CN107261338B - 用于实时监测放疗病人剂量的在线分析仪 - Google Patents

Abstract

本专利申请公开了实时监测放疗病人剂量的在线分析方法，包括以下步骤：步骤一，通过连接的放疗设备机头上的第一组探测器实时收集放疗设备在每次进行放疗时的出束剂量数据，并将这些数据实时传送至微控制器，再通过微控制器传递给存储器中的专用数据库存储起来；步骤二，通过设置在人体表面的第二组探测器，实时将人体体表实际接受到的照射剂量通过网络发送至微控制器，再经过微控制器传递给存储器中的专用数据库；步骤三，微控制器通过调用专用数据库的两组数据，使用对比分析模块进行实时对比分析并计算出剂量误差，通过专用数据库中的历史数据的不断迭代，在每次计算出误差后都对模型进行一次优化了，使下一次计算出的推荐剂量更加优化。

Description

用于实时监测放疗病人剂量的在线分析仪

技术领域

本发明涉及放射治疗领域，具体涉及一种用于实时监测放疗病人剂量的在线分析仪。

背景技术

放射治疗是目前癌症的重要治疗手段之一，在采用常用的三维适形、调强放疗和三维立体定向放疗等精确放疗技术对病人进行放疗之前，需要利用放疗计划系统(TPS)设计病人的放射治疗计划。在正式实施治疗前，为了验证实际实施的照射剂量是否与TPS计算所得的期望剂量一致，通常采用所谓的“均匀体模计划移植间接类比法”，首先构建与病人CT扫描情况完全相同的体模，然后利用TPS将病人放疗计划的全部照射参数移植到该体模CT图像中，在体模内再次进行剂量分布计算，得到体模中电离室测量点的剂量值，以此来判断拟定给病人进行的放射线治疗剂量是否合适。

但是，现在常采用的均匀体模通常只包含一种或几种(2-3种)相对均匀密度材料，与人体中各种各样的肌肉组织、肺组织、骨组织、软骨组织、空腔等在密度、形态及空间分布等方面有显著差异，对射线的影响也不一样，因此，把放疗计划移植到均匀体模进行类比，忽略了不同组织密度及其界面对射线的影响；这种方法在模拟和实测时分别采用不同的剂量计算模型进行计算，其计算结果的差异比较不够准确，而且没有对剂量分布差异进行统计分析，使得研究人员不能清楚了解差异的具体情况以及其所在的空间位置。更重要的是这种剂量验证仅放疗开始前进行一次，而病人在此后的多次治疗中极有可能会因为体位、体型及放疗设备参数变化导致实际剂量不准，而医生无法掌握剂量偏差值，不能进行修正。用体模剂量来推断病人剂量，只是一种初期的理论值，并不能反映病人真正接受的剂量，无法准确判断病人实际接受剂量。而病人在接收放射治疗的时候，很难在没有创伤的情况下测得病人体内的实际接受剂量，通过仪器伸入病人体内直接测量放疗接受剂量的方法并不可取。

因此，现在急需研制出一种能够在无创伤前提下测得放疗病人实际放疗接受剂量且能够实时监控的方法。

发明内容

本发明意在提供一种可以实际反映病人在放射治疗过程中的放疗接受剂量的实时监测放疗病人放疗接收剂量的在线分析方法。

为达到以上目的，提供如下方案：

本方案中的用于实时监测放疗病人剂量的在线分析仪，包括以下步骤：

步骤一，通过连接在放疗设备机头上的第一组探测器实时收集放疗设备在每次进行放疗时的出束剂量数据，并将出束剂量数据实时传送至微控制器，再通过微控制器传递给存储器中的专用数据库存储起来；

步骤二，通过设置在人体表面的第二组探测器，实时将人体体表实际接受到的照射剂量通过网络发送至微控制器，再经过微控制器传递给存储器中的专用数据库；

步骤三，微控制器通过调用专用数据库内存储的出束剂量和照射剂量，使用对比分析模块进行实时对比分析并计算出剂量误差；通过对专用数据库中的历史数据采用神经网络模型进行迭代，得到优化后的模型参数；形成新的在线分析模型；

步骤四，通过新的在线分析模型计算出放疗剂量，并按照该放疗剂量照射病人；通过与微控制器连接的显示器实时查看从放疗设备和人体表面反馈回来的剂量变化数据；

步骤五，当剂量变化数据增大时，通过输入设备人为设定修正参数，对在线分析模型进行修正，直到剂量变化数据变至零为止。

有益效果：

1.本发明通过建立体模与人体之间的关系，可以通过体模和人体实际接受剂量的不同不断优化剂量计算模型，使病人随着放疗次数的逐渐增多而逐渐达到最理想的剂量接受效果。有助于减轻病人的痛苦，提高病人的治疗情况。

