[发明专利]一种基于3D打印技术的调强补偿器制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗领域，尤其是一种基于3D打印技术的调强补偿器制作方法。

背景技术

在肿瘤放射治疗领域，目前有10多种获取调强照射野的方法，其中以基于多叶准直器的调强技术最为普遍。该技术通过控制两组叶片的相对运动来实现照射野的强度调节，使技术人员可以在机房控制室内通过MLC（多叶光栅）控制软件来完成整个治疗计划，操作十分简单，但此技术也存在能量利用率低、叶片漏射、到位精度低、叶片的步进装置易损等不足之处。

对于采用多叶准直器的调强技术，由于叶片移动到预设位置需消耗一定的时间，为了实现复杂的强度分布，治疗计划系统可能会产生较多的子野（静态调强）或降低叶片的移动速度（动态调强），这样会增加治疗的时间，降低了X射线的利用率。但是，若使用补偿器技术，则只需加速器一次性出束就可得到满足临床要求的调强照射野，大大缩短了治疗的时间。另外，目前一台多叶准直器产品的价格在100万以上且还不包括后续的维护成本，需投入的成本较高，一般中小型医院难于承担。因此出于成本和治疗时间的考虑，采用补偿器技术来实现照射野的强度调节成了一个不错的选择。

制作调强补偿器一般要用到热丝切割机。但是，目前的热丝切割机只能制作二维调强补偿器，而对于类似于山脉状，起伏不平的三维调强补偿器的制作却无能为力。

近年来，3D打印技术发展迅速，已成为当前各行业研究的热点。3D打印机可以生成任意形状的零件，但其有一个前提，那就是须提供3D打印机能识别的STL文件。目前3D打印技术的叠加工艺有10多种，其中熔融沉积快速成型工艺在桌面级3D打印机中应用广泛，其打印精度通常在0.1mm至0.3mm之间，具有结构简单、制作和维护成本低、用料少等特点。而3D打印原料通常包括ABS塑料和PLA塑料，其中，ABS塑料强度较高，多用于工业制作领域，但有一定的毒性，且其热收缩性较大，影响成品精度；而PLA塑料为可降解的生物材料，环保，打印精度比ABS塑料高，且PLA塑料的成本低（约0.2元/克）。虽然3D打印技术应用广泛，但目前3D打印技术并没有被用来制作三维调强补偿器，以实现照射野的强度调节。

综上所述，目前业内还未有一种基于3D打印技术的，制作方法简单快速、成本低、耗材少、机器出束时间短和适合中小型医院使用的调强补偿器制作方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提供一种基于3D打印技术的，制作方法简单快速、成本低、耗材少、机器出束时间短和适合中小型医院使用的调强补偿器制作方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于3D打印技术的调强补偿器制作方法，包括：

A、治疗计划系统根据调强计划数据，导出每个照射野的强度分布图，从而得到调强照射野的灰度通量图；

B、根据X射线在铅合金内的衰减特性和得到的灰度通量图，重建用于浇注补偿器的三维泡沫模型，并将重建的三维泡沫模型发送给3D打印机；

C、3D打印机打印出重建的三维泡沫模型；

D、对打印出的三维泡沫模型进行铅水浇注和冷却塑形处理，从而得到调强补偿器。

进一步，所述步骤A，其包括：

A1、治疗计划系统根据临床治疗要求设计出调强计划；

A2、治疗计划系统根据设计的调强计划数据，导出每个照射野的强度分布图。

进一步，所述步骤B，其包括：

B1、根据X射线在铅合金内的衰减特性对得到的灰度通量图进行处理，从而得到三维泡沫模型的一系列断层图像；

B2、对得到的一系列断层图像进行三维重建处理，从而得到三维泡沫模型的STL文件；

B3、将三维泡沫模型的STL文件发送给3D打印机。

进一步，所述步骤B1，其具体为：

对得到的灰度通量图，沿射线强度从强到弱的方向，按照预设的间隔依次生成三维泡沫模型的二维断面图像，从而得到三维泡沫模型的一系列断层图像。

进一步，所述步骤B2，其具体为：采用三维重建软件对得到的一系列断层图像进行三维重建处理，从而得到三维泡沫模型的STL文件。

进一步，所述步骤C，其具体为：

3D打印机根据接收的STL文件，以PLA塑料为原料，以熔融沉积快速成型技术为叠加工艺，打印出所述三维泡沫模型。