一种放疗用靶区监控系统技术方案

本发明专利技术一种放疗用靶区监控系统，运用带有滚珠的异型自动摆位系统，进行患者体位摆放，当患者卧于该摆位系统时，矩阵组件受空气动力自动贴合患者，且通过自动摆位矩阵组件的滚珠，减少摆位系统与患者间的摩擦力，对患者体位的偏差进行推动调整，避免贴合的过程中出现软组织挤压变形或关节移位，异型自动摆位系统的点阵高度值和压力值反馈入数据处理系统，重建出患者背部体表，结合光学体表重建系统，计算出患者的360

【技术实现步骤摘要】
一种放疗用靶区监控系统


[0001]本专利技术关于一种监控系统，特别是有关于一种放疗用靶区监控系统。

技术介绍

[0002]现有技术中，放射治疗以精准为特点，需要患者治疗体位的高度可重复性和治疗过程中的稳定性。治疗期间，患者体型可能发生变化，加之恶性肿瘤患者多伴有乏力、不适甚至疼痛，以及束缚状态独处于治疗室中的心理压力等因素，导致靶区的精准追踪一直是放疗过程的难点。帮助患者控制体位是放疗过程中及其重要的一个环节，目前体位固定方法包括真空垫或发泡胶定位垫联合热塑体膜固定方法；因放疗疗程较长，真空垫在治疗后期可能出现漏气而导致固定不良；发泡胶具有良好的定型稳定性，但不能重复使用。重复治疗过程中，患者置于真空垫和发泡胶固定垫中，并保证贴合，真空垫和发泡胶表面均为各种布料，极易出现体表皮肤与固定垫的粘滞、挤压，导致软组织或关节变形，造成外围固定尚可的情况下体内器官或靶区的移位，这种情况不可避免，且在患者不适或精神紧张的情况下更为明显。体位监控系统包括体表标记物监控、光学体表成像等，体表标记物监控信息处理量较少，易实现，容差性强，但相应的，因其监控范围以点为主，导致其精度不高，重复性较差；随着计算机算力的提升，光学体表成像监控由点监控提升为面监控，更提高了其监控的精确性。但现有的光学体表成像监控仅关注光线可以照射范围的体表，不被光线覆盖的范围却无法监控，并且人体的关节和软组织活动度大、易受挤压导致变形，从而引起表面结构对位尚可的情况下而内部器官或靶区的移位较大。光学体表成像监测系统通过光学信号计算患者当下状态与参考状态的误差来控制放疗行为，其监测手段单一，处理信息量大，效率低下，并且光学表面监测系统在患者出现水肿、消瘦等体重体态变化的情况下无法对放疗行为进行质控。现有的体位固定与监测尚无统一的概念和系统性的整合。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术提供一种放疗用靶区监控系统，包括异型自动摆位系统A、体表成像系统B、数据处理系统C及治疗监控系统D，其中：
[0004]异型自动摆位系统A，异型自动摆位系统A包括底板A1、自动摆位矩阵A2、动力及数据采集系统A3及压力反馈与空间位置测量系统A4；底板A1是在基板 A11中集成了空气管路系统A12，基板A11为碳纤维板；自动摆位矩阵A2包括多个伸缩矩阵单元A21，伸缩矩阵单元A21通过网格A14固定，与空气管路系统 A12相连，由动力及数据采集系统A3通过空气管路系统A12控制伸缩矩阵单元 A21进行伸缩；
[0005]体表成像系统B，体表成像系统B包括三组结构相同的成像传感器B1，成像传感器B1由结构光发射器B11和结构光接收器B12组成，体表成像系统B用于获取异型自动摆位系统A上患者的体表轮廓数据；
[0006]数据处理系统C，数据处理系统C包括数据收集存储系统C1、空间数据重建系统C2、显示系统C3，其中数据收集存储系统C1采集伸缩矩阵单元A21的空间数据及体表成像系统B
获取的结构光变形数据，空间数据重建系统C2对数据收集系统C1收集的数据进行调取、降噪、计算和重建，重建出患者的环周体表信息，并结合患者CT模拟定位的数据推算出肿瘤中心或危机器官的轮廓，在显示系统C3中显示；
[0007]治疗监控系统D，治疗监控系统D包括体表信息监控系统D1、摆位监控系统D2、放疗中心重建系统D3、机器学习系统D4及显示与报警系统D5，体表信息监控系统D1通过对治疗过程中获得的虚拟影像与参考影像进行比对，并在显示与报警系统D5中显示，其中参考影像为患者初次使用异型自动摆位系统A的初始摆位信息和CT影像信息生成的虚拟影像，摆位监控系统D2接收空气管路系统A12的压力数据生成参考压力画像及压力波体表和ROI运动曲线，并将参考压力画像、压力波体表及ROI运动曲线传入机器学习系统D4，机器学习系统 D4根据压力波推算肿瘤及危机器官的位移，并将数据传入放疗中心重建系统D3，放疗中心重建系统D3得出自动摆位矩阵A2和治疗床位移数据的调整，进行体位匹配；
[0008]进一步地，伸缩矩阵单元A21在底板A1设置有传感器A13，用于获取伸缩矩阵单元A21的升降高度，且伸缩矩阵单元A21与传感器A13一一对应。