2.通过第一组探测器和第二组探测器同时将放疗设备的数据和人体的数据与首次治疗数据进行对比，利用微控制器对历史累计误差进行分析，可以优化下一次放疗的使用剂量。

3.通过专用数据库对每次放疗数据的收集，可以随着放疗次数的增多而逐渐完善出最优的模型参数值，使剂量的计算更加快速和准确。

4.通过报警器等设备的连接使用，可以在实际放疗过程中进行实时监控，提醒医生对异常情况进行及时处理，避免产生不良影响。

5.相比于以前只在首次放疗时进行剂量验证，现在每次放疗前和放疗中都可以进行数据的实时反馈更新，有利于不断完善优化模型，使给病人的照射剂量快速达到理想状态，有效提高病人的放疗效果。

进一步，通过与微控制器连接的报警器来提醒实际剂量超量的情况。

通过报警器提醒放疗剂量超量的情况，可以提醒医务人员进行及时处理。

进一步，第一组探测器通过设置在放疗设备机头上由碳素纤维棒构成的支架连接第一探头，通过第一探头检测放射线的出束剂量。

碳素纤维具有良好的射线传播性，使其构成的支架不会影响放射线对人体的照射，还利用了碳素纤维棒具有较强的硬度，使其构成的支架能够支撑连接第一探头。第一探头位于机头射出放射线的位置，能够使第一探头准确测量出束剂量。微控制器在接收到出束剂量后，可以利用当前测得的出束剂量进行对比分析。

进一步，所述第二组探测器通过分别固定在人体上三个不同位置上的第二探头来测试人体表面三个不同位置或者的放射线照射剂量。

通过三个实际的体表照射剂量值的输入，可以使微控制器和数据比较分析模块能够有更多的信息量输入，可以得出比较精确的人体接收放疗剂量，实现放疗病人剂量的实时监测。

进一步，步骤二中，第二组探测器通过具有固定片的固定装置定位在人体上；固定片通过吸盘将固定装置定位在人体表面。

通过固定装置将第二组探测器定位在人体上，又通过固定片上的吸盘将固定装置定位在人体表面。

进一步，通过与吸盘连通的连通管向吸盘充气或抽气。

通过连通管向吸盘充气，可以使吸盘与人体体表皮肤之间因为充入空气而分离。通过向吸盘抽气，可以将吸盘与皮肤之间的空气抽走，使吸盘紧贴在皮肤上，进而使吸盘定位在皮肤上，避免固定装置连通与之连接的第二组探测器从人体表面上掉落。

进一步，第二组探测器通过插入吸盘中的第二探头与人体体表连接，通过第二探头测量当前位置的实际接收放疗剂量。

通过吸盘将第二探头固定在某个人体体表处，通过第二探头测量照射在当前人体体表处的放射线剂量，进而得到该处的实际接收放疗剂量。

进一步，步骤三中，通过对比分析模块将第一组探测器和第二组探测器分别测得的当前出束剂量和当前实际接收放疗剂量分别与预先存储在对比分析模块中的初始放疗剂量进行对比，若当前出束剂量或当前实际接收放疗剂量中任一项与初始放疗剂量不同时，微控制器控制报警器发出第一级报警；若当前实际接收放疗剂量超出标准放疗剂量范围时，微控制器控制报警器发出第二级报警。

一级报警和二级报警指声音或者光线等具有相互区别的两种不同报警方案。

在初次放疗时，将第一组探测器测得的当前出束剂量和第二组探测器测得的当前实际接收放疗剂量与预先设定的初始放疗剂量对比，只有当三者相符合时才能说明放疗按照计划进行。如果三者不同，则要么是放疗设备出现故障，要么是放射线在传播中存在阻挡物，要么是人接收放疗的姿势不对影响放疗效果，此时，微控制器控制报警器发出一级报警，提醒医务人员进行放疗设备检查维修，清理掉阻挡放射线的阻挡物，调整调整病人的姿势，使接收的放疗剂量与初始放疗剂量相同，达到最佳的放疗效果。

进一步，在步骤三中，通过对比分析模块将第一组探测器和第二组探测器测得的当前出束剂量和当前实际接收放疗剂量分别与历史放疗剂量进行求和，并根据输入设备输入的放射总剂量优化剩余放射剂量和放射次数，微控制器控制显示器显示剩余放射剂量和放射次数；当探测器测得的当前出束剂量或当前放疗剂量超出标准放疗剂量范围时，微控制器控制报警器发出第二级报警。

