可重复使用头颈部放射治疗体位固定板研制及应用
作者：英海燕 钱剑扬 黄劭敏 辜英杰 温智群 温祝堂
单位：英海燕 辜英杰 温智群 温祝堂(中国广州分析测试中心,广东 广州 510070)；钱剑扬 黄劭敏(中山医科大学 肿瘤防治中心, 广东 广州 510060)
关键词：体位固定器；放射治疗；成型；PCL
中国医学物理学杂志000302 摘要 本文应用高科技与普通塑料成型技术相结合,研究出可重复使用头颈部放射治疗体位固定板一整套成型技术,包括前处理—塑化—成型—后处理的制备方法；研究了条件与性能的关系；并进行了临床试用。
中图分类号:TH774 文献标识码: A 文章编号:1005-202X(2000)03-0132-02
The exploitation and application of immobilization plate for repeated positioning in radiotherapy and application
, 百拇医药
YING Hai-yan,GU Ying-jie, WEN Zhi-qun,WEN Zhu-tang
(Guangdong Institute of AnalysisGuangzhou 510070)
QIAN Jian-yang,HUANG Shao-ming
(Cancer CenterSun Yat-sen University of Medical SciencesGuangzhou 510060 China)
Abstract In the paper，a Immobilization Plate for Repeated Positioning in Radiotherapy has been developed by combining Hing-technogy with ordinary processing technology of plastics including preprocessing，plastication forming final processing This immobiliz-ation plate is very usefull for roaline radiotherapy patient positioning
, 百拇医药
Key words immobilization plate repeated positioning radiotherapy formin PCL
引言:放射治疗时病人体位必须准确且经得起多次重复摆位固定不变,以便射线准确地照射到肿瘤部位,使肿瘤得到足够的照射剂量杀死癌细胞而并发症、后遗症减至最少。为此,60年代前曾采用石膏绷带的方法,石膏背心和石膏头盔等,但是这种方法缺点很多。后来采用有机玻璃板代替石膏,可是用有机玻璃板制体位固定架工艺复杂,十分不便。80年代后期,国际上出现了用紫外线软化的特种塑料板,在紫外光下,用此板直接在病人身上制作体位固定架,十分方便,但因价格昂贵且不易保存而难以推广。目前,国内头颈部放疗体位固定,还有采用枕头加砂袋或木枕加海棉枕固定,不锈钢加口咬固定和面罩固定等。经比较面罩固定法照射中心移动最小,固定性、重复性好,使用方便-1,已成为当今国际上头颈部放疗定位技术的主流。国内有采用线型热塑性高分子塑料制成LTS-1型塑料固定板,其软化温度需80 ℃,受热后有挂流现象,成型性差,硬化需冰敷15分钟,且不能重复使用-1,因此未能在全国推广使用。90年代初,国际上出现PCL制成的体位固定板,软化温度低,成型性好,在室温下2分钟左右即可冷却软化,形状保持不变,可制成与病人头颈部体位一致的面罩,面罩和底座相扣即成面罩法头颅固定器,这种PCL体位固定板在国外已普遍使用,至今尚无国产品供应,各医院仍靠进口,价格较贵。本项研究的目的是研制具有进口品性能的体位固定板,为先进的面罩法头颈部体位固定器在国内的推广提供条件。
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1 研究内容与方法
1.1 固定板成型模具设计
国内使用进口的体位固定板,放疗后皮肤反应。因此本研究在设计摸具时对孔板比作了改进,孔径由原来的Φ2 mm改为Φ3 mm,孔的面积为原来的2.25倍,减少了固定板在皮肤表面的有效面积,降低了放疗的皮肤反应。
1.2 成型方法研究
如果将进口PCL高分子材料与助剂混合,加热,塑化,在模具中可以制成外观与进口品相似的固定板,但是,在61℃～65℃的热水中软化后挂流而不成型,不具备放射治疗体位固定板必备的性能。经反复研究,最后采用高科技方法与普通塑料成型技术相结合,研究成一套可重复使用头颈部放射治疗体位固定板成型方法,它包括前处理、塑化、成型、后处理。
