[發明專利]硼中子俘獲治療定位及呼吸監測系統和應用其的方法

有效

• 申請號: 202110133887.1
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN112957621B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 耿長冉;趙勝;湯曉斌;葉黃鋒;田鋒;劉淵豪
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: A61B5/08
• 分類號: A61B5/08;A61N5/10
• 代理公司: 北京邦中知識產權代理有限公司 11827
• 代理人: 方巖;張君

1.一種硼中子俘獲治療定位及呼吸監測系統，包括：

信號發射器，用于發射光；

傳感光纖，所述發射光通過所述傳感光纖，反射瑞利散射信號；

干涉裝置，耦合所述發射光和所述瑞利散射信號并轉化為相應電信號；

信號處理系統，接收并處理所述電信號；

治療床或治療服，用于鋪設傳感光纖，且所述傳感光纖連接所述干涉裝置和所述信號處理系統，所述發射光依次通過所述干涉裝置、所述治療床或所述治療服上的傳感光纖，到達所述信號處理系統，根據所述電信號獲得病人在所述治療床上的定位信息，或病人呼氣、吸氣時的起伏位置信息；

當監測病人在所述治療床上的定位信息或病人呼氣、吸氣時的起伏位置信息處于預定值時，所述信號處理系統控制中子束流出射口發射中子進行硼中子俘獲治療；

所述傳感光纖包括主光纖和輔助光纖，所述主光纖感應應力和溫度變化，所述輔助光纖感應溫度變化，所述信號發射器發射相同的兩束光，分別進入所述主光纖和所述輔助光纖，反射不同的瑞利散射信號，并分別經所述干涉裝置被轉化為不同的干涉電信號，利用所述不同的干涉電信號通過互相關運算解調出的光譜頻移量，以獲得應力變化和溫度變化與所述光譜頻移量的關系，進而預測病人在所述治療床上的定位信息或病人的呼氣、吸氣時的起伏位置信息。

2.如權利要求1所述的硼中子俘獲治療定位及呼吸監測系統，其中，當監測病人在所述治療床上的定位值和病人呼氣、吸氣時的起伏位置信息均處于預定值時，所述信號處理系統控制中子束流出射口發射中子進行硼中子俘獲治療。

3.如權利要求2所述的硼中子俘獲治療定位及呼吸監測系統，其中，所述干涉裝置包括：

主干涉組件，包括第二耦合器、第三耦合器和環形器，第二 耦合器將入射光分路為信號光和參考光，所述信號光經過所述主光纖或所述輔助光纖，發生瑞利散射信號返回所述環形器，所述環形器將所述瑞利散射信號、所述信號光、所述參考光按照由靜偏磁場確定的方向順序傳入第三耦合器，耦合為反射帶有瑞利散射信號的干涉光；

光電探測器，接收所述環形器傳入的所述帶有瑞利散射信號的干涉光，并將所述瑞利散射信號的干涉光轉換為干涉電信號。

4.如權利要求3所述的硼中子俘獲治療定位及呼吸監測系統，其中，所述干涉裝置還包括：

第一耦合器，將所述入射光分路為主光和輔光，所述主光進入所述主干涉組件；

輔助干涉組件，包括第四耦合器和延遲光纖，所述輔光經所述延遲光纖反射瑞利散射信號，所述第四耦合器將所述帶有瑞利散射信號的輔光耦合，并被所述光電探測器轉化為對拍頻信號，以作為外部采樣時鐘。

5.如權利要求4所述的硼中子俘獲治療定位及呼吸監測系統，其中，所述治療床包括：

床基，用于承載載荷；

多層支撐物，固定于所述床基之上，且每層所述支撐物之間均均勻密布地鋪設所述主光纖和所述輔助光纖，以傳送病人的定位信息和載荷信息；

慣性傳感器，探測所述治療床的角度信息；

治療床控制器，接收所述病人定位信息以及治療床角度信息，并發出命令控制治療床運動。

6.如權利要求5所述的硼中子俘獲治療定位及呼吸監測系統，其中，所述傳感光纖為抗輻射光纖，包括：摻鉺光纖、鉺鐿共摻光纖、摻氟光纖、抗輻射單模光纖、抗輻射多模光纖中的一種或多種。

7.一種利用如權利要求1-6任一所述的硼中子俘獲治療定位及呼吸監測系統進行病人定位的方法，包括：

輸出與平面形成多種預定角度時，平躺在所述治療床上的病人對所述治療床施加的各部位負荷分布應力值；

利用所述負荷分布應力值獲得病人位置信息。