間位置關(guān)系。
4. 同實施例1步驟2。
5. 同實施例1步驟3。
實施例3:預(yù)先放置假體支架設(shè)計管道支架
1. 行ERCP預(yù)操作
a. 行ERCP主胰管插管，通過注射造影劑，測量主胰管近胰腺頭部區(qū)域狹窄，長 度約為20.0mm，狹窄段直徑約為1. 5mm;胰腺體部主胰管擴(kuò)張，直徑約為3mm—5mm。 副胰管造影顯示副胰管長度約為30mm，直徑2ram。膽總管造影，顯示胰腺頭部區(qū)域上 段膽總管擴(kuò)張，直徑約10. Omm，下段受腫瘤侵犯狹窄段長度約為40. Omm，直徑約3mm。
b. 確定膽總管內(nèi)管道支架管壁內(nèi)設(shè)有1條粒子孔道，粒子孔道內(nèi)徑為0.8mm， 粒子孔道長度為45.0mm。確定主胰管內(nèi)管道支架管壁內(nèi)設(shè)有1條粒子孔道，粒子孔 道內(nèi)徑為0.8咖，粒子孔道長度為30mm。確定副胰管內(nèi)管道支架管壁內(nèi)設(shè)有1條粒子 孔道，粒子孔道內(nèi)徑為0.8mm，粒子孔道長度為15mm。
2. 放置假體支架
a. 確定膽總管內(nèi)管道支架的長度為80. Omm，外徑為3. 4mm，引流腔直徑為2. 2mm。 管壁內(nèi)設(shè)有1條粒子孔道，粒子孔道內(nèi)徑為0. 8mm，粒子孔道長度為45. Omm。兩根倒 刺長度均為7mm，其根部距引流管兩端各5mm。在膽管支架中，設(shè)定相鄰1251籽源間 距10. Omra，在臨近腫瘤耙區(qū)位置等間距排列5顆假體粒子籽源。
b. 確定主胰管內(nèi)管道支架的長度為60. Omm，外徑為2. 8畫，引流腔直徑為1. 8mm。 管壁內(nèi)設(shè)有1條粒子孔道，粒子孔道內(nèi)徑為0. 8國，粒子孔道長度為30mm。兩根倒刺 長度均為5mm，其根部距引流管兩端各3mm。在主胰管支架中，設(shè)定相鄰1251籽源間 距5. Omm，在臨近腫瘤耙區(qū)位置等間距排列6顆假體粒子籽源。
c. 確定副胰管內(nèi)管道支架的長度為25mm，外徑為2. Omm，弓l流腔直徑為0.8ram。 管壁內(nèi)設(shè)有l(wèi)條粒子孔道，粒子孔道內(nèi)徑為0.8mm，粒子孔道長度為15mm。 1根胰管 遠(yuǎn)端倒刺長度約為3mm，其根部距引流管遠(yuǎn)端2mm。在副胰管支架中，設(shè)定相鄰1251 籽源間距5. Omm，在臨近腫瘤靶區(qū)位置等間距排列3顆假體粒子籽源。
3. 數(shù)字影像掃描和處理
a. 對患者行腹部增強(qiáng)CT掃描，將CT影像序列導(dǎo)入至計劃系統(tǒng)。
b. 勾畫CT影像序列中腫瘤靶區(qū)、周圍重要器官、主胰管假體支架、副胰管假體支架和膽總管假體支架，進(jìn)行三維影像重建。
c. 確定主胰管假體支架、副胰管假體支架和膽總管假體支架三根塑料支架與腫瘤
靶區(qū)的空間位置關(guān)系。
d. 確定粒子假體與腫瘤靶區(qū)的空間位置關(guān)系。
4. 同實施例1步驟2。
5. 制訂治療計劃
a. 選擇放射性1251籽源作為微型放射性粒子源，確定臨床治療劑量60Gy。臨床常用1251籽源長度約為4. 5咖，直徑約為0.85mm。
b. 根據(jù)粒子假體位置，進(jìn)行快速劑量計算，計算膽管支架內(nèi)籽源表面活度為0. 4mCi，主胰管和副胰管支架內(nèi)籽源表面活度為0. 5mCi。
c. 輸入支架材料屏蔽數(shù)值和表面覆蓋材料屏蔽數(shù)值。
d. 等劑量曲線參考區(qū)與腫瘤靶區(qū)進(jìn)行疊加，無法有效覆蓋。
e. 在劑量偏低區(qū)域反復(fù)調(diào)整主胰管頭側(cè)第2、 3顆籽源活度至0.6mCi，調(diào)整相應(yīng)的等劑量曲線參考區(qū)。
f. 調(diào)整后的等劑量曲線參考區(qū)可以較好的覆蓋腫瘤靶區(qū)，DVH提示符合內(nèi)照射治療要求。
g. 在膽管支架內(nèi)粒子孔道的外側(cè)壁設(shè)有5個輻照窗口，長寬高分為4.4X0.7X0.2(國)，相鄰輻照窗口中心間隔IO.O腿。頭端輻照窗口距引流管起始端距離為5.0mm，尾端輻照窗口距引流管末端距離為30.0mm。單個粒子表面活度為0. 4mCi。放置1251籽源后，應(yīng)用聚乙烯材料將輻照窗口封閉。
h. 在主胰管支架內(nèi)粒子孔道的外側(cè)壁設(shè)有6個輻照窗口，長寬高分為4.4X0.7X0.2(mm)，相鄰輻照窗口中心間隔5.0mm。頭端輻照窗口距引流管起始端距離為5.0mra，尾端輻照窗口距引流管末端距離為25.0mm。距支架頭端第2、 3個粒子表面活度為0.6mCi，其余粒子活度為0.5mCi。放置1251籽源后，應(yīng)用聚乙烯材料將輻照窗口封閉。
i. 在副胰管支架內(nèi)粒子孔道的外側(cè)壁設(shè)有3個輻照窗口，長寬高分為4.4X0.7
X0.2(mra)，相鄰輻照窗口中心間隔5.0mm。頭端輻照窗口距引流管起始端距離為
5.0mm，尾端輻照窗口距引流管末端距離為5.0mm。單個粒子表面活度為0.5mCi。放
置1251籽源后，應(yīng)用聚乙烯材料將輻照窗口封閉。
