CN107261341A - 一种胸腹部肿瘤放射治疗过程中患者身体位移检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胸腹部肿瘤放射治疗过程中患者身体位移检测装置，包括：带滑轨的U型槽；通过带刹车滑轮运行在滑轨上的倒U型检测支架；U型槽有两个，槽的宽度比医用加速器的治疗床的厚度稍宽，使用时通过固定螺丝固定在治疗床的两侧；倒U型检测支架有两个，分别放置于患者治疗区域的在头脚方向的边缘附近，不可遮挡治疗区域；倒U型检测支架的两条直臂为伸缩杆；倒U型检测支架的水平横梁安装有两个微动开关，两条直臂上分别安装有一个微动开关；微动开关安装在可抽拉支架上，抽拉支架通过可移动十字卡扣安装在倒U型检测支架上，本发明的检测装置结构简单，操作方便。

Description

一种胸腹部肿瘤放射治疗过程中患者身体位移检测装置

技术领域

本发明涉及放射治疗技术领域，具体涉及一种胸腹部肿瘤放射治疗过程中患者身体运动检测装置。

背景技术

放射治疗，与手术，化疗一起成为肿瘤治疗的主要手段。近年来，随着计算机技术、医学影像技术、放射物理及放射生物的快速发展，放射治疗已经从最初的常规放射治疗发展为目前的以三维适形放射治疗和调强放射治疗为主的精确放射治疗技术。精确放射治疗技术可有效增加治疗增益比，但同时对患者体位的准确度提出了更高的要求。静态调强放射治疗技术可增加患者肿瘤靶区剂量分布的均匀性和适形度，提高靶区剂量，同时减少晚期重度放射损伤并发症，提高生活质量。但其总的机器跳数（MU）较常规放射治疗照射技术增多，使得患者治疗时间延长易产生治疗过程中体位变化等问题导致治疗精度下降。

肿瘤的运动从模拟定位、治疗计划设计到照射等各个环节均会影响靶区位置和剂量的准确性。国内外研究证明，肿瘤靶区照射等中心在三维方向各移动2-3mm左右时，肿瘤靶区照射剂量偏差可达20-30%。ICRU24号报告指出当肿瘤靶区剂量偏差在5%时有可能使原发灶失控或者并发症增加。

精确放射治疗流程中患者采用体位固定装置进行固定，在CT模拟机下精确定位，在医用直线加速器上通过各种图像引导技术进行精确摆位，保证放射治疗计划的准确实施。放射治疗体位固定系统的目的就是使治疗过程中机器等中心点和三维治疗计划系统确定的治疗等中心点完全重合一致，多叶光栅（MLC）子野形成的照射区域与治疗计划中相同，从而严格保证机器输出剂量与治疗计划一致。

但是在目前治疗过程的最后一个环节，就是放疗医生通过各种图像引导配准最终确定患者肿瘤靶区照射位置准确后，放射治疗师操作医用直线加速器开始治疗出束到治疗结束这个时间段内，无法完全保证患者身体不发生位置移动从而使得治疗始终在正确体位下进行，尤其是对于使用静态调强放射治疗技术进行胸腹部肿瘤治疗的患者，由于照射角度及子野均较多，治疗时间长，一次治疗往往需要10分钟以上甚至更长，部分患者体位重复性差或者由于其他原因导致患者身体运动产生一定的位移，从而导致靶区剂量不足或者造成较多周围正常组织的被照射。

针对上述问题，NOMOS公司提出Talon系统将钛螺丝固定于患者颅骨内，治疗重复精确度可达到1mm，但是这是有创性固定方法，不利于临床实施。武汉大学联合科莱瑞迪公司研发了适用于立体定向放疗的体部固定模体，对立体定向病人实施身体位置移动限制。但是这两种系统操作起来均较复杂，临床实现比较困难，另外这两种系统只能减少患者治疗前的体位移动不能实现治疗中体位位置检测。

