[发明专利]一种被动呼吸门控系统及其调控方法

说明书

技术领域

本发明属于放射治疗领域，尤其涉及一种被动呼吸门控系统及其调控方法。

背景技术

在放射医学研究中，如何提高靶区的照射剂量和降低正常组织的毒性反应是关注的重点。近年来迅速发展的三维适形技术，束流调强技术及容积弧形调强技术使得高度适形的剂量分布成为可能，并更好地保护正常组织。放射治疗研究中，呼吸运动对靶区的外放边界存在很大的影响。然而，即使有这些先进的技术，为克服放射时呼吸运动对靶区覆盖的影响，计划靶区的外放边界较大（对呼吸幅度大的患者，外放边界可达2cm以上），使得正常组织受到放射线的影响，容易引起正常组织的病变。

目前为了减少呼吸运动带来的误差主要采用以下方法，一是扩大病人肿瘤组织的勾画体积，但此方法会导致肿瘤靶区周围的正常组织受照射剂量增大；二是采用呼吸控制系统，即治疗时对患者呼吸运动进行干预。通过呼吸运动的干预来减少器官移动。针对第二种方法，国内外研究的主要方向包括呼吸控制，腹部加压，主动浅呼吸，主动深呼吸，主动呼吸控制等，其中应用较为广泛的为呼吸门控技术和主动呼吸控制技术。这两种技术目前市场上已有部分产品，但实际临床应用中有较大的局限性。呼吸门控技术只在某一段呼吸相位或是幅度上进行治疗，导致延长治疗时间2－4倍；主动呼吸技术缺乏相关部位的体表或体内标记物来实时显示患者在各次呼吸控制下的气体量变化。

现有技术的上述缺点满足不了临床应用需求，故需研发新的呼吸控制装置兼顾高效治疗。

发明内容

本发明克服了现有技术对于呼吸监控的局限性以及治疗效率低时间过长等缺陷，提出了一种被动呼吸门控系统及其调控方法。本发明实时监测患者在治疗时呼吸情况的变化，通过干预患者的呼吸减少亚临床病灶到计划靶区的外放边界，确保每次治疗时靶区位置在较小的范围内变化；同时提高了放射治疗的效率，从而有效地减少了治疗时间。

本发明提出了一种被动呼吸门控系统，包括：

监测装置；其包括实时位置管理系统，用于监测靶区位移的信息；

呼吸控制设备；其包括被动呼吸控制装置，通过控制呼吸来减少所述靶区的位移幅度；

控制设备；其与监测装置、呼吸控制设备连接，根据监测装置获得的信息调节控制呼吸控制设备。

本发明中，所述呼吸控制设备进一步包括：

咬嘴，其设置在所述被动呼吸控制装置的一端；

辅助支撑装置，与所述被动呼吸控制装置连接，用于支撑并调节所述被动呼吸控制装置的方向和高低。

本发明中，所述呼吸控制设备进一步包括鼻夹。

本发明中，被动呼吸控制装置包括：

中空套管，其上设置有小孔；

密封环，其设置在所述中空套管中，其上开设有透气孔；

电磁铁，其设置在所述中空套管内壁上，其内设一沿轴向的通孔；

铁杆，其设置在到所述通孔中，其一端设置有密封头；

弹簧，其设置在所述铁杆的另一端；所述弹簧的另一端固定连接在所述电磁铁）或所述中空套管内壁上；

连接线，其一端连接所述电磁铁，另一端与控制装置连接。

本发明中，所述控制装置进一步包括安全中断装置，其用于中断所述控制装置对所述被动呼吸控制装置的控制。

本发明还提出了一种被动呼吸门控系统的调控方法，包括步骤：利用所述监测装置监测获得靶区呼吸运动的波形变化信息，即呼吸运动信息，并确定需要进行呼吸控制的波形幅度值；根据需要进行呼吸控制的波形幅度值，手动触发控制设备；由所述控制设备控制所述被动呼吸控制装置的开启或关闭。

本发明中，“呼吸运动的波形变化信息”是指通过红外线探测器探测放置于患者腹部体表的标记点而在计算机终端显示的标记点变化波形。标记点的变化是患者呼吸运动的体表体现，因此改波形被认为是呼吸运动的波形变化信息。

本发明中，呼吸的控制是在呼吸波形的某一个幅度值上进行，如在呼吸末进行或是吸气末进行，此外也可在呼吸波形上的任意幅度进行。“需要进行呼吸控制的波形幅度值”指的就是进行呼吸控制的幅度。如呼吸波的幅度是1cm，即波峰位置为5mm，波谷位置为－5mm，若需要在50％的幅度位置进行触发，则“需要进行呼吸控制的波形幅度值”为0mm处。

本发明中，所述控制设备向所述电磁铁通电，所述铁杆受磁力驱动向所述密封环方向移动，使所述密封头封堵所述透气孔。

本发明中，所述控制设备中止向所述电磁铁通电，所述铁杆受所述弹簧的牵拉，使所述密封头与所述透气孔分开。

附图说明

图1为本发明被动呼吸门控系统的示意图。