CN107019852B - 模拟人体肺部肿瘤运动的跟踪装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种模拟人体肺部肿瘤运动的跟踪装置，所述跟踪装置包括仿真肺部模型、与所述仿真肺部模型连接，并使所述仿真肺部模型扩张和收缩的模拟呼吸装置、设置在所述仿真肺部模型上代表肿瘤的传感器、与所述传感器连接的数据处理装置，所述传感器采集自身的运动数据并将数据发送至所述数据处理装置。模拟呼吸装置再现人体的真实呼吸，代表肿瘤的传感器采集自身的运动数据并发送至数据处理装置即可取得肺部肿瘤的运动规律数据，从而能够提高放疗的精确度。

Description

模拟人体肺部肿瘤运动的跟踪装置
技术领域
本发明属于医疗技术领域，具体涉及一种模拟人体呼吸时的肺部肿瘤运动跟踪装置。
背景技术
近几十年来，随着生产力的不断发展，各种企业如雨后春笋拔地而起，在带来经济效益的同时也引发了一系列的污染问题，如水污染、土污染以及大气污染等。同时，随着经济的不断发展，人均收入的提高带来的消费水平的提高，烟酒的消费人群也不断的扩大。综合这些因素，近几年全球患癌症的人群越来越多，其中尤其以肺癌的发病率以及死亡率高。
对肺癌的治疗主要以化疗、放疗为主，目前应用比较多的放疗技术是三维适形放疗(3DCRT)，由于肺部的肿瘤随着呼吸运动的移动幅度较大，在放疗过程中很难准确的定位肿瘤的位置，为了确保肿瘤始终在照射内，通常要扩大计划靶区，但是这样使得更多的正常组织被照射，破坏正常的人体组织。因此，如果能够跟踪肿瘤的运动轨迹，那么就能够实现精确度很高的放射治疗。为了验证肿瘤跟踪的准确度，就需要进行实验验证，但是我们不能以真实的患者作为实验的对象，这就需要研究出一种能够模拟人体呼吸时肺部肿瘤的运动并且能够采集肿瘤运动数据的装置，这可以提高放疗的精确度，对提高我国的医疗水平以及治疗肺癌都有着重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模拟人体肺部肿瘤运动的跟踪装置，该跟踪装置可以取得人呼吸时肺部肿瘤的运动规律，采集的数据可用于肿瘤跟踪方法的研究，以服务于放疗中对肺部肿瘤的定位。
为实现上述发明目的，本发明提供一种模拟人体肺部肿瘤运动的跟踪装置，所述跟踪装置包括仿真肺部模型、与所述仿真肺部模型连接，并使所述仿真肺部模型扩张和收缩的模拟呼吸装置、设置在所述仿真肺部模型上代表肿瘤的传感器、与所述传感器连接的数据处理装置，所述传感器采集自身的运动数据并将数据发送至所述数据处理装置。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述模拟呼吸装置包括气泵和通气管，所述气泵与所述仿真肺部模型通过通气管连接，所述气泵给所述仿真肺部模型反复充气、排气使所述仿真肺部模型扩张和收缩，从而模拟人的呼吸。
作为本发明一实施方式的进一步改进，其中气泵的气流量和/或速度可以调节。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述传感器为MEMS陀螺仪。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述传感器采集的运动数据为三维运动数据。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述数据处理装置为电脑，所述传感器与所述电脑通过数据线连接。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述跟踪装置还包括支撑座、设置在支撑座上的仿真人体模型，所述仿真肺部模型设置在所述仿真人体模型中。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述支撑座为水平支撑座，所述仿真人体模型横向放置在所述水平支撑座上。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述仿真人体模型和/或所述仿真肺部模型由硅胶制成。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述模拟呼吸装置包括气泵和通气管，所述气泵设置在所述仿真人体模型外，所述气泵与所述仿真肺部模型通过通气管连接，所述通气管通过所述仿真人体模型的颈部与所述仿真肺部模型连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：模拟人体肺部肿瘤运动的跟踪装置能够再现人体的真实呼吸，将呼吸引起的肺部肿瘤的运动复现，可以取得人体呼吸时肺部肿瘤的运动规律数据，采集的数据可用于肿瘤跟踪方法的研究，以服务于放疗中对肺部肿瘤的定位，从而提高放疗的精确度，降低对患者的伤害。具体的，模拟呼吸装置再现人体的真实呼吸，代表肿瘤的传感器采集自身的运动数据并发送至数据处理装置即可取得肺部肿瘤的运动规律数据，从而能够提高放疗的精确度。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的模拟人体肺部肿瘤运动的跟踪装置的主视图；
图2是图1所示的模拟人体肺部肿瘤运动的跟踪装置的局部剖视图；
图3是图1所示的模拟人体肺部肿瘤运动的跟踪装置的另一局部剖视图，示出了全部的仿真肺部模型。
其中，1电脑，2数据线，3仿真人体模型，4支撑座，5气泵，6通气管，7传感器(代表肺部肿瘤)，8仿真肺部模型。
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施方式。附图中以相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