发明内容

本发明提供了一种胸腹部肿瘤放射治疗过程中患者身体位移检测装置，能在放射治疗出束过程中检测患者身体位置的主动运动，如咳嗽或者长时间治疗中，病人身体不适产生的自主移动或者扭动等，若患者身体运动位移超过预设限度则触发加速器床连锁，停止出束，进而需要放射治疗师对其重新摆位以确保放射治疗的精确执行，结构简单，易于使用。

一种胸腹部肿瘤放射治疗过程中患者身体位移检测装置，包括：

带有滑轨的U型槽和通过带刹车滑轮运行在滑轨上的倒U型位移检测支架；

所述U型槽为两个，两端分别比滑轨长5厘米，两端有固定螺丝，可将U型槽固定于医用直线加速器治疗床上；

所述U型槽带有毫米刻度，宽度较医用直线加速器的治疗床的床板厚度稍大，使用时可方便的通过U型槽两端上部固定螺丝将其固定在医用直线加速器治疗床的两侧；

所述倒U型检测支架的左右两条直臂均为带有毫米刻度可伸缩杆；

所述倒U型检测支架有两个，可通过底部滑轮随意调节距离，使用时滑动到患者治疗照射野的superior（头）和inferior（脚）方向且分别外推5厘米左右，到位后通过刹车固定，不可遮挡治疗区域；

所述的倒U型检测支架的水平横梁安装有两个可在二维方向（L/R,A/P方向，即左/右，前/后方向）随意调节的微动开关，分别用于探测患者胸腹部上下位置和前后位置的移动；两条直臂上分别安装有一个可在二维方向（L/R,A/P方向）随意调节的微动开关，用于探测患者胸腹部左右位置的移动；

所述微动开关安装在带有毫米刻度的可抽拉支架上，抽拉支架通过可移动十字卡扣安装在倒U型检测支架上。

所述的U型槽和倒U型检测支架均为碳纤维材料，能最大程度的降低对剂量的影响。

所述的U型槽的长度可根据医院的实际需求进行定制。

优选的，所述的U型槽长度为100-150厘米，在每次治疗结束后，将倒U型检测支架移至治疗床尾部（患者脚部）位置，方便患者治疗结束后起身，无需每位患者治疗后将倒U型检测支架拿下，下一位患者治疗时再放置在滑轨上。

所述的倒U型检测支架的水平横梁长度为55厘米，伸缩杆最大长度为40厘米，最小长度为20厘米。

所述的U型检测支架为中空带线槽结构，为了在移动十字卡扣从而带动微动开关移动时候线路正常运行，以移动安装在直臂上的微动开关上下运动时，开关连接线需跟随微动开关上下运动，所以需要走线槽。

所述的微动开关触点形变在患者胸腹部身体位移达到设定值时改变通断状态，设定值由医生与物理师根据患者的治疗计划及治疗目标进行确定。

优选的，所述的微动开关触点形变在患者胸腹部身体位移达到设定的3毫米值时改变通断状态，因为位移达到3mm后剂量偏差会在15%以上。

优选的，所述的检测装置的输出与加速器的床连锁相连，患者身体位置移动触发探测微动开关，微动开关由常通状态变为断开状态，电路断开后触发床连锁，直线加速器停止出束，加速器治疗操作界面显示床连锁，放射治疗师进入机房，重新为患者摆位。

优选的，所述的倒U型检测支架的水平横梁上还设有灯光报警装置，灯光报警装置包括蜂鸣器和报警灯，当患者触发微动开关，产生的输出信号同时触发蜂鸣器和报警灯，便于放射治疗师在视频监控中及时发现以及检查患者身体向哪个方向发生运动。