[0009]进一步地，伸缩矩阵单元A21包括基底柱A211、升降柱A212、滚珠A213、气囊A214：
[0010]基底柱A211，基底柱A211通过网格A14固定于底板A1，基底柱A211呈空心圆筒状，由第一柱体A2111和第一限位器A2112组成；第一限位器A2112呈圆环状，固定于第一柱体A2111的顶端；
[0011]升降柱A212，升降柱A212呈空心圆筒状，由第二柱体A2121和第二限位器 A2122组成；升降柱A212嵌套于基底柱A211外侧，且第二限位器A2122定位低于第一限位器A2112；
[0012]滚珠A213，滚珠A213呈球形，置于升降柱A212的顶端,能够360
°
自由滚动；及
[0013]气囊A214，气囊A214套设于基底柱A211内部，由囊体A2141、球托A2142 和刹止片A2143组成，囊体A2141下端与空气管路系统A12相连。
[0014]进一步地，基板A11为工程塑料板或钛合金板。
[0015]进一步地，三组成像传感器B1为结构光传感器，分别置于异型自动摆位系统A的正上方偏脚侧45
°
和左右两侧斜上方45
°
。
[0016]进一步地，三组成像传感器B1为特定波长激光传感器或无线电传感器。
[0017]进一步地，动力及数据采集系统A3中动力为空气动力或油压。
[0018]进一步地，数据处理系统C还包括治疗记录系统C4。
[0019]进一步地，治疗监控系统D还包括大数据存储系统D6。
[0020]进一步地，摆位监控系统D2接收空气管路系统A12的压力数据，包括即时压力数据和动态压力数据。
[0021]通过本专利技术提供的一种放疗用靶区监控系统，运用带有滚珠的异型自动摆位系统，进行患者体位摆放，当患者卧于该摆位系统时，矩阵组件受空气动力自动贴合患者，且通过自动摆位矩阵组件的滚珠，减少摆位系统与患者间的摩擦力，对患者体位的偏差进行推动调整，避免贴合的过程中出现软组织挤压变形或关节移位，异型自动摆位系统的点阵高度值和压力值反馈入数据处理系统，重建出患者背部体表，结合光学体表重建系统，计算出患者的360
°
体表数据，重建出感兴趣区域的环周体表，将自动摆位系统融合入光学表面成像系统，可根据自适应摆位系统反馈的数据模拟出患者背部空间影像，结合光学表面成像系统，精确计算患者治疗中心，极大地提高了放射治疗的精确性。
附图说明
[0022]图1为本专利技术一种放疗用靶区监控系统整体架构图；
[0023]图2为本专利技术一种放疗用靶区监控系统异型自动摆位系统A的示意图；
[0024]图3为本专利技术一种放疗用靶区监控系统中伸缩矩阵单元A21结构示意图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种放疗用靶区监控系统，其特征在于，包括：异型自动摆位系统，该异型自动摆位系统包括底板、自动摆位矩阵、动力及数据采集系统及压力反馈与空间位置测量系统；该底板是在基板中集成了空气管路系统，该基板为碳纤维板；该自动摆位矩阵包括多个伸缩矩阵单元，该伸缩矩阵单元通过网格固定，与该空气管路系统相连，由该动力及数据采集系统通过该空气管路系统控制该伸缩矩阵单元进行伸缩；体表成像系统，该体表成像系统包括三组结构相同的成像传感器，该成像传感器由结构光发射器和结构光接收器组成，该体表成像系统用于获取该异型自动摆位系统上患者的体表轮廓数据；数据处理系统，该数据处理系统包括数据收集存储系统、空间数据重建系统、显示系统，其中该数据收集存储系统采集该伸缩矩阵单元的空间数据及该体表成像系统获取的结构光变形数据，该空间数据重建系统对该数据收集系统收集的数据进行调取、降噪、计算和重建，重建出患者的患者的环周体表信息，并结合患者CT模拟定位的数据推算出肿瘤中心或危机器官的轮廓，在该显示系统中显示；及治疗监控系统，该治疗监控系统包括体表信息监控系统、摆位监控系统、放疗中心重建系统、机器学习系统及显示与报警系统，该体表信息监控系统通过对治疗过程中获得的虚拟影像与参考影像进行比对，并在该显示与报警系统中显示，其中该参考影像为患者初次使用该异型自动摆位系统的初始摆位信息和CT影像信息生成的虚拟影像，该摆位监控系统接收该空气管路系统的压力数据生成参考压力画像及压力波体表和ROI运动曲线，并将该参考压力画像、该压力波体表及该ROI运动曲线传入该机器学习系统，该机器学习系统根据压力波推算肿瘤及危机器官的位移，并将数据传入该放疗中心重建系统，该放疗中心重建系统得出该自动摆位矩阵和治疗床位移数据的调整，进行体位匹配。2.根据权利要求1所述的一种放疗...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振华，徐文涛，赵苗苗，张汝婷，蒋华，
申请(专利权)人：徐文涛，
类型：发明
国别省市：