CN109908493A - 呼吸门控装置及系统 - Google Patents

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逄树金
蓝培钦
蔡博凡
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Abstract

本申请公开了一种呼吸门控装置及系统，通过检测标记区域的起伏变化，并根据其起伏变化建立呼吸运动曲线后，根据正常组织影像与胸腹部肿瘤影像在呼吸运动曲线的每个呼吸周期内的位置关系，确定当前时刻射线的照射区域，以使用于发射射线的发射装置向照射区域发射射线，从而进行放射治疗。与现有技术相比，本申请通过确定胸腹部肿瘤与正常组织在呼吸曲线上的运动关系，并根据其运动关系确定任意时刻只对肿瘤进行照射的照射区域，从而尽量减少正常组织受到不必要的照射，进而减少正常组织的损伤。

Description

呼吸门控装置及系统
技术领域
本申请涉及医疗器械辅助治疗技术领域，尤其涉及一种呼吸门控装置及系统。
背景技术
放射治疗技术是一种常用的肿瘤治疗手段。由于在放射治疗时，胸腹部肿瘤可随呼吸运动产生位移，因此为了减少呼吸运动对放疗带来的不利影响，现有技术中，通过扩大放疗靶区，以充分覆盖运动的肿瘤的方式进行放射治疗，但这会对正常组织造成一定的伤害。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种呼吸门控装置及系统，解决放射治疗时正常组织受到损害的问题。
为解决上述问题，本申请实施例提供一种呼吸门控装置，至少包括：
曲线生成模块，用于检测标记区域的起伏变化，并根据所述标记区域的起伏变化建立呼吸运动曲线；
射线触发模块，用于获取病变部位的影像集，并根据所述影像集中正常组织影像与胸腹部肿瘤影像在所述呼吸运动曲线的每个呼吸周期内的位置关系，确定当前时刻射线的照射区域，以使用于发射所述射线的发射装置向所述照射区域发射所述射线；其中，所述照射区域为所述胸腹部肿瘤影像中未与所述正常组织影像重叠的区域。
进一步的，所述曲线生成模块具体用于：
获取所述标记区域的实时影像，根据所述实时影像，检测所述标记区域的起伏变化；
根据所述标记区域的起伏变化，获取患者呼吸的运动数据后，基于所述运动数据建立呼吸运动曲线。
进一步的，所述射线触发模块具体用于：
获取病变部位的影像集，根据所述影像集中正常组织影像与胸腹部肿瘤影像在所述呼吸运动曲线的每个呼吸周期的位置关系，确定任一所述呼吸周期中任意时刻的所述照射区域，以使用于发射所述射线的发射装置向所述照射区域发射所述射线。
进一步的，射线设置模块，用于根据所述影像集中正常组织与肿瘤在所述呼吸运动曲线的每个呼吸周期的位置关系，选定所述发射装置在当前时刻发射所述射线的射线发射口。
进一步的，所述射线设置模块具体用于：
根据所述影像集中正常组织影像与胸腹部肿瘤影像在所述呼吸运动曲线的每个呼吸周期内的位置关系，确定任一所述呼吸周期中任意时刻的所述照射区域，根据所述照射区域，选定所述发射装置在当前时刻发射所述射线的射线发射口。
进一步的，还提供一种一种呼吸门控系统，包括：第一影像采集装置、第二影像采集装置、发射装置和如上述实施例所述的呼吸门控装置；
所述第一影像采集装置，用于采集标记区域的实时影像，以使所述呼吸门控装置根据所述实时影像，检测所述标记区域的起伏变化；
所述第二影像采集装置，用于采集病变部位的影像集，以及将所述影像集发送至所述呼吸门控装置；
所述发射装置，用于向由所述呼吸门控装置确定的照射区域发射射线。
进一步的，所述第一影像采集装置为摄像头。
进一步的，所述第二影像采集装置为四维计算机断层摄影装置。
进一步的，所述发射装置为医用加速器。
进一步的，所述标记区域由所述数据采集装置可识别的标记点组成，所述标记点位于人体的胸腹部。
实施本申请实施例，具有如下有益效果：
本申请实施例提供的一种呼吸门控装置及系统，通过检测标记区域的起伏变化，并根据其起伏变化建立呼吸运动曲线后，根据正常组织影像与胸腹部肿瘤影像在呼吸运动曲线的每个呼吸周期内的位置关系，确定当前时刻射线的照射区域，以使用于发射射线的发射装置向照射区域发射射线，从而进行放射治疗。与现有技术相比，本申请通过确定胸腹部肿瘤与正常组织在呼吸曲线上的运动关系，并根据其运动关系确定任意时刻只对肿瘤进行照射的照射区域，从而尽量减少正常组织受到不必要的照射，进而减少正常组织的损伤。