每次放疗的时候，微控制器都将该次的当前出束剂量和当前实际接收放疗剂量实时存储到专用数据库中。除了首次放疗使用时，需要人为向微控制器输入参数值外，后面每次的放疗都能通过第一组探测器和第二组探测器实时将放疗设备的当前出束剂量和病人体表的当前接收剂量传送到微控制器。微控制器通过调取存储器中的专用数据库，将当前放疗剂量与历史放疗剂量进行求和，计算出剩余放疗的最优剂量。当第二组探测器实时监测到放疗剂量超过标准放疗剂量范围时，微控制器控制报警器发出声光报警，提醒医务人员进行处理。

本发明通过第一组探测器和第二组探测器同时将放疗设备的放射的出束剂量和人体表面接收的放疗剂量进行对比，利用微控制器对历史累计误差进行分析，可以优化剩余放射剂量和放射次数，能够实时通过每次的实际出束剂量和接收剂量来调节以后的放射剂量和放射次数。有利于整个治疗方案的实时调整。通过显示器显示出来剩余放射剂量和放射次数，方便医生进行记录和起到提醒注意的作用。

通过对比分析模块，对比当前实际接收放疗剂量与标准放疗剂量分范围，当超量时能够实时通过报警器进行报警，提醒医务人员及时处理。

因为对比分析模块实时存储当前放疗剂量，将所有的放疗剂量保存为历史放疗剂量，随着存储的当前放疗剂量的数据的增多，能够通过累计计算出的历史放疗剂量来不断优化下一次放疗剂量的放射，使人体接收大放疗剂量越来越趋于合理状态。

附图说明

图1为本发明实施例所使用的用于实时监测放疗病人剂量的在线分析仪的结构示意图。

图2为本发明实施例所使用的用于实时监测放疗病人剂量的在线分析仪的吸盘的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：固定片1、吸盘2、连通管3、第二探头4、第一探头5、支架6、机头7、外壳8、显示屏9、输入设备10、报警器11。

如图1和图2所示，本实施例中使用的用于实时监测放疗病人剂量的在线分析仪，包括设置在放疗设备机头7的第一组探测器，设置在人体表面的第二组探测器，与第一组探测器和第二组探测器连接的机箱。

第一组探测器包括用来固定连接在放疗设备机头7上的支架6以及设置在支架6上的第一探头。

机箱的外壳8内安装有分别通过导线与第一组探测器和第二组探测器连接的微控制器，这里的微控制器可以选用STM32单片机，或者其它具有简单对比分析和控制功能的芯片。微控制器内设置有对比分析模块，能够简单地分析对比两个数据集合的异同即可。微控制器分别连接有用来存储数据的存储器、用来显示图文信息的显示器、用来向微控制器输入信息的输入设备10和通过微控制器控制进行报警的报警器11。其中，存储器就选用现在市场上通用的存储芯片即可。

第二组探测器包括分别固定在人体上三个不同位置上的第二探头。

通过三个不同位置上的第二探头，可以测量出人体在这三个不同位置上实际接收到的放疗剂量。通过三个实际剂量值的输入，可以使微控制器和数据比较分析模块能够有更多的信息量输入，可以得出比较精确的人体接收放疗剂量，实现放疗病人剂量的实时监测。

第一组探测器包括用来监测放疗设备机头的出束剂量的第一探头；第二组探测器包括覆盖在人体皮肤表面用来监测人体表面实际接收放疗剂量的第二探头以及用来将第二探头固定在人体表面的固定装置；固定装置包括与皮肤紧密配合且具有固定轮廓的固定片1以及设置固定片1上供第二探头插入的多个均匀分布的空腔；微控制器接收并对比第一探头和第二探头分别测量的当前出束剂量和当前实际接收放疗剂量。

微控制器内设置有对比分析模块；对比分析模块预先存储有初始放疗剂量和标准放疗剂量范围；对比分析模块将第一组探测器和第二组探测器分别测得的当前出束剂量和当前实际接收放疗剂量分别与初始放疗剂量进行对比，若当前出束剂量或当前实际接收放疗剂量中任一项与初始放疗剂量不同时，微控制器控制报警器发出第一级报警；若当前实际接收放疗剂量超出标准放疗剂量范围时，微控制器控制报警器发出第二级报警。

一级报警和二级报警指声音或者光线等具有相互区别的两种不同报警方案。本实施例中二级报警闪动红光LED灯，一级报警闪动黄光LED灯，二级报警时喇叭响动的声音比一级报警大。