优选的，所述的检测装置还设有延迟电路，在相应延长时间内患者体位改变并能回到原始位置，则直线加速器不中断出束，当超过设定时间，触发加速器机器联锁，停止出束。

一种使用本发明的装置进行胸腹部肿瘤放射治疗过程中患者身体位移检测的方法，包括如下步骤：

（1）患者在图像引导下（锥形束CT，电子射野影像装置等）进行精确摆位后，将检测装置的U型槽固定于直线加速器治疗床两侧，倒U型检测支架放置在滑轨上；

（2）根据患者的治疗区域，将倒U型检测支架滑动到患者治疗射野的superior（头）和inferior（脚）方向且分别外推5厘米（cm）左右，到位后通过刹车固定，不可遮挡治疗区域；

（3）根据患者在三维放射治疗计划系统（3D TPS）中计算得到的肿瘤靶区位置及体积大小，通过十字卡扣调节可抽拉支架的位置，调节两直臂上的微动开关位于患者肿瘤靶区附近腋中线位置处，水平横杆上的微动开关调节到肿瘤靶区在体表的投影位置上下5厘米（cm）附近；

（4）通过可抽拉支架调节各微动开关的位置，使得两直臂上的微动开关弹片贴紧患者左右两侧，水平横杆上的用于探测患者胸腹部上下位置移动的微动开关弹片贴紧体表，用于探测患者胸腹部前后位置移动的第二微动开关的弹片固定在患者热塑体膜孔洞中；

（5）患者胸腹部身体位移超过设定值导致微动开关触点形变，同时超过预设的延迟时间而患者身体位移没有恢复到初始位置状态，则微动开关电路回路断开，医用直线加速器出现床连锁，治疗照射出束中断，且灯光警报装置回路接通对放射治疗师进行提醒；

（6）放射治疗师进入医用直线加速器治疗室，查看患者身体位移情况，并对患者重新摆位，患者体位达到要求后再次对患者进行照射出束治疗。

本发明的检测装置通过设置的滑轨，倒U型检测支架及微动开关的配合，达到检测胸腹部肿瘤患者身体位移的目的，结构简单，操作方便。

附图说明

图1为本发明放射治疗过程中患者身体位移检测的监控系统的结构示意图。

其中，1：倒U型检测支架直臂，2：蜂鸣器，3：报警灯，4：探测左右位置移动的微动开关，5：探测上下位置移动的微动开关，6：探测前后位置移动的微动开关，7：十字卡扣，8：带刹车滑轮，9：可抽拉支架，10：医用直线加速器治疗床，11：滑轨，12：倒U型检测支架水平横梁，13：固定螺丝，14：U型槽。

具体实施方式

为了更为具体地描述本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。

一种胸腹部肿瘤放射治疗过程中患者身体位移检测装置，包括：

两个固定在医用直线加速器治疗床10两侧并带有滑轨11的U型槽14，U型槽14为碳纤维材料，两端分别比滑轨11长5厘米，两端有固定螺丝13， 可通过固定螺丝13将U型槽14固定于医用直线加速器治疗床10上；U型槽带有毫米刻度，宽度较医用直线加速器治疗床10的床板厚度稍大，使用时可方便通过U型槽14两端上部固定螺丝13将底槽14固定在医用直线加速器治疗床10的两侧；U型槽14的长度为150cm，滑轨11的长度为140cm。

通过带刹车滑轮8运行在滑轨11上的中空带线槽结构的倒U型检测支架，倒U型检测支架为碳纤维结构。

倒U型检测支架直臂1为带有毫米刻度的可上下伸缩杆。

倒U型检测支架有两个，分别可通过底部滑轮随意调节距离，使用时滑动到患者治疗射野的superior和inferior方向且分别外推5厘米（cm）左右，到位后通过刹车固定，不可遮挡治疗区域。

倒U型检测支架水平横梁12安装有两个可在二维方向（L/R,A/P方向）随意调节的微动开关，其中一个为探测上下位置移动的微动开关5，另一个为探测前后位置移动的微动开关6，两条直臂上分别安装有一个可在二维方向（L/R,A/P方向）随意调节的微动开关，为探测左右位置移动的微动开关4，微动开关触点形变在患者胸腹部身体位移达到设定的3毫米值时改变通断状态。