附图说明
图1是本申请的一个实施例提供的呼吸门控装置的结构示意图；
图2是本申请的又一个实施例提供的呼吸门控装置的结构示意图；
图3是本申请的另一个实施例提供的呼吸门控系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参见图1。
参见图1，是本申请的一个实施例提供的呼吸门控装置的结构示意图，如图1所示，该呼吸门控装置包括：
曲线生成模块101，用于检测标记区域的起伏变化，并根据所述标记区域的起伏变化建立呼吸运动曲线。
在本实施例中，曲线生成模块101具体用于：
获取标记区域的实时影像，根据实时影像，检测标记区域的起伏变化。根据标记区域的起伏变化，获取患者呼吸的运动数据后，基于运动数据建立呼吸运动曲线。
为保证标记区域起伏变化识别的准确度，在本实施例中，标记区域位于人体的胸腹部。由于人体在呼吸时胸腹部的起伏变化较大，因此通过在人体的胸腹部设置标记区域，从而更容易根据实时影像中标记区域的起伏变化，来获取患者呼吸的运动数据，进而建立呼吸运动曲线。
由于胸腹部肿瘤可随呼吸运动产生位移，因此通过建立呼吸运动曲线，可以与后续获取的胸腹部肿瘤影像生成对应关系，从而确定胸腹部肿瘤在任意时刻的位置信息。
射线触发模块102，用于获取病变部位的影像集，并根据影像集中正常组织影像与胸腹部肿瘤影像在呼吸运动曲线的每个呼吸周期内的位置关系，确定当前时刻射线的照射区域，以使用于发射射线的发射装置向照射区域发射射线。
其中，照射区域为胸腹部肿瘤影像中未与正常组织影像重叠的区域。
在本实施例中，射线触发模块102具体用于：
实时获取病变部位的影像集，根据影像集中正常组织影像与胸腹部肿瘤影像在呼吸运动曲线的每个呼吸周期的位置关系，确定任一呼吸周期中任意时刻的照射区域，以使用于发射射线的发射装置向照射区域发射射线。
需要说明的是，发射装置发射的射线为用于进行放射治疗的射线。
在本实施例中，射线触发模块102通过获取病部位的影像集，结合呼吸运动曲线，可以得知正常组织和肿瘤在每个呼吸周期内的运动规律，进而可以确定任一呼吸周期中任意时刻的照射区域，从而尽量减少正常组织受到不必要的照射，减少正常组织的损伤。
举例来说，在胸腹部肿瘤影像与正常组织影像互不遮挡时，将此时胸腹部肿瘤影像所处的区域作为照射区域，并能得知此刻的呼吸运动在呼吸运动曲线中所处的位置，从而确定当呼吸过程到达呼吸运动曲线的上述位置时，使发射装置对该照射区域进行照射。
在本实施例中，得到正常组织和肿瘤在每个呼吸周期内的运动规律后，还可根据其运动规律，进行后续治疗计划的制定。
需要说明的是，本实施例只确定射线装置的照射区域和射线发射口的选取方式，对于射线装置如何对照射区域进行照射(如照射时长、照射强度等)，从而达到治疗肿瘤的目的，并非本实施例所要涉及的。
请参见图2。
进一步的，参见图2，是本申请的又一个实施例提供的呼吸门控装置的结构示意图。除图1所示结构外，还包括：
射线设置模块103，用于根据影像集中正常组织与肿瘤在呼吸运动曲线的每个呼吸周期的位置关系，选定发射装置在当前时刻的射线发射口。
在本实施例中，射线设置模块103具体用于：
根据影像集中正常组织影像与胸腹部肿瘤影像在呼吸运动曲线的每个呼吸周期内的位置关系，确定任一呼吸周期中任意时刻的照射区域，根据照射区域，选定发射装置在当前时刻发射射线的射线发射口。
在本实施例中，当前时刻选定的射线发射口可以是一个或多个，具体的选定数量可以根据当前时刻照射区域的大小预先设定。每个射线发射口的位置互不相同，以针对不同位置的照射区域进行照射，从而可以实现对各个位置的照射区域进行放射治疗。通过多样灵活的选取方式，可以尽量减少正常组织受到不必要的照射，进而尽量减少正常组织的损伤。
需要说明的是，本实施例只确定射线装置的照射区域和射线发射口的选取方式，对于射线装置如何对照射区域进行照射(如照射时长、照射强度等)，从而达到治疗肿瘤的目的，并非本实施例所要涉及的。
参见图3。
进一步的，参见图3，是本申请的另一个实施例提供的呼吸门控系统的结构示意图。包括：第一影像采集装置201、第二影像采集装置202、发射装置203和如上述任意实施例所述的呼吸门控装置204。
第一影像采集装置201，用于采集标记区域的实时影像，以使呼吸门控装置204根据实时影像，检测标记区域的起伏变化。