1.3 平均分子量与成型性能关系
, 百拇医药
用凝胶渗透色谱法(胶质渗透色层分析法)分析测试不同平均分子量PCL样品的PCL平均分子量以这些不同平均分子量的PCL为主成分进行制板,观察并记录板软化后的延展性和板硬化时的柔韧性和脆性。
1.4 固定架改进
面罩固定器由底架和面罩两部分组成,底架由平板加枕头组成。目前进口的枕头是柱状的,头颅枕部与枕头只有一点接触,既使面罩与头颅密合,枕部还可以移动,形体固定不理想。本研究把枕头改为勺状,克服了这一缺点,同时对温塑板(即固定板)的形状也作了改进。头颈部放疗,尤其是鼻咽癌面颈联合野所采取的体位要求下颌线与水平线垂直,头部上仰很高,底架的托板按常规用平板时无法实现改变体位。本研究在平板的后部加了楔形垫块,并加大了枕头高度的可调范围,可实现各种体位的摆位要求。为了防止头部在枕头上上下移动和纵向移动,在固定器的托板上设计了定位杆及中线指示标志,使摆位更快更准确地进行。
1.5 临床试用
, 百拇医药
临床试用试验在中山医科大学肿瘤防治中心和广东省人民医院放射治疗科进行。试用的固定板26 cm×23 cm,厚2.09 mm,每板重110 g。板的大小、重量与进口品相当。厚度,进口品的是2 mm,研制品为2.09 mm,(样品数10),研制品比进口多了0.09 mm,这是实验室内半机械制备与工厂机械化生产的误差,平均误差4.5%
2 研究成果与分析
2.1 平均分子量与成型性能关系研究结果见表1
表1表明,不同平均分子量的PCL,性能不同,正确地选择PCL的平均分子量,是研制固定板成功的必要条件。
2.2 临床应用效果
研究的体位固定板主要临床应用技术指标与进口品相当,优于国产同类产品LTS-1型板,见表2。
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表1 不同平均分子量PCL为主成分的固定板的成型性能 序 号
样品来源
样品平均分子量
板软化时的延展性
板硬化时的柔韧性
1
美国
11000
自动流延,通过细缝流出模外
不能整板脱出,易碎
2
英国
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34000
同上
同上
3
美国
65000
自动摊平,不自动流延,可压延
可整板脱模,弯曲不折断
4
实验室
62000
同上
同上
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5
实验室
66000
同上
同上
6
美国
80000
压延困难
可整板脱模,不脆但较硬
表2 研制品、进口品、国产LTS-1型板临床应用性能比较 指 标
研 制 品
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进口品
LTS-1型板
维卡软化点(0C)
61～65
55～65
-
软化温度(0C)
61～65
55～65
80
软化时间(min)
1～2
, 百拇医药
2～3
1～2
硬化时间(min)
2～3
2～3
15
硬化温度(0C)
室温
室温
冰冻
伸长率(%)
313.5
317.8
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-
回缩率(%)
56.2
59.5
-
可重复使用次数
1～2
1～2
不可重复使用
软化后成型性
好
好
不好,挂流
, 百拇医药
硬化过程收缩性
不明显
不同牌号不同
-
外观
较粗糙
较光滑
较光滑
颜色
略灰
白
白
网眼
, 百拇医药 有
有
无
2.3 意义
本项研究研制成功的体位固定板为我国推广应用面罩固定法这种先进的放疗质量控制手段提供条件。
本项研究的经济效益良好。据卫生部统计,全国每年需诊治的肿瘤病人160万,需放射治疗的约110万,其中使用体位固定板最多的头颈肿瘤病人约20万,以半数患者使用固定板计,年销量即10万张。现在与研制品大小相当的进口固定板,每张售价约200元人民币。国产品年销售额即以千万元计,税后纯利可达几百万,同时可节约一笔外汇。
以上估算,仅限于头颈部放疗使用固定板,还可推广应用于躯体其它部位的放疗固定,则经济前景更好。
, 百拇医药 作者简介:英海燕(1940- ),女,广东新会人,中国广州分析测试中心副研究员,大学本科,从事环境化学与放射化学的研究,承担过多项国家及省科技攻关项目,获多项省市厅局级科技成果奖。
参考文献
1，陆惠忠,龚建舟.放射治疗中头部固定技术比较J.中华放射肿瘤学杂志,1997,6(4)256-257.
2，张有望,吴永如等.头颈部肿瘤外照射面膜固定装置的研究J.中华放射肿瘤学杂志,1997,6(2)131-132.
