CN112843504A - 一种能够辅助患者调整治疗姿势的智能治疗床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械技术领域，具体为一种能够辅助患者调整治疗姿势的智能治疗床，包括治疗床和用于控制治疗床的控制系统；所述治疗床包括床身本体，所述床身本体的顶部开设有若干容纳孔，所述容纳孔内设有伸缩件，所述伸缩件远离容纳孔底部的一端能够伸出容纳孔的口部；所述控制系统用于分别从至少两个指定方向获取患者摆位的标准图像和患者放疗前的治疗图像，并根据标准图像和治疗图像生成的控制信息，并根据控制信息控制多个伸缩件的伸缩。采用本方案能够辅助患者对治疗姿势进行调整，并缩短调整时间。

Description

一种能够辅助患者调整治疗姿势的智能治疗床

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体为一种能够辅助患者调整治疗姿势的智能治疗床。

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时，为确保治疗效果，需保证每次进行放射治疗的区域为靶区，因此在患者确定放射治疗计划后，需在患者的皮肤上标记治疗线。在治疗室内设置有激光灯，当激光灯与治疗线的位置对准时认为患者的位置是正确的。

但是放射治疗是一个长期的阶段，其经历的时间段较长，最长可达七周，而在此阶段内患者可能出现体态发生变化的情况，例如由于治疗导致患者消瘦，此时患者靶区及其正常组织的相对解剖位置发生变化，而此变化是不可知的。同时由于治疗线标记在皮肤上，并非靶区上，有可能出现治疗线对准，而靶区并未对准的情况，从而使得患者在进行放射治疗时，照射靶区的剂量不够，导致患者的质量效果不佳，同时也无法对患者在体剂量进行准确监测。

因此，为确保能对患者的在体剂量进行准确监测，从而对患者进行准确的治疗，在进行放射治疗前，需对患者的摆位进行调整，使得患者的摆位与标准的摆位一致。现有技术中为解决上述问题，设计了一种放射平台，包括固定底板，固定底板上设有支撑杆，支撑杆的上端连接有主床板，主床板的两侧分别设有辅床板，支撑杆上设有从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮相啮合，每一个辅床板与调节杆活塞杆端部相连接。通过主动齿轮带动从动齿轮旋转，实现主床板的角度调节，通过调节杆的伸长调节辅助床的摆角，便于对患者的位置进行调节。

但是，上述方案在对患者的位置进行调节时，每次调整都会对患者整体的姿势产生很大的变化，而在实际情况下，患者需要调整姿势的变化是较小的，上述方案无法显示对患者姿势的微调。同时由于上述方案的调整造成的患者姿势变化过大，从而导致调节次数增加，在调整姿势中需花费更多的调节时间。

发明内容

本发明意在提供一种能够辅助患者调整治疗姿势的智能治疗床，能够辅助患者对治疗姿势进行调整，并缩短调整时间。

本发明提供基础方案是：一种能够辅助患者调整治疗姿势的智能治疗床，包括治疗床和用于控制治疗床的控制系统；

所述治疗床包括床身本体，所述床身本体的顶部开设有若干容纳孔，所述容纳孔内设有伸缩件，所述伸缩件远离容纳孔底部的一端能够伸出容纳孔的口部；

所述控制系统，包括：

图像识别模块，用于分别从至少两个指定方向获取患者摆位的标准图像和患者放疗前的治疗图像；

图像对比模块，用于建立空间坐标系，并根据标准图像、治疗图像和空间坐标系生成对比结果；

模型分析模块，预设有分析模型，模型分析模块用于将对比结果和治疗图像输入分析模型，并将分析模型根据对比结果和治疗图像生成的控制信息输出；

控制模块，用于根据控制信息控制多个伸缩件的伸缩。

名词说明：标准图像为患者首次进行治疗时，通过人工调整后患者躺卧在治疗床上的图像；治疗图像为患者再次进行治疗时，其自由躺卧在治疗床上的图像。

基础方案的工作原理及有益效果是：床身本体的设置，便于患者躺卧在床身本体上，从而进行放射治疗；容纳孔的设置，为伸缩件提供放置空间；伸缩件的设置，对患者的姿势进行微调。当患者躺卧在床身本体上时，若患者某个部位的位置需要抬高时，则使该部位对应的伸缩件伸出，将该部位顶起，从而对患者的姿势进行微调；若患者一次侧需要整体抬高时，则控制该侧对应的伸缩件全部伸出，将该侧顶起，从而对患者的姿势进行整体调整。