倒U型检测支架水平横梁12上还设有灯光报警装置，灯光报警装置包括蜂鸣器和报警灯，当患者触发微动开关，产生的输出信号同时触发蜂鸣器2和报警灯3，便于放射治疗师在电视监控中及时发现以及检查患者身体向哪个方向发生运动。

微动开关安装在带有毫米刻度的可抽拉支架9上，可抽拉支架9通过可移动十字卡扣7安装在倒U型检测支架上。

检测装置的输出与医用直线加速器的床连锁相连，患者身体位置移动触发探测微动开关，微动开关由常通状态变为断开状态，电路断开后触发床连锁，直线加速器停止出束，加速器治疗操作界面显示床连锁，放射治疗师进入机房，重新为患者摆位。

检测装置还设有延迟电路，在相应延长时间内患者体位改变并能回到原始位置，则直线加速器不中断出束，当超过设定时间，触发加速器机器联锁，停止出束。

一种使用本发明的装置进行胸腹部肿瘤放射治疗过程中患者身体位移检测的方法，包括如下步骤：

（1）患者在图像引导下（锥形束CT，电子射野影像装置等）进行精确摆位后，将检测装置的U型槽14固定于医用直线加速器治疗床10两侧，倒U型检测支架放置在滑轨11上。

（2）根据患者的治疗区域，将倒U型检测支架滑动到患者治疗照射野的superior和inferior方向且分别外推5厘米（cm）左右，到位后通过刹车固定，不可遮挡治疗区域。

（3）根据患者在三维放射治疗计划系统（3D TPS）中计算得到的肿瘤靶区位置及体积大小，通过十字卡扣7调节可抽拉支架的位置，调节两直臂上的微动开关使其位于患者肿瘤靶区附近腋中线位置处，水平横杆上的微动开关调节到肿瘤靶区在体表的投影位置上下5厘米（cm）附近。

（4）通过可抽拉支架9调节各微动开关的位置，使得倒U型检测支架两直臂上的微动开关弹片贴紧患者左右两侧，倒U型检测支架水平横杆12上的探测上下位置移动的微动开关5贴紧体表，探测前后位置移动的微动开关6固定在患者热塑体膜孔洞中。

（5）患者胸腹部身体位移超过设定的3毫米值导致微动开关触点形变，同时超过预设的延迟时间而患者身体位移没有恢复到初始位置状态，则微动开关电路回路断开，医用直线加速器出现床连锁，治疗照射出束中断，且灯光警报装置回路接通对放射治疗师进行提醒。

（6）放射治疗师进入医用直线加速器治疗室，查看患者身体位移情况，并对患者重新摆位，患者体位达到要求后再次对患者进行照射出束治疗。

上述的对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过改造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种胸腹部肿瘤放射治疗过程中患者身体位移检测装置，包括：

带有滑轨的U型槽和通过带刹车滑轮运行在滑轨上的倒U型位移检测支架；

所述U型槽为两个，两端分别比滑轨长5厘米，两端有固定螺丝，可将U型槽固定于医用直线加速器治疗床上；

所述U型槽带有毫米刻度，宽度较医用直线加速器的治疗床的床板厚度稍大，使用时可方便通过U型槽两端上部固定螺丝将其固定在医用直线加速器治疗床的两侧；

所述倒U型检测支架的左右两条直臂均为带毫米刻度可上下伸缩杆；

所述倒U型检测支架有两个，可通过底部滑轮随意调节距离，使用时滑动到患者治疗射野的superior和inferior方向且分别外推5厘米左右，到位后通过刹车固定，不可遮挡治疗区域；

