[发明专利]基于3D打印的物理补偿器生成方法、设备、介质及系统

说明书

本发明提供基于3D打印的物理补偿器生成方法，包括步骤创建3D患者模型，生成补偿器模具，生成补偿器，通过患者体表数据创建3D患者模型；选取3D患者模型上的补偿区域，获取补偿区域的厚度、曲面和大小信息进行3D打印，生成补偿器模具；将铅合金浇筑至补偿器模具内生成补偿器；本发明涉及基于3D打印的物理补偿器生成系统；本发明还涉及电子设备与可读存储介质，用于执行基于3D打印的物理补偿器生成方法；本发明通过3D扫描仪扫描的患者体表数据或患者的医学影像数据创建3D模型，使用环保材料3D打印补偿器模具和模体模型，无需人为进行测量或制作，避免了人为因素造成的误差，补偿器精度高，满足临床治疗质控需求。

技术领域

本发明涉及肿瘤放射治疗技术领域，尤其涉及基于3D打印的物理补偿器生成方法、电子设备、存储介质及系统。

背景技术

传统的放疗物理补偿方法采用统一化模具制作的补偿器或成品化补偿器进行补偿，传统的放疗物理补偿方法中根据治疗计划(TPS)系统的数据生成二维或三维文件，运用二维切割机或三维切割机在高密度泡沫上切割出补偿器模具，该方法对切割机精度和材料性能要求很高，产品制作麻烦且精度达不到临床要求，需要专业的设备、特殊的通风、排气工作场地，高温下的铅合金在泡沫上成型造成补偿器模具的形变和有毒的气体，补偿器模具制作的多道工艺流程需要人为测量，容易产生误差，导致补偿器精度低，耗时长；成品化的组织补偿胶直接放在需要补偿的位置处，与人体的贴服度低，且容易滑落，对患者后期治疗带来误差；而模体模型因患者的差异化停留在理论阶段，无法实际运用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供基于3D打印的物理补偿器生成方法，通过根据患者的个性化数据3D打印补偿器模具和模体模型，产品精度高，满足临床治疗质控需求，为精准放疗提供有力保障。

本发明提供基于3D打印的物理补偿器生成方法，包括以下步骤：

创建3D模型，通过患者体表数据创建3D患者模型；

生成补偿器模具，选取所述3D患者模型上的补偿区域，获取所述补偿区域的厚度、曲面和大小信息进行3D打印，生成补偿器模具；

生成补偿器，将铅合金浇筑至所述补偿器模具内生成补偿器。

进一步地，所述步骤创建3D患者模型包括获取3D扫描仪扫描的患者体表数据；所述步骤创建3D患者模型还包括获取患者的医学影像数据，通过所述医学影像数据重建患者体表轮廓，对所述患者体表轮廓进行平滑处理，所述医学影像数据包括所述患者体表数据；所述步骤生成补偿器模具还包括获取所述3D患者模型对应的患者信息和制作信息，将所述患者信息和所述制作信息3D打印至所述补偿器模具上。

进一步地，所述通过所述医学影像数据重建患者体表轮廓包括以下步骤：

图形网格化处理，通过所述医学影像数据生成患者体表图，将所述患者体表图进行网格化处理，生成若干切片图形；

生成二维切片图形：获取所述切片图形的样本点坐标，通过所述样本点坐标生成第一切片图，将所述第一切片图的中心点设为坐标原点，建立设有横轴和纵轴的二维坐标平面；

计算图形比例，获取加速器放射源与所述补偿器之间的距离和所述补偿器厚度，计算所述加速器放射源与所述补偿器之间的距离与所述补偿器厚度的差值，将所述差值与所述加速器放射源与所述补偿器之间的距离的比值设为图形比例；

生成第二切片图，从所述坐标原点出发建立垂直于所述二维坐标平面的竖轴，在所述竖轴上以所述补偿器厚度值对应的坐标点为中心点，将所述第一切片图按所述图形比例进行缩小，生成第二切片图；

生成3D患者模型，在所述竖轴上以所述加速器放射源与所述补偿器之间的距离值为对应的坐标点为光源点，直线连接所述光源点、所述第一切片图边缘点、所述第二切片图边缘点，将所述直线与所述第一切片图、所述第二切片图连接形成的平台状三维图生成所述3D患者模型。