[发明专利]一种用于肿瘤放射治疗的心肺运动门控设备及系统

权利要求书

1.一种用于肿瘤放射治疗的心肺运动门控设备，其特征在于，包括：

压力传感器，用于对应患者背部，并采集患者呼吸和心跳引起的压力信号；所述压力传感器为压电薄膜传感器；

信号处理采集模块与所述压力传感器电连接，用于从所述压力信号中分解出呼吸信号和心跳信号；

门控信号计算模块与所述信号处理采集模块电连接，用于根据所述呼吸压力信号计算呼吸门控信号，并根据所述心跳信号计算心跳门控信号；所述门控信号计算模块，用于将所述呼吸信号中处于呼吸末期且对应波形位于波谷位置处的呼吸信号，确定为高电平的呼吸门控信号；将其他呼吸信号，确定为低电平的呼吸门控信号；将所述心跳信号中心跳时间间隔小于预设心跳间隔的心跳信号，确定为高电平的心跳门控信号；将其他心跳信号，确定为低电平的心跳门控信号；所述门控信号计算模块用于根据放疗设备射线束开关信号模块发送的开关信号，检测所述放疗设备是否按照所述呼吸门控信号和所述心跳门控信号控制射线束开关；

另外，所述放疗设备的射线束开关信号模块为电子计算机断层扫描射线束开关信号模块，在进行4D-CT扫描时，CT设备射线束开关信号通过电子计算机断层扫描射线束开关信号模块传输到门控信号计算模块，进行4D-CT影像重建，具体地，将呼吸信号输入到CT影像重建软件中进行重建，在进行CT影像重建扫描时，将一个完整的呼吸周期划分为10个相位，一个完成的心跳周期划分为10个相位，通过CT影像清楚看到每个呼吸相位，每个心跳相位时肿瘤的位置；

另外，呼吸数据能够部署在现有RPM呼吸门控系统中；其中，所述呼吸数据保存格式与RPM呼吸门控系统兼容。

2.根据权利要求1所述的一种用于肿瘤放射治疗的心肺运动门控设备，其特征在于，

所述信号处理采集模块，具体用于利用预设滤波算法从所述压力信号中分解出呼吸信号和心跳信号，或者利用两个不同的带通滤波器从所述压力信号中分解出呼吸信号和心跳信号。

3.根据权利要求1所述的一种用于肿瘤放射治疗的心肺运动门控设备，其特征在于，所述信号处理采集模块包括：

差分电荷灵敏放大器，用于将所述压力信号转换为模拟电压信号进行初级放大,并抑制传输线上产生的噪声；

高通滤波器与所述差分电荷灵敏放大器电连接，用于对初级放大后的模拟电压信号进行呼吸信号和心跳信号的主要频率范围外的噪声过滤处理；

低通滤波器与所述高通滤波器电连接，用于对噪声过滤后的模拟电压信号进行基线漂移过滤处理；

工频干扰陷波器与所述低通滤波器电连接，用于对基线漂移过滤后的模拟电压信号进行电源工频噪声抑制处理；

主放大器与所述低通滤波器电连接，用于对电源工频噪声抑制后的模拟电压信号进行再次放大；

模拟数字转换器与所述主放大器电连接，用于将再次放大的模拟电压信号转换为数字电压信号。

4.根据权利要求3所述的一种用于肿瘤放射治疗的心肺运动门控设备，其特征在于，所述门控信号计算模块包括：

第一控制器，用于接收所述模拟数字转换器发送的数字电压信号；

传输模块与所述第一控制器电连接，用于将所述数字电压信号输出信号处理计算模块；

所述信号处理计算模块与传输模块电连接，用于根据所述数字电压信号中数字呼吸电压信号计算呼吸门控信号，并根据数字心跳电压信号计算心跳门控信号。

5.根据权利要求4所述的一种用于肿瘤放射治疗的心肺运动门控设备，其特征在于，所述门控信号输出模块包括：

第二控制器，用于接收所述呼吸门控信号和所述心跳门控信号；

逻辑电平电路与所述放疗设备电连接，用于将所述呼吸门控信号和所述心跳门控信号进行转换和隔离处理，并发送给所述放疗设备控制射线束的开关。

6.根据权利要求1所述的一种用于肿瘤放射治疗的心肺运动门控设备，其特征在于，

所述放疗设备射线束开关信号模块与所述放疗设备电连接，用于采集并隔离所述放疗设备生成的射线束的开关信号。

7.根据权利要求1所述的一种用于肿瘤放射治疗的心肺运动门控设备，其特征在于，所述压电薄膜传感器用于粘贴在放疗使用的真空垫或者定位板表面上。