[發明專利]基于3D打印的物理補償器生成方法、設備、介質及系統

有效

• 申請號: 201810307244.2
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108635682B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 汪大清
• 申請（專利權）人: 廣東普能生物科技有限公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10;B33Y10/00;B33Y50/00;B33Y70/00;B33Y80/00
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 郭佳利;郭裕彬

本發明提供基于3D打印的物理補償器生成方法，包括步驟創建3D患者模型，生成補償器模具，生成補償器，通過患者體表數據創建3D患者模型；選取3D患者模型上的補償區域，獲取補償區域的厚度、曲面和大小信息進行3D打印，生成補償器模具；將鉛合金澆筑至補償器模具內生成補償器；本發明涉及基于3D打印的物理補償器生成系統；本發明還涉及電子設備與可讀存儲介質，用于執行基于3D打印的物理補償器生成方法；本發明通過3D掃描儀掃描的患者體表數據或患者的醫學影像數據創建3D模型，使用環保材料3D打印補償器模具和模體模型，無需人為進行測量或制作，避免了人為因素造成的誤差，補償器精度高，滿足臨床治療質控需求。

技術領域

本發明涉及腫瘤放射治療技術領域，尤其涉及基于3D打印的物理補償器生成方法、電子設備、存儲介質及系統。

背景技術

傳統的放療物理補償方法采用統一化模具制作的補償器或成品化補償器進行補償，傳統的放療物理補償方法中根據治療計劃(TPS)系統的數據生成二維或三維文件，運用二維切割機或三維切割機在高密度泡沫上切割出補償器模具，該方法對切割機精度和材料性能要求很高，產品制作麻煩且精度達不到臨床要求，需要專業的設備、特殊的通風、排氣工作場地，高溫下的鉛合金在泡沫上成型造成補償器模具的形變和有毒的氣體，補償器模具制作的多道工藝流程需要人為測量，容易產生誤差，導致補償器精度低，耗時長；成品化的組織補償膠直接放在需要補償的位置處，與人體的貼服度低，且容易滑落，對患者后期治療帶來誤差；而模體模型因患者的差異化停留在理論階段，無法實際運用。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供基于3D打印的物理補償器生成方法，通過根據患者的個性化數據3D打印補償器模具和模體模型，產品精度高，滿足臨床治療質控需求，為精準放療提供有力保障。

本發明提供基于3D打印的物理補償器生成方法，包括以下步驟：

創建3D模型，通過患者體表數據創建3D患者模型；

生成補償器模具，選取所述3D患者模型上的補償區域，獲取所述補償區域的厚度、曲面和大小信息進行3D打印，生成補償器模具；

生成補償器，將鉛合金澆筑至所述補償器模具內生成補償器。

進一步地，所述步驟創建3D患者模型包括獲取3D掃描儀掃描的患者體表數據；所述步驟創建3D患者模型還包括獲取患者的醫學影像數據，通過所述醫學影像數據重建患者體表輪廓，對所述患者體表輪廓進行平滑處理，所述醫學影像數據包括所述患者體表數據；所述步驟生成補償器模具還包括獲取所述3D患者模型對應的患者信息和制作信息，將所述患者信息和所述制作信息3D打印至所述補償器模具上。

進一步地，所述通過所述醫學影像數據重建患者體表輪廓包括以下步驟：

圖形網格化處理，通過所述醫學影像數據生成患者體表圖，將所述患者體表圖進行網格化處理，生成若干切片圖形；

生成二維切片圖形：獲取所述切片圖形的樣本點坐標，通過所述樣本點坐標生成第一切片圖，將所述第一切片圖的中心點設為坐標原點，建立設有橫軸和縱軸的二維坐標平面；

計算圖形比例，獲取加速器放射源與所述補償器之間的距離和所述補償器厚度，計算所述加速器放射源與所述補償器之間的距離與所述補償器厚度的差值，將所述差值與所述加速器放射源與所述補償器之間的距離的比值設為圖形比例；

生成第二切片圖，從所述坐標原點出發建立垂直于所述二維坐標平面的豎軸，在所述豎軸上以所述補償器厚度值對應的坐標點為中心點，將所述第一切片圖按所述圖形比例進行縮小，生成第二切片圖；

生成3D患者模型，在所述豎軸上以所述加速器放射源與所述補償器之間的距離值為對應的坐標點為光源點，直線連接所述光源點、所述第一切片圖邊緣點、所述第二切片圖邊緣點，將所述直線與所述第一切片圖、所述第二切片圖連接形成的平臺狀三維圖生成所述3D患者模型。