[发明专利]一种引导型医用呼吸幅度调控仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种医疗器械，尤其是涉及一种用于辅助肿瘤放射治疗的引导型医用呼吸幅度调控仪。

背景技术

随着计算机技术的飞速发展，现代放疗技术可使肿瘤放射治疗的精确度达到毫米水平。然而，人体某些器官如肺脏的不停运动却严重影响了肿瘤放疗的精度。

研究发现，平静呼吸状态下，肺脏可向各个方位发生位移，尤其以身体长轴方向为甚，可达2-3厘米。这样，在肿瘤患者接受放疗(特别是精确放疗)过程中，呼吸运动自然会导致肺癌、肝癌以及无法手术的乳腺癌等肿瘤患者的放疗靶区发生移动，进而导致放疗精度下降，影响放疗效果；在经皮肺穿刺术操作过程中，呼吸的运动也会导致穿刺不精确，影响穿刺效果。

如何控制呼吸运动是目前摆在肿瘤放疗人员面前的一大难题，也是目前肿瘤放疗领域的一大研究热点。

目前，国内外的学者主要尝试使用以下二种方式解决呼吸运动的问题：

(1)让放疗设备只在病人呼吸周期的某一时段进行放疗：即设置一个呼吸探测器监测呼吸，当呼吸运动度在限定范围时，直线加速器释放X射线实施照射；而当呼吸运动度超出限定范围时，照射自动停止。

(2)让放疗设备在患者呼吸周期的某一时段暂停呼吸后进行放疗：将“主动呼吸控制系统(Active Breathing Coordinator，ABC)”与直线加速器结合起来，训练病人在呼吸周期的某一特定时期进行短暂屏气，然后直线加速器开始短暂放疗，放疗结束后嘱病人继续呼吸。

这两种控制方式的主要缺点在于：(1)呼吸调控设备必须与放疗设备联动，设备安装过程繁琐；(2)在放疗过程中，放疗设备必须伴随病人的呼吸周期而做出时断时续的动作，这种情况不但会显著延长病人的放疗时间，而且会显著增加放疗设备的磨损，严重时甚至会缩短放疗设备的使用寿命。

经皮肺穿刺术对患者呼吸一般不作特别要求，特别是病灶超过3cm×3cm大小者，因为经过观察，就可知道患者呼吸运动起伏对穿刺病灶的影响，在进入胸膜前再次定位，就能基本确定进针的方向和角度，然后迅速穿刺进入肺脏，这样一般不会划破胸膜，一旦穿刺达到病灶就有感觉，这时可再一次定位，如满意就可活检。若患者在穿刺时屏气，可能使穿刺精确一些，但是穿刺完毕时患者呼吸动度自然增大，这样肺泡压就可能有大的变化，可能对损伤的肺泡和血管有不利影响，特别是肺泡腔的破损，可造成进入支气管、血管鞘的气体有机会进入肺静脉系统，引起空气栓塞，虽然这种空气栓塞的并发症少见，但仍有报道。

研究发现，膈肌在人体纵轴方向上的位移主要产生于呼吸周期的后1/4时段里，而在呼吸周期的前3/4时段里其位移不超过1mm(主动呼吸控制系统对肝肿瘤患者膈肌运动规律变化的影响，中国临床医学，2008，第6期)。这一研究结果表明，肺内肿瘤及上腹部肿瘤等受呼吸影响而发生位移主要发生于呼吸周期的最后时段。由此可以推知，控制呼吸幅度即人为缩短呼吸周期的时长将可有效控制肺内肿瘤及上腹部肿瘤因呼吸运动而发生位移。

德国癌症研究中心的Herfarth等学者曾观察了压腹法对膈肌运动的影响，发现该方法可使膈肌运动范围降低至3～13mm(平均7.3mm)，从而有效控制病人呼吸运动的幅度。

另外，日本学者Negoro等也曾使用压腹法控制病人呼吸幅度，其研究表明，压腹法可将呼吸导致的肺部肿瘤的运动幅度由自由呼吸时的8～20mm降至2～11mm，认为这一方法可显著减少肺部肿瘤的运动。

上述两项研究说明，使用控制呼吸幅度的办法以达到降低呼吸运动对放疗靶区以及经皮肺穿刺的影响是切实可行的。然而使用压腹法降低呼吸幅度的技术虽然简单易行，但却存在着明显不足：这一技术不但无法精确调控病人的呼吸动度，同时其可重复性差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述数种呼吸控制方式的不足之处，提供一种既可控制病人呼吸运动同时又不影响放疗进程的引导型医用呼吸幅度调控仪。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种引导型医用呼吸幅度调控仪，包括主控系统、通讯电缆、双通道呼吸器以及电源，所述的主控系统通过通讯电缆与双通道呼吸器连接，所述的双通道呼吸器连接电源，所述的主控系统包括主机机体，在所述的主机机体内部设有单片机，所述的单片机连接有控制面板、A/D转换器以及蜂鸣器，单片机接收控制面板以及双通道呼吸器发出的信号，并向双通道呼吸器输出指令，控制双通道呼吸器的工作。

进一步具体的，所述的控制面板上设有电源指示灯、液晶显示器、潮气量检测按键、气量设置按键、呼吸状态指示灯以及通讯电缆接口。