所述的倒U型检测支架的水平横梁安装有两个可在二维方向随意调节的微动开关，两条直臂上分别安装有一个可在二维方向随意调节的微动开关；

所述微动开关安装在带有毫米刻度的可抽拉支架上，抽拉支架通过可移动十字卡扣安装在倒U型检测支架上。

2.根据权利要求1所述的一种胸腹部肿瘤放射治疗过程中患者身体位移检测装置，其特征在于：所述的U型槽和倒U型检测支架为碳纤维材料。

3.根据权利要求1所述的一种胸腹部肿瘤放射治疗过程中患者身体位移检测装置，其特征在于：所述的倒U型检测支架的水平横梁长度为55厘米，伸缩杆最大长度为40厘米，最小长度为20厘米。

4.根据权利要求1所述的一种胸腹部肿瘤放射治疗过程中患者身体位移检测装置，其特征在于：所述的倒U型检测支架为中空带线槽结构。

5.根据权利要求1所述的一种胸腹部肿瘤放射治疗过程中患者身体位移检测装置，其特征在于：所述的微动开关触点形变在患者胸腹部身体位移达到设定值时改变通断状态，设定值由医生与物理师根据患者的治疗计划及治疗目标进行确定。

6.根据权利要求1所述的一种胸腹部肿瘤放射治疗过程中患者身体位移检测装置，其特征在于：所述的检测装置的输出与加速器的床连锁相连，患者身体位置移动触发探测微动开关，微动开关由常通状态变为断开状态，电路断开后触发床连锁，直线加速器停止出束，加速器治疗操作界面显示床连锁，放射治疗师进入机房，重新为患者摆位。

7.根据权利要求1所述的一种胸腹部肿瘤放射治疗过程中患者身体位移检测装置，其特征在于：所述的倒U型检测支架的水平横梁上还设有灯光报警装置，灯光报警装置包括蜂鸣器和报警灯，当患者触发微动开关，产生的输出信号同时触发蜂鸣器和报警灯，便于放射治疗师在视频监控中及时发现以及检查患者身体向哪个方向发生运动。

8.根据权利要求1所述的一种胸腹部肿瘤放射治疗过程中患者身体位移检测装置，其特征在于：所述的检测装置还设有延迟电路，在相应延长时间内患者体位改变并能回到原始位置，则直线加速器不中断出束，当超过设定时间，触发加速器机器联锁，停止出束。

9.根据权利要求1所述的一种胸腹部肿瘤放射治疗过程中患者身体位移检测装置，其特征在于：一种使用本发明的装置进行胸腹部位移检测的方法，包括如下步骤：

（1）患者在图像引导下进行精确摆位后，将检测装置的U型槽固定于直线加速器治疗床两侧，倒U型检测支架放置在滑轨上；

（2）根据患者的治疗区域，将倒U型检测支架滑动到患者治疗射野的superior和inferior方向且分别外推5厘米左右，到位后通过刹车固定，不可遮挡治疗区域；

（3）根据患者在三维放射治疗计划系统中计算得到的肿瘤靶区位置及体积大小，通过十字卡扣调节可抽拉支架的位置，调节两直臂上的微动开关位于患者肿瘤靶区附近腋中线位置处，水平横杆上的微动开关调节到肿瘤靶区在体表的投影位置上下5厘米附近；

（4）通过可抽拉支架调节各微动开关的位置，使得两直臂上的微动开关弹片贴紧患者左右两侧，水平横杆上的用于探测患者胸腹部上下位置移动的微动开关弹片贴紧体表，用于探测患者胸腹部前后位置移动的第二微动开关的弹片固定在患者热塑体膜孔洞中；

（5）患者胸腹部身体位移超过设定值导致微动开关触点形变，同时超过预设的延迟时间而患者身体位移没有恢复到初始位置状态，则微动开关电路回路断开，医用直线加速器出现床连锁，治疗照射出束中断，且灯光警报装置回路接通对放射治疗师进行提醒；

（6）放射治疗师进入医用直线加速器治疗室，查看患者身体位移情况，并对患者重新摆位，患者体位达到要求后再次对患者进行照射出束治疗。