一种生成医学放疗设备控制信号的方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术适用于医疗器械领域，提供了一种生成医学放疗设备控制信号的方法、装置及系统。所述方法包括：接收光纤传感器获取的光信号；控制光电转换单元将光信号转变为电信号；从电信号提取患者的呼吸波形信号，或者提取患者的心冲击图BCG波形信号和呼吸波形信号；根据呼吸波形信号，或者，结合BCG波形信号和呼吸波形信号生成医学放疗设备的控制信号，以控制医学放疗设备进行放射治疗。相对于通过ECG波形信号生成医学放疗设备的控制信号的方法，本发明专利技术由于不用连接导联线，不需要医生操作，患者的体验更好。且光信号传输不受磁场和辐射等环境的影响，因此通过光纤传感器来监测患者的BCG波形信号和呼吸波形信号，连接线缆不需进行屏蔽设计，可以使硬件设计更加简单，成本更低。

【技术实现步骤摘要】
一种生成医学放疗设备控制信号的方法、装置及系统
本专利技术属于医疗器械领域，尤其涉及一种生成医学放疗设备控制信号的方法、装置及系统。
技术介绍
肿瘤放射治疗，简称放疗，是利用放射线治疗肿瘤的一种局部治疗方法。大约70％的癌症患者在治疗癌症的过程中需要用放射治疗，放疗在肿瘤治疗中的作用和地位日益突出，放疗(Radiotherapy，RT)设备由于其高精度、高疗效、低损伤等优点成为人类控制和征服肿瘤的有效手段。放疗经过几十年的发展，在电子计算机断层扫描(ComputedTomography，CT)影像技术和计算机技术发展下，现在的放疗技术由二维放疗发展到三维放疗、四维放疗，放疗剂量分配也由点剂量发展到体积剂量分配，定向放疗更是要求定位的精度更高，使得放射剂量精准的集中到靶区内，以减少对正常器官的损害。RT设备一般需要医学影像设备例如CT或者正电子发射计算机断层显像(PositronEmissionComputedTomography，PET-CT)来配合使用，先使用医学影像设备对患者进行扫描，确定出肿瘤区，进而确定出靶区及放射线照射区域，然后进行放射治疗。对于受呼吸运动影响较大的器官(例如肺部)区域的肿瘤进行放疗时，由于人体的呼吸运动，肺部会进行不间断的扩张和收缩，导致肺部的肿瘤靶区在医学影像设备下的成像面积也会出现变动，为了精确照射肿瘤区从而避免或者较少对正常细胞的损害，可以实时监测肺部的运动状态，获取肺部的运动曲线，可以在每个呼吸周期中符合预定要求的时刻进行照射。当前对肺部运动进行监测的主流方案是使用呼吸绑带，把呼吸绑带绑在人体上时需要人工参与，如果绑的太松则获取的信号不强，如果绑的太紧则信号容易饱和，不能很好的满足所需。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种生成医学放疗设备控制信号的方法、装置及系统，旨在解决现有技术使用呼吸绑带，把呼吸绑带绑在人体上时需要人工参与，如果绑的太松则获取的信号不强，如果绑的太紧则信号容易饱和，不能很好的满足所需的问题。第一方面，本专利技术提供了一种生成医学放疗设备控制信号的方法，所述方法包括：接收光纤传感器获取的光信号；控制光电转换单元将光信号转变为电信号；从电信号提取患者的呼吸波形信号，或者提取患者的心冲击图BCG波形信号和呼吸波形信号；根据呼吸波形信号，或者，结合BCG波形信号和呼吸波形信号生成医学放疗设备的控制信号，以控制医学放疗设备进行放射治疗。第二方面，本专利技术提供了一种生成医学放疗设备控制信号的装置，所述装置包括：接收模块，用于接收光纤传感器获取的光信号；控制模块，用于控制光电转换单元将光信号转变为电信号；提取模块，用于从电信号提取患者的呼吸波形信号，或者提取患者的BCG波形信号和呼吸波形信号；和控制信号生成模块，用于根据呼吸波形信号，或者，结合BCG波形信号和呼吸波形信号生成医学放疗设备的控制信号，以控制医学放疗设备进行放射治疗。第三方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的生成医学放疗设备控制信号的方法的步骤。第四方面，本专利技术提供了一种生成医学放疗设备控制信号的系统，所述系统包括光纤传感器，还包括通过光缆与光纤传感器相连，且与医学放疗设备相连，生成医学放疗设备控制信号的信号处理设备，其中，信号处理设备包括一个或多个处理器、存储器、以及一个或多个计算机程序；其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的生成医学放疗设备控制信号的方法的步骤。在本专利技术中，由于通过光纤传感器获取光信号，提取患者的呼吸波形信号，或者提取患者的心冲击图BCG波形信号和呼吸波形信号，根据呼吸波形信号，或者，结合BCG波形信号和呼吸波形信号生成医学放疗设备的控制信号，以控制医学放疗设备进行放射治疗。相对于通过呼吸绑带生成医学放疗设备控制信号的方法，本专利技术由于不用连接导联线，不需要医生操作，患者的体验更好。且光信号传输不受磁场和辐射等环境的影响，因此通过光纤传感器来监测患者的BCG波形信号和呼吸波形信号，连接线缆不需进行屏蔽设计，可以使硬件设计更加简单，成本更低。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的生成医学放疗设备控制信号的方法流程图。图2是光纤传感器获取的光信号经光电转换后生成的波形图。图3是提取出的BCG波形信号的时域图。图4是提取出的呼吸波形信号的时域图。图5是一个心动周期波形。