在初次放疗时，将第一组探测器测得的当前出束剂量和第二组探测器测得的当前实际接收放疗剂量与预先设定的初始放疗剂量对比，只有当三者相符合时才能说明放疗按照计划进行。如果三者不同，则要么是放疗设备出现故障，要么是放射线在传播中存在阻挡物，要么是人接收放疗的姿势不对影响放疗效果，此时，微控制器控制报警器发出一级报警，提醒医务人员进行放疗设备检查维修，清理掉阻挡放射线的阻挡物，调整调整病人的姿势，使接收的放疗剂量与初始放疗剂量相同，达到最佳的放疗效果。

存储器内设置有用来实时存储历史放疗剂量的专用数据库；对比分析模块将第一组探测器和第二组探测器测得的当前出束剂量和当前实际接收放疗剂量分别与历史放疗剂量进行求和，并根据输入设备输入的放射总剂量优化剩余放射剂量和放射次数，微控制器控制显示器显示剩余放射剂量和放射次数；当探测器测得的当前出束剂量或当前放疗剂量超出标准放疗剂量范围时，微控制器控制报警器发出第二级报警。

每次放疗的时候，微控制器都将该次的当前出束剂量和当前实际接收放疗剂量实时存储到专用数据库中。除了首次放疗使用时，需要人为向微控制器输入参数值外，后面每次的放疗都能通过第一组探测器和第二组探测器实时将放疗设备的当前出束剂量和病人体表的当前接收剂量传送到微控制器。微控制器通过调取存储器中的专用数据库，将当前放疗剂量与历史放疗剂量进行求和，计算出剩余放疗的最优剂量。当第二组探测器实时监测到放疗剂量超过标准放疗剂量范围时，微控制器控制报警器发出声光报警，提醒医务人员进行处理。

本实施例通过第一组探测器和第二组探测器同时将放疗设备的放射的出束剂量和人体表面接收的放疗剂量进行对比，利用微控制器对历史累计误差进行分析，可以优化剩余放射剂量和放射次数，能够实时通过每次的实际出束剂量和接收剂量来调节以后的放射剂量和放射次数。有利于整个治疗方案的实时调整。通过显示器显示出来剩余放射剂量和放射次数，方便医生进行记录和起到提醒注意的作用。

通过对比分析模块，对比当前实际接收放疗剂量与标准放疗剂量分范围，当超量时能够实时通过报警器进行报警，提醒医务人员及时处理。

因为对比分析模块实时存储当前放疗剂量，将所有的放疗剂量保存为历史放疗剂量，随着存储的当前放疗剂量的数据的增多，能够通过累计计算出的历史放疗剂量来不断优化下一次放疗剂量的放射，使人体接收大放疗剂量越来越趋于合理状态。

固定片1为由人体组织补偿胶制成的片状长方体。固定片1通过其内安装的支撑框使其面积大小尺寸恒定不变，且内有九个用于放置第二探头的空腔。

支撑框包括横着的横着的四根碳素纤维棒和竖着的四根碳素纤维棒。横着的碳素纤维棒和竖着的碳素纤维棒彼此交叉连接成网格形状。固定片上的九个空气就在被碳素纤维棒构建出来的网格中。

固定片因为采用人体组织补偿胶，比较柔软，无法固定形状。不利于通过固定片来对人体上照射点进行定位。通过设置在固定片内的支撑框，能够使固定片形状固定，使固定片上两两空腔之间的距离不变，使空腔尺寸不变，使空腔构成的照射点或者空间测量点彼此之间具有固定距离，方便通过固定片来进行定位。进而使每次插入同一空腔中的第二探头能够测得相同的空间位置点，有利于对同一个空间位置点上多个测量值的统计利用。因为支撑框的设置，可以使固定片能够在形状、尺寸不变的前提下与皮肤进行无缝贴合，使固定片能够与人体体表形成统一的整体。

人体组织补偿胶，是指用来对人体组织进行补偿使用的对人体无害的且与人体皮肤材料相近的膜材料。

将固定片1采用人体组织补偿胶或者其他组织替代材料制成，能够使整个固定装置更加亲近皮肤，有利于将固定装置紧密贴合在人体体表上。

将三个第二探头插入到三个不同位置的空腔中，使三个第二探头能够检测到人体体表不同位置上实际接收的放疗剂量，便于对治疗区域的放射情况进行实时监控。

每个空腔内均填充有人体组织补偿胶。每个空腔内设置有吸盘2，第二探头贯穿吸盘2并设置在吸盘2的中间位置。

因为固定片采用人体组织补偿胶制成，具有和人体皮肤一样的组织结构和性能，使固定装置覆盖的人体表面与空气隔开，使固定装置紧贴着人体与人体形成为一个整体，因为固定装置和皮肤之间没有空气，固定片可以看做是另一层皮肤，便于以后通过体表的实际接收放疗剂量来计算出体内的接收放疗剂量。同时，避免固定装置和人体之间进入空气而影响第二探头的测量范围。