收稿日期:1999-8-21, http://www.100md.com
单位：英海燕 辜英杰 温智群 温祝堂(中国广州分析测试中心,广东 广州 510070)；钱剑扬 黄劭敏(中山医科大学 肿瘤防治中心, 广东 广州 510060)
关键词：体位固定器；放射治疗；成型；PCL
中国医学物理学杂志000302 摘要 本文应用高科技与普通塑料成型技术相结合,研究出可重复使用头颈部放射治疗体位固定板一整套成型技术,包括前处理—塑化—成型—后处理的制备方法；研究了条件与性能的关系；并进行了临床试用。
中图分类号:TH774 文献标识码: A 文章编号:1005-202X(2000)03-0132-02
The exploitation and application of immobilization plate for repeated positioning in radiotherapy and application
, 百拇医药
YING Hai-yan,GU Ying-jie, WEN Zhi-qun,WEN Zhu-tang
(Guangdong Institute of AnalysisGuangzhou 510070)
QIAN Jian-yang,HUANG Shao-ming
(Cancer CenterSun Yat-sen University of Medical SciencesGuangzhou 510060 China)
Abstract In the paper，a Immobilization Plate for Repeated Positioning in Radiotherapy has been developed by combining Hing-technogy with ordinary processing technology of plastics including preprocessing，plastication forming final processing This immobiliz-ation plate is very usefull for roaline radiotherapy patient positioning
, 百拇医药
Key words immobilization plate repeated positioning radiotherapy formin PCL
引言:放射治疗时病人体位必须准确且经得起多次重复摆位固定不变,以便射线准确地照射到肿瘤部位,使肿瘤得到足够的照射剂量杀死癌细胞而并发症、后遗症减至最少。为此,60年代前曾采用石膏绷带的方法,石膏背心和石膏头盔等,但是这种方法缺点很多。后来采用有机玻璃板代替石膏,可是用有机玻璃板制体位固定架工艺复杂,十分不便。80年代后期,国际上出现了用紫外线软化的特种塑料板,在紫外光下,用此板直接在病人身上制作体位固定架,十分方便,但因价格昂贵且不易保存而难以推广。目前,国内头颈部放疗体位固定,还有采用枕头加砂袋或木枕加海棉枕固定,不锈钢加口咬固定和面罩固定等。经比较面罩固定法照射中心移动最小,固定性、重复性好,使用方便-1,已成为当今国际上头颈部放疗定位技术的主流。国内有采用线型热塑性高分子塑料制成LTS-1型塑料固定板,其软化温度需80 ℃,受热后有挂流现象,成型性差,硬化需冰敷15分钟,且不能重复使用-1,因此未能在全国推广使用。90年代初,国际上出现PCL制成的体位固定板,软化温度低,成型性好,在室温下2分钟左右即可冷却软化,形状保持不变,可制成与病人头颈部体位一致的面罩,面罩和底座相扣即成面罩法头颅固定器,这种PCL体位固定板在国外已普遍使用,至今尚无国产品供应,各医院仍靠进口,价格较贵。本项研究的目的是研制具有进口品性能的体位固定板,为先进的面罩法头颈部体位固定器在国内的推广提供条件。
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1 研究内容与方法
1.1 固定板成型模具设计
国内使用进口的体位固定板,放疗后皮肤反应。因此本研究在设计摸具时对孔板比作了改进,孔径由原来的Φ2 mm改为Φ3 mm,孔的面积为原来的2.25倍,减少了固定板在皮肤表面的有效面积,降低了放疗的皮肤反应。
1.2 成型方法研究
如果将进口PCL高分子材料与助剂混合,加热,塑化,在模具中可以制成外观与进口品相似的固定板,但是,在61℃～65℃的热水中软化后挂流而不成型,不具备放射治疗体位固定板必备的性能。经反复研究,最后采用高科技方法与普通塑料成型技术相结合,研究成一套可重复使用头颈部放射治疗体位固定板成型方法,它包括前处理、塑化、成型、后处理。
1.3 平均分子量与成型性能关系
, 百拇医药
