[发明专利]一种用于胸部肿瘤放射治疗的呼吸控制定位装置

说明书

技术领域：

本发明涉及医疗器械，更具体地讲涉及一种可用于呼吸动度较大的胸部肿瘤放射治疗的呼吸控制定位装置。

背景技术：

精确放射治疗要求照射靶区接受到高剂量照射的同时又要保证靶区周围正常组织的吸收剂量尽可能降低，以最大限度的提高肿瘤治疗增益比。但对于胸腹部肿瘤，由于呼吸运动而导致肿瘤位置的不断改变，这就导致了肿瘤放射治疗过程中对照射靶区定位的不确定性。目前，假如不考虑对肿瘤靶区的呼吸运动进行控制，那么在常规制订普通三维适形计划或是三维立体调强计划的时候，就只能在CTV(临床靶区)边界的基础之上再外放一定范围的边界而变成PTV(计划靶区)，其目的是为了确保照射靶区在呼吸运动或是在其他不确定因素，比如摆位误差或是肿瘤组织变形的影响之下照射位置范围仍然不会越出计划内的照射高剂量区域，而外放边界范围的大小主要取决于肿瘤靶区呼吸运动最大的位移量。Ekberg等利用X线透视的方法测量了肺癌患者在治疗体位时的肿瘤运动范围，在平静呼吸的情况下，前后和左右方向的最大运动范围为5mm，平均2.4mm，上下方向的最大运动范围为12mm，平均3.9mm。根据以上数据分析，在如此之大的肿瘤靶区呼吸运动范围的限制之下PTV的外放边界将会扩大很多，这样就势必导致较多额外的正常组织也会被勾划进计划内的照射区域，如此会造成正常组织的吸收剂量大大增加，同时又会极大地降低肿瘤组织的受照剂量上限。

因此，肿瘤靶区的呼吸运动成为制约精确放射治疗效果的瓶颈。为了解决这一放疗技术上的难题，众多的肿瘤靶区呼吸运动控制方法应运而生。目前，运用于放疗的呼吸控制技术主要有如下几种：被动加压技术、深吸气后屏气技术、主动呼吸控制技术、呼吸门控技术、实时跟踪放射技术、慢速CT扫描、4D CT等。研究表明，这些方法都能有效地减少呼吸运动对肿瘤靶区精确照射造成的不利影响，与未采取呼吸控制技术进行放疗的最终结果相对比，最终都能够在一定程度上提高TCP(肿瘤局部控制率)或是降低NTCP(正常组织并发症概率)。但是这几种方法都各有不足，主动呼吸控制技术的缺点在于每次呼吸控制前，因患者的功能残气量不同、重复吸气控制造成疲劳以及肺肿瘤患者多伴有呼吸装置症状而致患者耐受性较差；实时跟踪放射技术，患者能自由呼吸，通过监测外置的或植于肿瘤中的标志物的运动，使患者呼吸或肿瘤位置处于某一特定范围时开始实施照射，其缺点是需要额外的设备，患者内部解剖结构和外置标志物运动时相的不一致性已有报道，植入标志物为有创操作，并且需要合适的数目和位置来完全识别肿瘤的变形和旋转运动；慢速CT扫描较标准扫描能更好的重建靶区，其缺点是不能抓住呼吸的每一时相，扫描耗时长，图像运动伪影重，对纵隔结构的显示较差，仅适用于周围型病灶。4DCT扫描是指在患者身体纵轴某个感兴趣区域扫描大量CT图像的同时，提取患者的呼吸信号，图像采集完成以后，将所采集图像按时相分类，依据相应的呼吸信号将CT图像分到不同的呼吸时相，获得不同呼吸时相的三维CT图像集，各个三维CT图像集就构成时间上相互连续包括整个呼吸周期的4DCT图像，并在此基础上勾画患者的个体化内靶区。但4DCT图像采集时间比诊断CT的采集时间长得多(3～5倍)，这就不可避免地增加了患者的X线受量。另外，呼吸运动是一种半自主运动，采集4DCT图像需要进行多个呼吸周期的CT扫描，不规则的呼吸会明显增加4DCT的运动伪影。因此，采集前要进行适当的呼吸训练，采集过程中进行呼吸引导，以保证在放疗定位时患者呼吸模式有良好的重复性。

发明内容：

本发明的目的旨在克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单，使用方便，可准确、快速定位并减少正常组织受损的用于胸部肿瘤放射治疗的呼吸控制定位装置。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：

该装置的定位体架为后壁留空的近似箱体，箱体前、左、右、上、下壁构成的箱内壁连有水囊，箱体的上、下、前壁可在各自轴向上调节，液控装置通过箱体壁与水囊连通，抽气装置的端口位于水囊内侧的腔内，箱体上设有分控制器，主控制器分别与抽气装置、液控装置和分控制器联接。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

所述的水囊通过数个连接点连于箱体前、左、右、上、下壁构成的箱内壁；所述的水囊为乳胶水囊；所述的箱体为碳纤维箱体；所述的抽气装置由抽气泵和连有气体阀门的气体输送管组成；所述的液控装置由液体泵、连有液体泵的液体输送管和与液体输送管连通的水容器组成。