通过吸盘2可以使固定装置更加快速稳定地吸附在人体上。且吸盘2利用空气压力吸附在人体上，相比于其他的粘附剂更加方便和节省成本。将第二探头设置在吸盘2的中间位置可以确保第二探头与人体表面皮肤紧密连接并稳定受力，使第二探头在准确测量人体在皮肤位置的实际接收放疗剂量的同时，能够稳定定位在人体上，避免因为晃动而造成测量位置产生偏差。

吸盘2的顶部仅能容纳第二探头插入，空腔之间相对位置固定不会发生位移。使第二探头的在每次放疗时在人体上的定位位置相同，测量的结果具有连续参考性。空腔之间有碳纤维棒连接，使其位置固定，其他空间用组织补偿胶填充，使整个探测器固定装置成为人体一部分。

每个第二探头上连接有导线，导线外包裹有与吸盘2连通的连通管3；连通管3连接有可向吸盘2内通气或抽气。

通过连通管3可以将吸盘2内抽气，使吸盘2吸附在人体体表且与人体皮肤之间没有空气，使吸盘2连同吸盘2内固定的第二探头能够与人体形成为一个紧密连接的整体，避免影响第二探头的测量结构。向吸盘2内通气，可以使吸盘2与人体体表快速分开，方便将固定装置快速从人体上取下。因为连通管3包裹在导线外，还对导线起到了保护作用，而导线又对连通管3起到了导向作用。

吸盘2的内表面设有人体组织补偿胶层。有利于吸盘2内表面与人体皮肤的紧密连接。为了便于以后对体内接收放疗剂量的计算，可以直接将吸盘2采用人体组织补偿胶制成，且吸盘完全吸附在人体上时的厚度与固定片厚度一致。使吸附住的吸盘能够和固定片一起形成一个统一的整体。在以后的计算中，使吸盘在紧密贴在人体上时就相当于多了一层与固定片等同的皮肤。

工作时，第一组探测器设置在放疗设备机头7上，在放疗开始的时候，机头7发射出的放射粒子先经过第一组探测器，被支架6上的第一探头测到放射粒子的放射剂量。为了不影响放射线的传播，这个支架6也可采用碳素纤维棒构成。设置在人体体表的第二组探测器检测到人体体表的接收放疗剂量。

除了首次使用时，需要人为向微控制器输入参数值外，后面每次的放疗都能通过第一组探测器和第二组探测器实时将设备的数据和病人的数据传送到微控制器。微控制器通过调取存储器中的专用数据库，对比实际放疗剂量与历史放疗剂量，计算出剩余放疗的最优剂量。当第二组探测器实时监测到放疗剂量超量时，会通过微控制器控制报警器11发出声光报警，提醒医务人员进行处理。

第一组探测器和第二组探测器与微控制器可以通过无线连接，能够实时对专用数据库中的数据进行更新，使在线分析机能够及时调整分析模式和相关参考值，真正做到在线分析。

通过对比分析模块，对比第一组探测器和第二组探测器分别测得的放疗设备机头的放疗剂量与人体表面接收到放疗剂量，当两者不同时说明放疗设备出现问题，通过微控制器及时控制报警器报警，提醒医务人员进行放疗设备检查维修，调整病人放疗剂量。

将第二组探测器通过固定片1固定在人体体表上，每次在固定的时候都对齐固定片1的轮廓线，以此定位，使第二组探测器在多次的放疗过程中都是覆盖在人体的同一个位置上。第二探头插入相同位置的空腔中，使第二探头在每次放疗中都是处于人体的同一位置上，便于对指定人体位置上的实际接收放疗剂量进行测量。

本实施例直接用第二探头来实时测量照射到人体表面的放疗剂量作为人体体表的实际接收放疗剂量，可实时监测人体的实际接收放疗剂量。

因为第一探头和第二探头分开设置在发射出放射线的机头和接收放射线的人体体表，可以实时核对机头发出的放射线的出束剂量，对比初始放疗剂量，可以检查放疗设备是否故障。通过出束剂量与人体体表实际接收的放疗剂量的对比，能够通过调节放疗设备或者调整病人的姿势来使出束剂量和实际接收放疗剂量一致，使放疗病人能够按照治疗方案接收定量的发射线照射。

