[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

说明书

本发明公开了一种用于肿瘤放射治疗的心肺运动门控设备及系统，涉及放射治疗技术领域，主要目的能够实现利用患者心肺运动情况控制肿瘤放射治疗。门控设备包括：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；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；门控信号输出模块与放疗设备电连接，用于将所述呼吸门控信号和所述心跳门控信号发送给所述放疗设备控制射线束的开关，所述射线束用于放射治疗患者的肿瘤。本发明适用于肿瘤的放射治疗。

技术领域

本发明涉及放射治疗技术领域，尤其涉及一种用于肿瘤放射治疗的心肺运动门控设备及系统。

背景技术

肿瘤放射治疗(简称放疗)是一种治疗肿瘤的常用方式。放疗过程中患者的呼吸运动会引起胸腹部肿瘤(肺癌，肝癌，胰腺癌等)位置的大幅变化，如果不考虑呼吸运动的影响而实施治疗，不仅使肿瘤得不到足够的放疗剂量，无法有效杀死肿瘤，还会使肿瘤周围的正常组织受到过高的剂量而产生严重的副作用。

呼吸门控技术是解决上述问题的一种有效方式，这种方法根据患者呼吸的相位来预测肿瘤的瞬时位置，在肿瘤运动到确定位置后打开射线束，在其他位置关闭射线束以达到准确照射肿瘤的目的。目前，呼吸门控已经广泛应用在肿瘤的放射治疗中。

呼吸门控要求准确监测患者的呼吸相位，现有的呼吸门控监测系统主要分为两类，表面位移监测技术和腹部压力监测技术。

表面位移监测技术的代表有瓦里安公司的RPM呼吸门控系统。此技术将带有红外反光点的塑料小盒放置在腹部，通过红外摄像机实时捕捉反光点的位置，以反光点随腹部上下的运动来代表呼吸信号。这种系统的缺点如下：对于腹部堆积脂肪过多的患者，脂肪随呼吸运动有一定的抖动，使得呼吸信号采集不准确；对部分腹部凹陷的患者，摄像头无法拍摄到反光点的全程运动，无法开展门控治疗；另外，一般治疗情况下要求塑料小盒粘贴在患者腹部，会引起一定的不适和心理紧张。

视频拍摄技术使用摄像头直接对胸腹部进行拍摄，使用视频处理的方法提取呼吸信号。这种系统要求在治疗室和CT室多个角度安装摄像头，造价较为昂贵，且呼吸信号的一致性不佳，在临床应用中并不常见。

腹带压力传感器技术需要将带有压力传感器的腹带缠绕在患者腹部，腹部随呼吸运动而周期性的扩张和收缩，使得腹带压力周期性变化，这一周期性变化的信号可以作为呼吸信号。此技术的主要缺点是需要对患者腹部缠绕呼吸带，容易引起患者紧张与不适，而且腹带的缠绕松紧度对信号质量有一定影响。

目前主要的呼吸门控方法，都只是对呼吸进行监测，并没有对心脏进行监测。对心脏肌肉瘤的治疗，现在使用的心脏门控方法主要是用心电图来进行治疗，其需要在体表粘贴电极才能获取心电信号，易对患者造成不适，影响治疗体验。而且心电图是心脏的电活动，与心脏机械运动有一定的差异，监测的准确性尚无定论。

为此，本发明提出一种用于肿瘤放射治疗的心肺运动门控设备，用来补充现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于肿瘤放射治疗的心肺运动门控设备及系统。

依据本发明的一方面，提供了一种用于肿瘤放射治疗的心肺运动门控设备，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；

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；