需要理解的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
请结合图1至图3，本发明实施方式提供的模拟人体肺部肿瘤运动的跟踪装置包括仿真肺部模型8、与仿真肺部模型8连接，并使仿真肺部模型8扩张和收缩的模拟呼吸装置、设置在仿真肺部模型8上代表肿瘤的传感器7、与传感器7连接的数据处理装置，传感器7采集自身的运动数据并将数据发送至数据处理装置。
本发明的模拟人体肺部肿瘤运动的跟踪装置，能够再现人体的真实呼吸，将呼吸引起的肺部肿瘤的运动复现，可以取得人呼吸时肺部肿瘤的运动规律数据，采集的数据可用于肿瘤跟踪方法的研究，以服务于放疗中对肺部肿瘤的定位，从而提高放疗的精确度。具体的，模拟呼吸装置再现人体的真实呼吸，代表肿瘤的传感器7采集自身的运动数据并发送至数据处理装置即可取得肺部肿瘤的运动规律数据，从而能够提高放疗的精确度。而且本发明的模拟人体肺部肿瘤运动的跟踪装置结构简单，易于实现。
具体的，本实施方式中，模拟呼吸装置包括气泵5和通气管6，气泵5与仿真肺部模型8通过通气管6连接，气泵5给仿真肺部模型8反复充气、排气使仿真肺部模型8扩张和收缩，从而模拟人的呼吸。
具体的，通过控制气泵5的充气、排气的量和速度来模拟人体的真实呼吸，气泵5的充气量与排气量都与人体真实呼吸数据相等。从而该模拟呼吸装置再现了人体真实呼吸，为实验数据的真实性提供前提。
优选的，本实施方式中，气泵5的气流量可以调节。优选的，气泵5的速度也可以调节。从而可以取得不同呼吸频率的人体的肺部肿瘤的运动规律数据，获得大量的数据，从而为肿瘤跟踪方法的研究提供大数据。
本实施方式中，气泵5的气流量和速度都可以调节。本领域技术人员可以想到，仅使气泵5的气流量可以调节，或者，仅使气泵5的速度可以调节，亦可取得相同呼吸频率的人体的肺部肿瘤的运动规律数据。凡采用与本实施方式相同或类似的方案均涵盖在本发明的保护范围内。
本实施方式优选的，传感器7为MEMS陀螺仪。MEMS陀螺仪安装在仿真肺部模型8上，由于MEMS陀螺仪代表肺部肿瘤，采集到MEMS陀螺仪的实时运动数据，就相当于采集到肺部肿瘤的实时运动数据，通过大量的实时运动数据就可以分析肺部肿瘤随着呼吸的运动规律，从而为肿瘤跟踪方法的研究提供大数据。
本实施方式优选的，传感器7采集的运动数据为三维运动数据。即MEMS陀螺仪可以采集自身运动的三维数据，三维数据可以提供更全面的数据，从而可以更全面的分析肺部肿瘤随着呼吸的运动规律。
本实施方式优选的，数据处理装置为电脑1，传感器7与电脑1通过数据线2连接。本领域技术人员可以想到，其它数据处理装置，或者其它数据传输渠道亦可。
本实施方式优选的，模拟人体肺部肿瘤运动的跟踪装置还包括支撑座4、设置在支撑座4上的仿真人体模型3，仿真肺部模型8设置在仿真人体模型3中。从而在采集数据的过程中，可以为仿真肺部模型8提供简单方便的支撑。
本实施方式中，更优选的，支撑座4为水平支撑座4，仿真人体模型3横向放置在水平支撑座4上。结构布局简单，使用方便。
本实施方式优选的，仿真肺部模型8由硅胶制成，硅胶符合人体软组织特性，可以更真实的再现人体的肺部运动。本实施方式中，仿真人体模型3亦由硅胶制成，可以更好的保护仿真肺部模型8的运动，从而提高模拟人体肺部肿瘤运动的跟踪装置的数据真实性。本领域技术人员可以想到，仅仅仿真肺部模型8由硅胶制成，或者仅仅仿真人体模型3由硅胶制成亦可。
本实施方式优选的，模拟呼吸装置的气泵5设置在仿真人体模型3外，模拟呼吸装置的通气管6通过仿真人体模型3的颈部与仿真肺部模型8连接。结构简单，布局合理，安装方便。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种模拟人体肺部肿瘤运动的跟踪装置，其特征在于：所述跟踪装置包括仿真肺部模型、与所述仿真肺部模型连接，并使所述仿真肺部模型扩张和收缩的模拟呼吸装置、设置在所述仿真肺部模型上代表肿瘤的传感器、与所述传感器连接的数据处理装置，所述传感器采集自身的运动数据并将数据发送至所述数据处理装置，所述模拟呼吸装置包括气泵和通气管，所述气泵与所述仿真肺部模型通过通气管连接，所述气泵给所述仿真肺部模型反复充气、排气使所述仿真肺部模型扩张和收缩，从而模拟人的呼吸，所述跟踪装置还包括支撑座、设置在支撑座上的仿真人体模型，所述仿真肺部模型设置在所述仿真人体模型中，所述模拟呼吸装置包括气泵和通气管，所述气泵设置在所述仿真人体模型外，所述气泵与所述仿真肺部模型通过通气管连接，所述通气管通过所述仿真人体模型的颈部与所述仿真肺部模型连接。
2.根据权利要求1所述的模拟人体肺部肿瘤运动的跟踪装置，其特征在于：其中气泵的气流量和/或速度可以调节。
3.根据权利要求1所述的模拟人体肺部肿瘤运动的跟踪装置，其特征在于：所述传感器为MEMS陀螺仪。
4.根据权利要求1所述的模拟人体肺部肿瘤运动的跟踪装置，其特征在于：所述传感器采集的运动数据为三维运动数据。
5.根据权利要求1所述的模拟人体肺部肿瘤运动的跟踪装置，其特征在于：所述数据处理装置为电脑，所述传感器与所述电脑通过数据线连接。
6.根据权利要求1所述的模拟人体肺部肿瘤运动的跟踪装置，其特征在于：所述支撑座为水平支撑座，所述仿真人体模型横向放置在所述水平支撑座上。
7.根据权利要求1所述的模拟人体肺部肿瘤运动的跟踪装置，其特征在于：所述仿真人体模型和/或所述仿真肺部模型由硅胶制成。
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