第二组探测器通过定位固定片1的固定轮廓，使每次放疗时都能够将第二组探测器定位在人体的同一位置上，使每次都能在预定的放疗位置上照射放射线，避免因为放疗位置的偏差造成治疗效果降低和对正常脏器的造成放射损害的情况。

本实施例能够实时监控放疗设备放射出的放射线剂量和人体实际接收的放疗剂量。本实施例中的微控制器采用现在具有基本的对比控制功能的单片机，如STM32，或者具有相同功能的现有芯片。

本实施例中的用于实时监测放疗病人剂量的在线分析仪，包括以下步骤：

步骤一，通过连接在放疗设备机头7上的第一组探测器实时收集放疗设备在每次进行放疗时的出束剂量数据，并将出束剂量数据实时传送至微控制器，再通过微控制器传递给存储器中的专用数据库存储起来；

步骤二，通过设置在人体表面的第二组探测器，实时将人体体表实际接受到的照射剂量通过网络发送至微控制器，再经过微控制器传递给存储器中的专用数据库；

步骤三，微控制器通过调用专用数据库内存储的出束剂量和照射剂量，使用对比分析模块进行实时对比分析并计算出剂量误差；通过对专用数据库中的历史数据采用神经网络模型进行迭代，得到优化后的模型参数；形成新的在线分析模型；

步骤四，通过新的在线分析模型计算出放疗剂量，并按照该放疗剂量照射病人；通过与微控制器连接的显示器实时查看从放疗设备和人体表面反馈回来的剂量变化数据；

步骤五，当剂量变化数据增大时，通过输入设备10人为设定修正参数，对在线分析模型进行修正，直到剂量变化数据变至零为止。

进一步优化，通过与微控制器连接的报警器11来提醒实际剂量超量的情况。

通过报警器11提醒放疗剂量超量的情况，可以提醒医务人员进行及时处理。

进一步优化，第一组探测器通过设置在放疗设备机头7上由碳素纤维棒构成的支架6连接第一探头5，通过第一探头5检测放射线的出束剂量。

碳素纤维具有良好的射线传播性，使其构成的支架6不会影响放射线对人体的照射，还利用了碳素纤维棒具有较强的硬度，使其构成的支架6能够支撑连接第一探头5。第一探头5位于机头7射出放射线的位置，能够使第一探头5准确测量出束剂量。微控制器在接收到出束剂量后，可以利用当前测得的出束剂量进行对比分析。

进一步优化，所述第二组探测器通过分别固定在人体上三个不同位置上的第二探头4来测试人体表面三个不同位置或者的放射线照射剂量。

通过三个实际的体表照射剂量值的输入，可以使微控制器和数据比较分析模块能够有更多的信息量输入，可以得出比较精确的人体接收放疗剂量，实现放疗病人剂量的实时监测。

进一步优化，步骤二中，第二组探测器通过具有固定片1的固定装置定位在人体上；固定片1通过吸盘2将固定装置定位在人体表面。

通过固定装置将第二组探测器定位在人体上，又通过固定片1上的吸盘2将固定装置定位在人体表面。

进一步优化，通过与吸盘2连通的连通管3向吸盘2充气或抽气。

通过连通管3向吸盘2充气，可以使吸盘2与人体体表皮肤之间因为充入空气而分离。通过向吸盘2抽气，可以将吸盘2与皮肤之间的空气抽走，使吸盘2紧贴在皮肤上，进而使吸盘2定位在皮肤上，避免固定装置连通与之连接的第二组探测器从人体表面上掉落。

进一步优化，第二组探测器通过插入吸盘2中的第二探头4与人体体表连接，通过第二探头4测量当前位置的实际接收放疗剂量。

通过吸盘2将第二探头4固定在某个人体体表处，通过第二探头4测量照射在当前人体体表处的放射线剂量，进而得到该处的实际接收放疗剂量。

进一步优化，通过与第二探头4连接的导线，对包裹在导线周围的连通管3进行导向。

连通管3的自由端连接有用来与吸盘2连接的内螺纹部，每个吸盘2的顶部对应设置有与连通管3连接的外螺纹部。通过内螺纹部和外螺纹部的连接，使连通管3和吸盘2构成气密性连接。