用凝胶渗透色谱法(胶质渗透色层分析法)分析测试不同平均分子量PCL样品的PCL平均分子量以这些不同平均分子量的PCL为主成分进行制板,观察并记录板软化后的延展性和板硬化时的柔韧性和脆性。
1.4 固定架改进
面罩固定器由底架和面罩两部分组成,底架由平板加枕头组成。目前进口的枕头是柱状的,头颅枕部与枕头只有一点接触,既使面罩与头颅密合,枕部还可以移动,形体固定不理想。本研究把枕头改为勺状,克服了这一缺点,同时对温塑板(即固定板)的形状也作了改进。头颈部放疗,尤其是鼻咽癌面颈联合野所采取的体位要求下颌线与水平线垂直,头部上仰很高,底架的托板按常规用平板时无法实现改变体位。本研究在平板的后部加了楔形垫块,并加大了枕头高度的可调范围,可实现各种体位的摆位要求。为了防止头部在枕头上上下移动和纵向移动,在固定器的托板上设计了定位杆及中线指示标志,使摆位更快更准确地进行。
1.5 临床试用
, 百拇医药
临床试用试验在中山医科大学肿瘤防治中心和广东省人民医院放射治疗科进行。试用的固定板26 cm×23 cm,厚2.09 mm,每板重110 g。板的大小、重量与进口品相当。厚度,进口品的是2 mm,研制品为2.09 mm,(样品数10),研制品比进口多了0.09 mm,这是实验室内半机械制备与工厂机械化生产的误差,平均误差4.5%
2 研究成果与分析
2.1 平均分子量与成型性能关系研究结果见表1
表1表明,不同平均分子量的PCL,性能不同,正确地选择PCL的平均分子量,是研制固定板成功的必要条件。
2.2 临床应用效果
研究的体位固定板主要临床应用技术指标与进口品相当,优于国产同类产品LTS-1型板,见表2。
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表1 不同平均分子量PCL为主成分的固定板的成型性能 序 号
样品来源
样品平均分子量
板软化时的延展性
板硬化时的柔韧性
1
美国
11000
自动流延,通过细缝流出模外
不能整板脱出,易碎
2
英国
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34000
同上
同上
3
美国
65000
自动摊平,不自动流延,可压延
可整板脱模,弯曲不折断
4
实验室
62000
同上
同上
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5
实验室
66000
同上
同上
6
美国
80000
压延困难
可整板脱模,不脆但较硬
表2 研制品、进口品、国产LTS-1型板临床应用性能比较 指 标
研 制 品
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进口品
LTS-1型板
维卡软化点(0C)
61～65
55～65
-
软化温度(0C)
61～65
55～65
80
软化时间(min)
1～2
, 百拇医药
2～3
1～2
硬化时间(min)
2～3
2～3
15
硬化温度(0C)
室温
室温
冰冻
伸长率(%)
313.5
317.8
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-
回缩率(%)
56.2
59.5
-
可重复使用次数
1～2
1～2
不可重复使用
软化后成型性
好
好
不好,挂流
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硬化过程收缩性
不明显
不同牌号不同
-
外观
较粗糙
较光滑
较光滑
颜色
略灰
白
白
网眼
, 百拇医药 有
有
无
2.3 意义
本项研究研制成功的体位固定板为我国推广应用面罩固定法这种先进的放疗质量控制手段提供条件。
本项研究的经济效益良好。据卫生部统计,全国每年需诊治的肿瘤病人160万,需放射治疗的约110万,其中使用体位固定板最多的头颈肿瘤病人约20万,以半数患者使用固定板计,年销量即10万张。现在与研制品大小相当的进口固定板,每张售价约200元人民币。国产品年销售额即以千万元计,税后纯利可达几百万,同时可节约一笔外汇。
以上估算,仅限于头颈部放疗使用固定板,还可推广应用于躯体其它部位的放疗固定,则经济前景更好。
, 百拇医药 作者简介:英海燕(1940- ),女,广东新会人,中国广州分析测试中心副研究员,大学本科,从事环境化学与放射化学的研究,承担过多项国家及省科技攻关项目,获多项省市厅局级科技成果奖。
参考文献
1，陆惠忠,龚建舟.放射治疗中头部固定技术比较J.中华放射肿瘤学杂志,1997,6(4)256-257.
2，张有望,吴永如等.头颈部肿瘤外照射面膜固定装置的研究J.中华放射肿瘤学杂志,1997,6(2)131-132.
收稿日期:1999-8-21, http://www.100md.com