[發明專利]一種被動呼吸門控系統及其調控方法

有效

• 申請號: 201210192242.6
• 申請日: 2012-06-12
• 公開（公告）號: CN102698376A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 章真;胡偉剛;許安杰
• 申請（專利權）人: 復旦大學附屬腫瘤醫院
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 上海麥其知識產權代理事務所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

技術領域

本發明屬于放射治療領域，尤其涉及一種被動呼吸門控系統及其調控方法。

背景技術

在放射醫學研究中，如何提高靶區的照射劑量和降低正常組織的毒性反應是關注的重點。近年來迅速發展的三維適形技術，束流調強技術及容積弧形調強技術使得高度適形的劑量分布成為可能，并更好地保護正常組織。放射治療研究中，呼吸運動對靶區的外放邊界存在很大的影響。然而，即使有這些先進的技術，為克服放射時呼吸運動對靶區覆蓋的影響，計劃靶區的外放邊界較大（對呼吸幅度大的患者，外放邊界可達2cm以上），使得正常組織受到放射線的影響，容易引起正常組織的病變。

目前為了減少呼吸運動帶來的誤差主要采用以下方法，一是擴大病人腫瘤組織的勾畫體積，但此方法會導致腫瘤靶區周圍的正常組織受照射劑量增大；二是采用呼吸控制系統，即治療時對患者呼吸運動進行干預。通過呼吸運動的干預來減少器官移動。針對第二種方法，國內外研究的主要方向包括呼吸控制，腹部加壓，主動淺呼吸，主動深呼吸，主動呼吸控制等，其中應用較為廣泛的為呼吸門控技術和主動呼吸控制技術。這兩種技術目前市場上已有部分產品，但實際臨床應用中有較大的局限性。呼吸門控技術只在某一段呼吸相位或是幅度上進行治療，導致延長治療時間2－4倍；主動呼吸技術缺乏相關部位的體表或體內標記物來實時顯示患者在各次呼吸控制下的氣體量變化。

現有技術的上述缺點滿足不了臨床應用需求，故需研發新的呼吸控制裝置兼顧高效治療。

發明內容

本發明克服了現有技術對于呼吸監控的局限性以及治療效率低時間過長等缺陷，提出了一種被動呼吸門控系統及其調控方法。本發明實時監測患者在治療時呼吸情況的變化，通過干預患者的呼吸減少亞臨床病灶到計劃靶區的外放邊界，確保每次治療時靶區位置在較小的范圍內變化；同時提高了放射治療的效率，從而有效地減少了治療時間。

本發明提出了一種被動呼吸門控系統，包括：

監測裝置；其包括實時位置管理系統，用于監測靶區位移的信息；

呼吸控制設備；其包括被動呼吸控制裝置，通過控制呼吸來減少所述靶區的位移幅度；

控制設備；其與監測裝置、呼吸控制設備連接，根據監測裝置獲得的信息調節控制呼吸控制設備。

本發明中，所述呼吸控制設備進一步包括：

咬嘴，其設置在所述被動呼吸控制裝置的一端；

輔助支撐裝置，與所述被動呼吸控制裝置連接，用于支撐并調節所述被動呼吸控制裝置的方向和高低。

本發明中，所述呼吸控制設備進一步包括鼻夾。

本發明中，被動呼吸控制裝置包括：

中空套管，其上設置有小孔；

密封環，其設置在所述中空套管中，其上開設有透氣孔；

電磁鐵，其設置在所述中空套管內壁上，其內設一沿軸向的通孔；

鐵桿，其設置在到所述通孔中，其一端設置有密封頭；

彈簧，其設置在所述鐵桿的另一端；所述彈簧的另一端固定連接在所述電磁鐵）或所述中空套管內壁上；

連接線，其一端連接所述電磁鐵，另一端與控制裝置連接。

本發明中，所述控制裝置進一步包括安全中斷裝置，其用于中斷所述控制裝置對所述被動呼吸控制裝置的控制。

本發明還提出了一種被動呼吸門控系統的調控方法，包括步驟：利用所述監測裝置監測獲得靶區呼吸運動的波形變化信息，即呼吸運動信息，并確定需要進行呼吸控制的波形幅度值；根據需要進行呼吸控制的波形幅度值，手動觸發控制設備；由所述控制設備控制所述被動呼吸控制裝置的開啟或關閉。

本發明中，“呼吸運動的波形變化信息”是指通過紅外線探測器探測放置于患者腹部體表的標記點而在計算機終端顯示的標記點變化波形。標記點的變化是患者呼吸運動的體表體現，因此改波形被認為是呼吸運動的波形變化信息。

本發明中，呼吸的控制是在呼吸波形的某一個幅度值上進行，如在呼吸末進行或是吸氣末進行，此外也可在呼吸波形上的任意幅度進行。“需要進行呼吸控制的波形幅度值”指的就是進行呼吸控制的幅度。如呼吸波的幅度是1cm，即波峰位置為5mm，波谷位置為－5mm，若需要在50％的幅度位置進行觸發，則“需要進行呼吸控制的波形幅度值”為0mm處。

本發明中，所述控制設備向所述電磁鐵通電，所述鐵桿受磁力驅動向所述密封環方向移動，使所述密封頭封堵所述透氣孔。

本發明中，所述控制設備中止向所述電磁鐵通電，所述鐵桿受所述彈簧的牽拉，使所述密封頭與所述透氣孔分開。

附圖說明

圖1為本發明被動呼吸門控系統的示意圖。