基于3D打印的放疗头枕、放疗头枕制造方法及制造装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109925614A(43)申请公布日2019.06.25(21)申请号201910345887.0B33Y80/00(2015.01)(22)申请日2019.04.26(71)申请人福建省肿瘤医院（福建省肿瘤研究所、福建省癌症防治中心）地址350014福建省福州市晋安区福马路420号(72)发明人柏朋刚陈传本林发生钱杰伟(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100代理人蔡学俊(51)Int.Cl.A61N5/10(2006.01)B33Y10/00(2015.01)B33Y30/00(2015.01)B33Y50/00(2015.01)权利要求书2页说明书4页附图5页(54)发明名称基于3D打印的放疗头枕、放疗头枕制造方法及制造装置(57)摘要本发明涉及一种基于3D打印的放疗头枕、放疗头枕制造方法及制造装置，所述头枕上侧面设有形状与由患者头部CT图像建模得到的3D模型相匹配的凹槽，所述制造方法包括：1、获取患者头部的多层CT图像；2、提取患者头部的外轮廓数据，用标准化头枕的外轮廓数据减去患者头部的外轮廓数据，得到各层的头枕外轮廓数据；3、对各层的头枕外轮廓数据进行平滑处理和数据插值；4、对各层之间的头枕插值数据点进行对齐和连接，得到头枕外轮廓的3D模型数据；5、将头枕的3D模型数据以标准格式文件输出；6、在3D打印装置中打印出个性化的放疗头枕。该方法及装置可以制造出个性化的放疗头枕，更严密地贴合患者头部，提高对患者头部定位的准确性。CN109925614ACN109925614A权利要求书1/2页1.一种基于3D打印的放疗头枕，其特征在于，所述头枕上侧面设有凹槽，所述凹槽的形状与由患者头部CT图像建模得到的患者头部3D模型相匹配，以使所述头枕更贴合患者头部。2.一种基于3D打印的放疗头枕制造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：获取患者头部的多层CT图像；步骤S2：基于各层CT图像，提取各层中患者头部的外轮廓数据；在各层中建立标准化头枕的外轮廓数据，然后用其减去患者头部的外轮廓数据，得到各层的头枕外轮廓数据；步骤S3：对各层的头枕外轮廓数据分别进行平滑处理，同时对其进行数据插值，得到各层的头枕平滑曲线和头枕插值数据点；步骤S4：对各层之间的头枕插值数据点沿头脚方向进行对齐，然后将各层之间对齐后的数据点进行连接，得到头枕外轮廓的3D模型数据；步骤S5：对得到的3D模型数据进行平滑处理，然后将头枕的3D模型数据以标准格式文件输出；步骤S6：在3D打印装置中打开头枕的3D模型数据的标准格式文件，对头枕的3D模型进行切片和支撑处理后，在3D打印装置中打印出个性化的放疗头枕。3.根据权利要求2所述的基于3D打印的放疗头枕制造方法，其特征在于，步骤S2中，用标准化头枕的外轮廓数据减去患者头部的外轮廓数据以得到头枕外轮廓数据的具体方法为：基于一个基准水平面，使标准化头枕上轮廓与患者头部下轮廓重叠，重叠部分以患者头部下轮廓数据作为头枕上轮廓数据，结合标准化头枕原有的外轮廓数据，得到头枕外轮廓数据。4.根据权利要求2所述的基于3D打印的放疗头枕制造方法，其特征在于，步骤S2得到各层的头枕外轮廓数据后，将头枕外轮廓数据向内偏移设定距离，生成各层的头枕内轮廓数据，然后按步骤S3-S4的方法对头枕内轮廓数据进行处理，得到头枕内轮廓的3D模型数据，而后在步骤S5中，先采用所述头枕外轮廓的3D模型数据减去头枕内轮廓的3D模型数据，得到中空结构头枕的3D模型数据，然后对得到的3D模型数据进行平滑处理，最后将头枕的3D模型数据以标准格式文件输出。5.根据权利要求4所述的基于3D打印的放疗头枕制造方法，其特征在于，得到中空结构头枕的3D模型数据后，在3D模型下表面适当位置生成固定柱，以与放疗装置相配合，固定头枕，然后再对得到的3D模型数据进行平滑处理。6.根据权利要求2所述的基于3D打印的放疗头枕制造方法，其特征在于，步骤S5中，对3D模型数据进行平滑处理，包括对3D模型的边缘部位进行平滑处理，以避免头枕给患者产生尖锐触感。7.一种基于3D打印的放疗头枕制造装置，其特征在于，包括：CT图像获取模块，用于获取患者头部的多层CT图像；轮廓数据提取模块，用于从各层CT图像中提取患者头部的外轮廓数据，并结合标准化头枕的外轮廓数据，计算得到各层的头枕外轮廓数据；3D建模模块，用于对各层的头枕外轮廓数据分别进行平滑处理和数据插值，并对各层之间的头枕插值数据点进行对齐和数据点连接，建立头枕外轮廓的3D模型数据，对得到的3D模型数据进行平滑处理后，以标准格式文件输出；以及2CN109925614A权利要求书2/2页3D打印装置，用于根据头枕的3D模型数据的标准格式文件，打印出个性