權(quán)利要求
1. 一種可承載微型放射性粒子源管道支架的方法，包括步驟一、根據(jù)患者腫瘤部位掃描后得到的影像序列，將所得到的影像序列傳輸至腫瘤放射治療計劃系統(tǒng)，經(jīng)過影像融合方法，對影像序列進(jìn)行三維影像重建，確定腫瘤靶區(qū)，天然腔道相對空間位置關(guān)系；步驟二、根據(jù)步驟一三維影像重建的天然腔道直徑、長度和腫瘤靶區(qū)形狀，確定管道支架的長度、外徑和引流腔內(nèi)徑，確定支架兩端固定部長度和形狀；根據(jù)天然腔道的空間關(guān)系以及相鄰的腫瘤靶區(qū)情況，確定管道支架中粒子孔道數(shù)目、粒子孔道長度，確定支架承載微型放射源的類型和規(guī)格，設(shè)計粒子孔道內(nèi)徑；步驟三，根據(jù)照射范圍要求，選擇相應(yīng)的支架材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述影像是CT影像、核磁共振影像、功能 性影像的任意一種或多種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于，步驟二中可根據(jù)患者預(yù)植入的管道支架，確 定可承載微型放射性粒子源管道支架的長度、外徑和引流腔內(nèi)徑，根據(jù)管腔造影結(jié)果，確定 管道支架中粒子孔道數(shù)目、粒子孔道長度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于，普通支架是普通塑料或承載有微型放射性 粒子源假體材料的管道支架，該管道支架是胰管支架、或/和副胰管支架、或/和膽管支架的 任意一種或多種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述選擇相應(yīng)的支架材料，當(dāng)需要局限照 射范圍的情況，選擇對放射線具有高屏蔽能力的材料，通過在粒子孔道上建立輻照窗口、擴(kuò) 大窗口尺寸等方式調(diào)整，當(dāng)需要較為廣泛的照射范圍時，選擇對放射線具有低屏障能力的材 料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，為防止微型放射源脫落，選擇具有不同屏 蔽能力的材料將輻照窗口封閉；為防止微型放射源移位，選擇不同屏蔽能力的材料將粒子孔 道兩端封閉，或應(yīng)用不同屏蔽能力的材料將兩個相鄰粒子之間的粒子孔道封閉。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟四，根據(jù)天然腔道的相對空間位置關(guān)系和相鄰的腫瘤靶區(qū)邊緣劑量優(yōu)化計算，進(jìn)一 步確定承載的微型放射源的類型、數(shù)量、表面活度和間距排列，由此進(jìn)一步確定粒子孔道內(nèi) 徑、粒子孔道的數(shù)目、粒子孔道長度、以及粒子孔道在支架管壁內(nèi)的空間排列。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,還包括步驟四，根據(jù)天然腔道的相對空間位置關(guān)系和相鄰的腫瘤靶區(qū)邊緣劑量優(yōu)化計算，進(jìn)一步確定輻照窗口尺寸以及間距排列。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括步驟四，根據(jù)天然腔道的相對空間位置關(guān)系和相鄰的腫瘤靶區(qū)邊緣劑量優(yōu)化計算，進(jìn)一 步確定輻照窗口尺寸以及間距排列。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1 9所述的方法，其特征在于，以正交技術(shù)、立體平移、立體變角等 常用放射源定位技術(shù)替代三維影像重建的方式，模擬管道支架承載的每個微型放射性粒子源 的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，是一種可承載微型放射性粒子源的管道支架的設(shè)計方法，主要用于中晚期胰腺癌以及膽管惡性狹窄的內(nèi)照射治療。本發(fā)明可根據(jù)患者腫瘤部位和大小，利用人體胰頭周圍區(qū)域的天然腔道(包括膽總管、主胰管、副胰管等)，優(yōu)化設(shè)計可承載微型放射性粒子源的管道支架的具體結(jié)構(gòu)。包括支架外徑、引流腔內(nèi)徑、支架長度等(步驟S1)；可根據(jù)臨床照射計劃，選擇不同支架材質(zhì)，選擇是否應(yīng)用不同屏蔽能力的材料將輻照窗口封閉(步驟S2)；設(shè)計粒子孔道內(nèi)徑、輻照窗口尺寸以及間距排列(步驟S3)；實現(xiàn)精確定位、精確計劃、精確治療的目的，達(dá)到最佳的內(nèi)照射治療效果。
文檔編號A61M36/00GK101455877SQ200710172100
公開日2009年6月17日 申請日期2007年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月12日
發(fā)明者巖 劉, 箏 路 申請人:箏 路