连通管3包裹着导线，当第二探头4插入一个吸盘2时，连通管3也能够与该吸盘2进行气密性连接。导线对连通管3具有导向作用。

进一步优化，固定片1通过设置在固定片1内的支撑框保持固定形状；在步骤二之前，通过对齐固定片1将第二组探测器定位到人体体表。

因为固定片1形状固定，使用来插接第二探头4的吸盘2的位置相对整个固定片1固定。在每次放疗的时候，只要保证固定片1在人体体表上的位置进行定位，则每次插在相同位置吸盘2上的第二探头4，每次在人体体表上的位置也是相同的。简言之，通过支撑框能够保证固定片1的形状结构不变，进而保证吸盘2在固定片1的相对位置不变，只要定位固定片1就可以定位吸盘2以及与吸盘2连接的第二探头4。使第二探头4每次测量放射线的空间位置点相同，使多个测量值具有连续参考性，便于后面放疗剂量的调整。

进一步优化，步骤三中，通过对比分析模块将第一组探测器和第二组探测器分别测得的当前出束剂量和当前实际接收放疗剂量分别与预先存储在对比分析模块中的初始放疗剂量进行对比，若当前出束剂量或当前实际接收放疗剂量中任一项与初始放疗剂量不同时，微控制器控制报警器11发出第一级报警；若当前实际接收放疗剂量超出标准放疗剂量范围时，微控制器控制报警器11发出第二级报警。

一级报警和二级报警指声音或者光线等具有相互区别的两种不同报警方案。

在初次放疗时，将第一组探测器测得的当前出束剂量和第二组探测器测得的当前实际接收放疗剂量与预先设定的初始放疗剂量对比，只有当三者相符合时才能说明放疗按照计划进行。如果三者不同，则要么是放疗设备出现故障，要么是放射线在传播中存在阻挡物，要么是人接收放疗的姿势不对影响放疗效果，此时，微控制器控制报警器11发出一级报警，提醒医务人员进行放疗设备检查维修，清理掉阻挡放射线的阻挡物，调整调整病人的姿势，使接收的放疗剂量与初始放疗剂量相同，达到最佳的放疗效果。

进一步优化，在步骤三中，通过对比分析模块将第一组探测器和第二组探测器测得的当前出束剂量和当前实际接收放疗剂量分别与历史放疗剂量进行求和，并根据输入设备10输入的放射总剂量优化剩余放射剂量和放射次数，微控制器控制显示器显示剩余放射剂量和放射次数；当探测器测得的当前出束剂量或当前放疗剂量超出标准放疗剂量范围时，微控制器控制报警器11发出第二级报警。

每次放疗的时候，微控制器都将该次的当前出束剂量和当前实际接收放疗剂量实时存储到专用数据库中。除了首次放疗使用时，需要人为向微控制器输入参数值外，后面每次的放疗都能通过第一组探测器和第二组探测器实时将放疗设备的当前出束剂量和病人体表的当前接收剂量传送到微控制器。微控制器通过调取存储器中的专用数据库，将当前放疗剂量与历史放疗剂量进行求和，计算出剩余放疗的最优剂量。当第二组探测器实时监测到放疗剂量超过标准放疗剂量范围时，微控制器控制报警器11发出声光报警，提醒医务人员进行处理。

本实施例通过第一组探测器和第二组探测器同时将放疗设备的放射的出束剂量和人体表面接收的放疗剂量进行对比，利用微控制器对历史累计误差进行分析，可以优化剩余放射剂量和放射次数，能够实时通过每次的实际出束剂量和接收剂量来调节以后的放射剂量和放射次数。有利于整个治疗方案的实时调整。通过显示器显示出来剩余放射剂量和放射次数，方便医生进行记录和起到提醒注意的作用。

通过对比分析模块，对比当前实际接收放疗剂量与标准放疗剂量分范围，当超量时能够实时通过报警器11进行报警，提醒医务人员及时处理。

因为对比分析模块实时存储当前放疗剂量，将所有的放疗剂量保存为历史放疗剂量，随着存储的当前放疗剂量的数据的增多，能够通过累计计算出的历史放疗剂量来不断优化下一次放疗剂量的放射，使人体接收大放疗剂量越来越趋于合理状态。

本实施例通过建立体模与人体之间的关系，可以通过体模和人体实际接受剂量的不同不断优化剂量计算模型，使病人随着放疗次数的逐渐增多而逐渐达到最理想的剂量接受效果。有助于减轻病人的痛苦，提高病人的治疗情况。

