[发明专利]基于虚拟现实的近距离粒子植入手术训练方法

说明书

本发明公开了一种基于虚拟现实的近距离粒子植入手术训练方法：读取DICOM图形并实时显示，三维重建得到靶区器官模型；规划穿刺路径、粒子植入位置，生成计量规划报告；受训者佩戴VR头盔，右手柄拟化为穿刺针，左手柄拟化为穿刺模板；按下右手柄的“确认”按键，在预留模拟针道放置一枚粒子，如果达到位置则继续放置下一枚粒子，并动态生成剂量球；如果放置位置不对则提示并自动删除该枚粒子，重新放置粒子，直到粒子正确；放置完所有粒子后，提示训练完成，并生成训练报告。本发明通过虚拟现实系统，在术前规划阶段进行体部肿瘤粒子植入放射治疗手术训练，模拟避开重要器官并最终达到靶区，达到模拟手术训练的目的。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，属于机械、计算机与医学放疗领域交叉的前沿学科，尤其是涉及一种基于虚拟现实设备的近距离粒子植入手术训练方法。

背景技术

随着现代人癌症发病率越来越高，在体部肿瘤的治疗中，作为一种重要的治疗方式，放射治疗越来越受到重视。放疗过程是通过各种高能射线照射肿瘤病变组织，以达到抑制和杀灭癌细胞的治疗方法。现阶段的放射治疗肿瘤依照其不同的方式，可以被划分为远距离放疗和近距离放疗。远距离放疗是通过X射线治疗机等将射线聚焦在人体外对体表或体内肿瘤部位进行短时间照射，以起到杀死肿瘤细胞的作用，代表的治疗方式为外照射、体表照射。近距离放疗则是通过放射性核素靠近肿瘤部位，主要依靠γ射线抑制、杀伤肿瘤细胞，代表的治疗方式主要有¹²⁵I粒子植入式治疗与¹⁹²Ir后装治疗。近年来，近距离粒子局部微创消融放疗在恶性肿瘤综合治疗中的地位愈发显得重要，目前已经有应用于前列腺癌、肺癌、肝癌等恶性肿瘤的治疗上。

作为一种近距离放疗治疗手段，放射性¹²⁵I粒子植入被越来越多应用到临床治疗并取得非常好的疗效。相较于传统的远距离照射治疗，粒子植入式的放射治疗具有许多远距离照射无法比拟的优点：1.粒子被精确植入肿瘤内部，能够精确的杀灭癌细胞的同时，也减少了放射性核素对周围正常组织的放射性损伤，不会造成例如外照射对体表皮肤、内脏重要器官等组织的永久性伤害。2.由于粒子被永久性植入肿瘤组织，因此其照射剂量相对固定，患者移动时并不会影响其他器官，对肿瘤组织可造成持续性伤害，疗效也更加明显，不会对患者的日常生活产生影响，使患者生活质量有极大的提高3.植入粒子数目可根据患者、病情、靶区形状、位置具体情况变动，具有更大的灵活性。通过控制粒子数目以及粒子位置，较好地包围治疗靶区，达到较理想的放射剂量分布，因此并发症较少。一项跟踪病人显示，接受近距离粒子局部放疗的病人，12年内无生物指标复发率达到78.4％，12年生存率达到94.5％。通过各大医院使用放射性粒子植入式治疗肿瘤的情况，粒子的精确到达植入靶区位置至关重要，其关系到肿瘤靶区的剂量分布，直接关系到放疗疗效，而粒子植入需要长时间的临床训练，受训者的熟练程度至关重要。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供了一种基于虚拟现实的近距离粒子植入手术训练方法，是一种在虚拟现实环境下进行体部肿瘤粒子植入放射治疗手术训练的方法，通过虚拟现实系统，在术前规划阶段进行体部肿瘤粒子植入放射治疗手术训练，模拟避开重要器官并最终达到靶区，达到模拟手术训练的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种基于虚拟现实的近距离粒子植入手术训练方法，采用HTC VIVE作为虚拟现实系统，虚拟现实设备包括VR头盔、A频道红外定位仪、B频道红外定位仪、左手柄和右手柄，VR头盔通过串流盒连接至计算机，包括以下步骤：

步骤一，从病人图像数据库读取DICOM图形并实时显示，进行三维重建，提取病人的皮肤和组织器官模型；根据DICOM图上的肿瘤靶区进行勾画，三维重建得到靶区器官模型；

步骤二，依据病人病情、靶区位置实际情况，规划穿刺路径、粒子植入位置，并生成计量规划报告；