[发明专利]一种用于放疗中无接触式呼吸节律监测装置和方法

说明书

本发明公开了一种用于放疗的无接触式呼吸节律监测装置和方法，该装置包括结构光投射模块、表面数据传感模块、数据预处理模块，成像重建模块、显示模块和反馈模块。所述具体包括以下步骤：通过结构光投射模块将结构光投射至目标人体胸腹部，在其表面形成光栅图案；利用光表面传感模块捕获目标表面光栅图案；将捕捉到的光表面数据传递给数据预处理模块，进行数据预处理，降低因噪声引起的额外误差；对预处理后表面数据进行三维重建并通过显示模块进行实时动态显示患者呼吸节律；将实时模型与放疗前预设定模型进行对比；将因呼吸节律而引起的患者放疗位置误差反馈在显示界面，辅助治疗师进行患者摆位调整，以达到降低因胸腹部肿瘤患者呼吸节律变化而引起的放疗误差，提高放疗精度。

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，尤其涉及一种用于放疗的无接触式呼吸节律监测装置和方法。

背景技术

放疗是恶性肿瘤的三大治疗手段之一，属于局部区域治疗，可用来根治或缓解局部的原发肿瘤或转移灶，放疗可以单独应用，也可以联合手术和化疗共同治疗肿瘤。在癌症患者的诊治过程中，大约50-70％的患者需要采用放疗，根据世界卫生组织统计，45％的肿瘤可以被治愈，其中约有18％的恶性肿瘤通过放疗达到根治，22％通过手术根治，5％通过化疗达到根治。

精确放疗是在常规放疗基础上通过精确的肿瘤定位，精确的计划设计、剂量计算及在治疗机上精确执行的一种全新的肿瘤放疗技术，它融合了三维图像处理技术、高精度的剂量计算算法、尖端的直线加速器系列技术、先进的肿瘤诊断技术、放射生物学前沿研究成果。

在精确放疗的全过程中，每一步都强调精度，这相对于常规放疗是质的飞跃。进一步提高肿瘤照射剂量减少周围正常组织受量，从而提高肿瘤局控率及生存率，同时减少放射合并症和改进患者的生存质量是未来放疗发展的重要方向。

呼吸运动不但会使肺部的靶组织产生位移，而且还会波及上腹部脏器，这就是说肺部，胰腺，肝脏和其他胸腹部的肿瘤，均可随呼吸运动产生位移，一些呼吸引起位移的定量研究表明，在单次放射治疗中肿瘤的运动最大可达3cm。

因此，本发明旨在通过监测患者呼吸节律，来实时地通过患者位置来减少剂量误差，增大靶部位照射剂量，减少正常组织照射量，以减少放疗副作用，为精准放疗发展提供参考依据。

发明内容

本发明提供了一种用于放疗中无接触式呼吸节律监测装置和方法，以达到动态监测放疗病人的呼吸节律，根据患者呼吸节律及时调整患者位置，增加放疗精度。

本发明提供的技术方案如下：

一种用于放疗的无接触式呼吸节律监测装置，所述装置包括结构光投射模块、表面数据传感模块、数据预处理模块、成像重建模块、显示模块和反馈模块；

所述结构光投射模块包括结构光光栅投射器，且被配置为投射结构光光栅至患者体表，以实时地形成患者表面光栅数据；

所述表面数据传感模块包括两台摄像机，该两台摄像机分置于所述结构光投射模块左右两侧，用于实时地捕获所述患者表面光栅数据，并传递给数据预处理模块；

所述数据预处理模块，将表面数据传感模块所捕获的数据进行降噪处理，剔除噪声过大的数据点，降低因噪声引起的数据误差；

所述成像重建模块，将经数据预处理模块处理后的数据进行三维重建，并将重建后的人体表面模型通过所述显示模块进行实时显示；

反馈模块，用于将成像重建模块重建后的三维模型与预设定摆位模型进行对比，并把因呼吸节律引起的位置误差反馈到显示模块，以显示提醒治疗师实时调节患者位置；

显示模块，用于显示三维重建后的人体表面模型和反馈模块所反馈的误差信息。

进一步的，所述结构光投射模块由一台结构光光栅投射器构成，该投射器可投射出网格图案、条纹图案、或栅栏图案的结构光；