图6是本专利技术实施例二提供的生成医学放疗设备控制信号的装置的功能模块框图。图7是本专利技术实施例四提供的生成医学放疗设备控制信号的系统的具体结构框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。实施例一：请参阅图1，本专利技术实施例一提供的生成医学放疗设备控制信号的方法包括以下步骤：需注意的是，若有实质上相同的结果，本专利技术的生成医学放疗设备控制信号的方法并不以图1所示的流程顺序为限。S101、接收光纤传感器获取的光信号。在本专利技术实施例一中，S101具体可以为：控制光纤传感器获取光信号，然后接收光纤传感器发送的光信号；或者，接收光纤传感器发送的光信号，所述光信号是由光纤传感器主动获取的。光纤传感器的外观可以是一块垫子，置于放疗床上，位于患者(接受治疗的主体，包括但不限于人体、动物等)胸腔下方的位置，其面积至少可以覆盖胸腔投射到放疗床上的区域。光纤传感器与患者可以是非直接接触的，例如光纤传感器可以置于放疗床的床垫之下。光纤传感器的感应面积可以是变化的，例如光纤传感器可以是与整个放疗床面积一致。当患者躺在放疗床上时，患者的呼吸和心跳都会引起身体的细微震动，从而导致光纤传感器上的压力发生细微变化，压力的变化会使得光纤传感器中传输的光信号发生变化，光纤传感器可以获取这些变化的光信号。光纤传感器获取的光信号可以是实时连续获取的，可以自患者躺在放疗床上开始，直到医学放疗设备对患者放疗结束。S102、控制光电转换单元将光信号转变为电信号。图2所示是光纤传感器获取的光信号经光电转换后生成的波形图，此时的信号大轮廓即为人体呼吸产生的呼吸信号包络，而心脏搏动与其它干扰噪声则叠加在呼吸信号包络曲线上。S103、从电信号提取患者的呼吸波形信号，或者提取患者的心冲击图(Ballistocardiogram，BCG)波形信号和呼吸波形信号。在本专利技术实施例一中，S103具体可以为：对电信号进行前置滤波、放大、模数转换、采样、滤波去噪和信号缩放后提取出患者的呼吸波形信号，或者提取出患者的BCG波形信号和呼吸波形信号。如图3所示是提取出的BCG波形信号的时域图。如图4所示是提取出的呼吸波形信号的时域图。S104、根据呼吸波形信号，或者，结合BCG波形信号和呼吸波形信号生成医学放疗设备的控制信号，以控制医学放疗设备进行放射治疗。在本专利技术实施例一中，所述根据呼吸波形信号生成医学放疗设备的控制信号具体为：建立呼吸波形与放疗病变部位面积或体积的对应关系，对呼吸波形信号进行特征点检测，在检测到特征点时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生成医学放疗设备控制信号的方法，其特征在于，所述方法包括：接收光纤传感器获取的光信号；控制光电转换单元将光信号转变为电信号；从电信号提取患者的呼吸波形信号，或者提取患者的心冲击图BCG波形信号和呼吸波形信号；根据呼吸波形信号，或者，结合BCG波形信号和呼吸波形信号生成医学放疗设备的控制信号，以控制医学放疗设备进行放射治疗。

【技术特征摘要】
1.一种生成医学放疗设备控制信号的方法，其特征在于，所述方法包括：接收光纤传感器获取的光信号；控制光电转换单元将光信号转变为电信号；从电信号提取患者的呼吸波形信号，或者提取患者的心冲击图BCG波形信号和呼吸波形信号；根据呼吸波形信号，或者，结合BCG波形信号和呼吸波形信号生成医学放疗设备的控制信号，以控制医学放疗设备进行放射治疗。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收光纤传感器获取的光信号具体为：控制光纤传感器获取光信号，然后接收光纤传感器发送的光信号；或者，接收光纤传感器发送的光信号，所述光信号是由光纤传感器主动获取的；所述从电信号提取患者的呼吸波形信号，或者提取患者的心冲击图BCG波形信号和呼吸波形信号具体为：对电信号进行前置滤波、放大、模数转换、采样、滤波去噪和信号缩放后提取出患者的呼吸波形信号，或者提取出患者的BCG波形信号和呼吸波形信号。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据呼吸波形信号生成医学放疗设备的控制信号具体为：建立呼吸波形与放疗病变部位面积或体积的对应关系，对呼吸波形信号进行特征点检测，在检测到特征点时生成控制信号。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结合BCG波形信号和呼吸波形信号生成医学放疗设备的控制信号具体为：建立呼吸波形与放疗病变部位面积或体积的对应关系，对呼吸波形信号进行特征点检测，并同时监测患者的BCG波形信号，在检测到特征点且BCG波形信号满足放疗的条件时生成控制信号。5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述建立呼吸波形与放疗病变部位面积或体积的对应关系，具体是借助医学影像设备来获取放疗的肿瘤或病变部位的图像，将实时动态图像与呼吸波形相对应。6.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，对呼吸波形信号进行特征点检测是对呼吸时域...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨超，胡峻浩，
申请(专利权)人：深圳市大耳马科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44