通过第一组探测器和第二组探测器同时将放疗设备的数据和人体的数据与首次治疗数据进行对比，利用微控制器对历史累计误差进行分析，可以优化下一次放疗的使用剂量。

通过专用数据库对每次放疗数据的收集，可以随着放疗次数的增多而逐渐完善出最优的模型参数值，使剂量的计算更加快速和准确。

通过报警器11等设备的连接使用，可以在实际放疗过程中进行实时监控，提醒医生对异常情况进行及时处理，避免产生不良影响。

相比于以前只在首次放疗时进行剂量验证，现在每次放疗前和放疗中都可以进行数据的实时反馈更新，有利于不断完善优化模型，使给病人的照射剂量快速达到理想状态，有效提高病人的放疗效果。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.用于实时监测放疗病人剂量的在线分析仪，其特征在于：包括第一组探测器、第二组探测器以及与第一组探测器和第二组探测器连接的机箱；所述第一组探测器包括用来固定的支架及设置在支架上的第一探头；机箱的外壳内安装有分别通过导线与第一组探测器和第二组探测器连接的微控制器；微控制器内设置有对比分析模块；微控制器分别连接有用来存储数据的存储器、用来显示图文信息的显示器、用来向微控制器输入信息的输入设备和通过微控制器控制进行报警的报警器；第二组探测器包括分别固定在三个不同位置上的第二探头；用于实时监测放疗病人剂量的在线分析仪实时监测放疗病人剂量的在线分析方法，包括以下步骤：

步骤一，通过连接在放疗设备机头上的第一组探测器实时收集放疗设备在每次进行放疗时的出束剂量数据，并将出束剂量数据实时传送至微控制器，再通过微控制器传递给存储器中的专用数据库存储起来；

步骤二，通过设置在人体表面的第二组探测器，实时将人体体表实际接受到的照射剂量通过网络发送至微控制器，再经过微控制器传递给存储器中的专用数据库；

步骤三，微控制器通过调用专用数据库内存储的出束剂量和照射剂量，使用对比分析模块进行实时对比分析并计算出剂量误差；通过对专用数据库中的历史数据采用神经网络模型进行迭代，得到优化后的模型参数；形成新的在线分析模型；

步骤四，通过新的在线分析模型计算出放疗剂量，并按照该放疗剂量照射病人；通过与微控制器连接的显示器实时查看从放疗设备和人体表面反馈回来的剂量变化数据；

步骤五，当剂量变化数据增大时，通过输入设备人为设定修正参数，对在线分析模型进行修正，直到剂量变化数据变至零为止。

2.根据权利要求1所述的用于实时监测放疗病人剂量的在线分析仪，其特征在于：通过与微控制器连接的报警器来提醒实际剂量超量的情况。

3.根据权利要求1所述的用于实时监测放疗病人剂量的在线分析仪，其特征在于：第一组探测器通过设置在放疗设备机头上由碳素纤维棒构成的支架连接第一探头，通过第一探头检测放射线的出束剂量。

4.根据权利要求1所述的用于实时监测放疗病人剂量的在线分析仪，其特征在于：所述第二组探测器通过分别固定在人体上三个不同位置上的第二探头来测试人体表面三个不同位置或者的放射线照射剂量。

5.根据权利要求1所述的用于实时监测放疗病人剂量的在线分析仪，其特征在于：步骤二中，第二组探测器通过具有固定片的固定装置定位在人体上；固定片通过吸盘将固定装置定位在人体表面。

6.根据权利要求5所述的用于实时监测放疗病人剂量的在线分析仪，其特征在于：通过与吸盘连通的连通管向吸盘充气或抽气。

7.根据权利要求5所述的用于实时监测放疗病人剂量的在线分析仪，其特征在于：第二组探测器通过插入吸盘中的第二探头与人体体表连接，通过第二探头测量当前位置的实际接收放疗剂量。

8.根据权利要求7所述的用于实时监测放疗病人剂量的在线分析仪，其特征在于：步骤三中，通过对比分析模块将第一组探测器和第二组探测器分别测得的当前出束剂量和当前实际接收放疗剂量分别与预先存储在对比分析模块中的初始放疗剂量进行对比，若当前出束剂量或当前实际接收放疗剂量中任一项与初始放疗剂量不同时，微控制器控制报警器发出第一级报警；若当前实际接收放疗剂量超出标准放疗剂量范围时，微控制器控制报警器发出第二级报警。

9.根据权利要求7所述的用于实时监测放疗病人剂量的在线分析仪，其特征在于：在步骤三中，通过对比分析模块将第一组探测器和第二组探测器测得的当前出束剂量和当前实际接收放疗剂量分别与历史放疗剂量进行求和，并根据输入设备输入的放射总剂量优化剩余放射剂量和放射次数，微控制器控制显示器显示剩余放射剂量和放射次数；当探测器测得的当前出束剂量或当前放疗剂量超出标准放疗剂量范围时，微控制器控制报警器发出第二级报警。

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