第二影像采集装置202，用于采集病变部位的影像集，以及将影像集发送至呼吸门控装置204。
发射装置203，用于向由呼吸门控装置204确定的照射区域发射射线。
在本实施例中，第一影像采集装置201可以但不限于为摄像头。为更好地对标记区域进行追踪，优选的，采用双目摄像头。
在本实施例中，标记区域是由至少一个可被第一影像采集装置201识别的标记点所构成的区域。为保证后续呼吸曲线的生成更准确，优选的，采用多个标记点放置在患者的胸腹部位置，从而构成标记区域。
在本实施例中，第二影像采集装置202可以但不限于为四维计算机断层摄影装置。
在本实施例中，发射装置203可以但不限于为医用加速器。
需要说明的是，本实施例只确定射线装置的照射区域和射线发射口的选取方式，对于射线装置如何对照射区域进行照射(如照射时长、照射强度等)，从而达到治疗肿瘤的目的，并非本实施例所要涉及的。
本申请实施例提供一种呼吸门控装置及系统，通过检测标记区域的起伏变化，并根据其起伏变化建立呼吸运动曲线后，根据正常组织影像与胸腹部肿瘤影像在呼吸运动曲线的每个呼吸周期内的位置关系，确定当前时刻射线的照射区域，以使用于发射射线的发射装置向照射区域发射射线，从而进行放射治疗。与现有技术相比，本申请通过确定胸腹部肿瘤与正常组织在呼吸曲线上的运动关系，并根据其运动关系确定任意时刻只对肿瘤进行照射的照射区域，从而尽量减少正常组织受到不必要的照射，进而减少正常组织的损伤。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种呼吸门控装置，其特征在于，包括：
曲线生成模块，用于检测标记区域的起伏变化，并根据所述标记区域的起伏变化建立呼吸运动曲线；
射线触发模块，用于获取病变部位的影像集，并根据所述影像集中正常组织影像与胸腹部肿瘤影像在所述呼吸运动曲线的每个呼吸周期内的位置关系，确定当前时刻射线的照射区域，以使用于发射所述射线的发射装置向所述照射区域发射所述射线；其中，所述照射区域为所述胸腹部肿瘤影像中未与所述正常组织影像重叠的区域。
2.根据权利要求1所述的呼吸门控装置，其特征在于，所述曲线生成模块具体用于：
获取所述标记区域的实时影像，根据所述实时影像，检测所述标记区域的起伏变化；
根据所述标记区域的起伏变化，获取患者呼吸的运动数据后，基于所述运动数据建立呼吸运动曲线。
3.根据权利要求1所述的呼吸门控装置，其特征在于，所述射线触发模块具体用于：
获取病变部位的影像集，根据所述影像集中正常组织影像与胸腹部肿瘤影像在所述呼吸运动曲线的每个呼吸周期的位置关系，确定任一所述呼吸周期中任意时刻的所述照射区域，以使用于发射所述射线的发射装置向所述照射区域发射所述射线。
4.根据权利要求1所述的呼吸门控装置，其特征在于，还包括：
射线设置模块，用于根据所述影像集中正常组织与肿瘤在所述呼吸运动曲线的每个呼吸周期的位置关系，选定所述发射装置在当前时刻发射所述射线的射线发射口。
5.根据权利要求4所述的呼吸门控装置，其特征在于，所述射线设置模块具体用于：
根据所述影像集中正常组织影像与胸腹部肿瘤影像在所述呼吸运动曲线的每个呼吸周期内的位置关系，确定任一所述呼吸周期中任意时刻的所述照射区域，根据所述照射区域，选定所述发射装置在当前时刻发射所述射线的射线发射口。
6.一种呼吸门控系统，其特征在于，包括：第一影像采集装置、第二影像采集装置、发射装置和如权利要求1-5任意一项所述的呼吸门控装置；
所述第一影像采集装置，用于采集标记区域的实时影像，以使所述呼吸门控装置根据所述实时影像，检测所述标记区域的起伏变化；
所述第二影像采集装置，用于采集病变部位的影像集，以及将所述影像集发送至所述呼吸门控装置；
所述发射装置，用于向由所述呼吸门控装置确定的照射区域发射射线。
7.根据权利要求6所述的呼吸门控系统，其特征在于，所述第一影像采集装置为摄像头。
8.根据权利要求6所述的呼吸门控系统，其特征在于，所述第二影像采集装置为四维计算机断层摄影装置。
9.根据权利要求6所述的呼吸门控系统，其特征在于，所述发射装置为医用加速器。
10.根据权利要求6-9任意一项所述的呼吸门控系统，其特征在于，所述标记区域由所述数据采集装置可识别的标记点组成，所述标记点位于人体的胸腹部。
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