图像获取模块的设置，获取包含患者姿势的标准图像和治疗图像；通过至少两个指定方向的图像才能供后续重建三维模型。通过建立空间坐标系，为标准图像和治疗图像中的患者身上的治疗线赋予空间坐标值，从而生成对比结果，对比结果包括空间位移量，空间位移量反映位于治疗图像中的治疗线如何移动能够得到标准图像中的治疗线。将对比结果和治疗图像输入分析模型，通过治疗图像确认治疗床上各个伸缩件的位置，从而根据分析模型输出的控制信息控制多个伸缩件的伸缩，控制信息包括伸缩件的位置，以及伸缩件的伸展量，根据控制信息控制伸缩件，从而实现辅助患者对治疗姿势进行微调，且通过分析模型获取控制信息，一次性将患者的治疗姿势调整到位，不需要反复、多次调整，缩短调整时间。

进一步，所述伸缩件为充气气囊，所述充气气囊连接有充气管，所述容纳孔的底部开设有供充气管穿过的安装通孔，所述充气管连接有充气泵。有益效果：通过对充气气囊进行充气和放气，从而使充气气囊对患者的治疗姿势进行调整，通过充气泵对充气气囊的充气和放气进行控制，其控制的时长即决定了充气量和放气量，从而决定充气气囊对患者治疗姿势的调整程度。

进一步，所述充气管上均套设有控制阀，所述充气泵的数量为一个，所述充气管均与所述充气泵连通。有益效果：由于需要对患者的治疗姿势进行调整，多个充气气囊的充气量会存在差异。控制阀的设置，对充气管的通断进行控制，当某一充气气囊的充气量达到要求时，控制该充气气囊对应的控制阀关闭，即不再向该充气气囊内进行充气。通过对多个充气气囊的充气量的控制，实现对患者治疗姿势的准确微调。同时一个充气泵的设置，也能够治疗床的制作成本，以及治疗床的重量。

进一步，所述充气气囊为波纹气囊。有益效果：充气气囊为波纹气囊，波纹气囊的横向形变量较小，向波纹气囊充气时，波纹气囊随充气量的增加而升高，波纹气囊的高度与充气量成正比，从而通过充气量准确的控制波纹气囊的高度，进而准确的对患者的治疗姿势进行调整。

进一步，所述伸缩件为电动气缸，所述电动气缸的自由端设有调节板；初始状态下，所述电动气缸处于压缩状态，所述调节板位于容纳孔内，调节状态下，所述电动气缸处于伸展状态，所述调节板伸出容纳孔的口部。有益效果：伸缩件为电动气缸，与伸缩件为充气气囊相比，其横向形变量几乎为零，由此能够准确的控制电动气缸压缩和伸展的长度，从而准确的反映变化的高度。调节板的设置，增大与患者身体接触的面积，分散作用力，减小患者因电动气缸伸缩造成的不适感。

进一步，所述调节板的顶部设有缓冲件。有益效果：缓冲件的设置，进一步减小调节板与患者身体相抵，对患者身体造成的不适感。

进一步，所述容纳孔的口部均设有用于封闭口部的弹性件。有益效果：弹性件的设置，可以防止外部杂质进入容纳孔，影响伸缩件的使用，延长治疗床的使用寿命。

进一步，所述控制模块用于根据控制信息控制充气泵的启闭和多个控制阀的通断。有益效果：通过控制充气泵的启动向充气气囊中充入气体，并通过启动时间增加充气量，从而增加充气气囊的高度。通过控制阀的通断，保持充气气囊中的充气量，即保证患者在进行放射治疗时，其治疗姿势不会发生改变。

进一步，所述控制模块用于根据控制信息控制多个电动气缸的伸展和压缩。有益效果：通过控制电动气缸的伸展和压缩，对患者的治疗姿势进行调整，与控制充气气囊相比，无需设置相关的抽气结构或装置。

进一步，所述分析模型为BP神经网络模型。有益效果：BP神经网络模型有很高的容错率，稳定性好，并且，BP神经网络模型在投入使用后，仍会在工作过程中不断的自我优化，不断的提高分析的准确性，从而提高对伸缩件的控制精度，实现对患者治疗姿势的准确调节。

附图说明

图1为本发明一种能够辅助患者调整治疗姿势的智能治疗床实施例一的局部剖视图；

图2为本发明一种能够辅助患者调整治疗姿势的智能治疗床实施例一控制系统的逻辑框图；

图3为本发明一种能够辅助患者调整治疗姿势的智能治疗床实施例二的局部剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：床身本体1、充气气囊2、电动气缸3、调节板4。

实施例一

一种能够辅助患者调整治疗姿势的智能治疗床，包括治疗床和用于控制治疗床的控制系统。

如附图1所示，治疗床包括床身本体1，床身本体1的底部固定连接有支撑柱，床身本体1与支撑柱之间通过固定螺栓连接。床身本体1的顶部开设有若干容纳孔，容纳孔矩形分布在床身本体1的顶部，容纳孔内放置有伸缩件，在本实施例中，伸缩件为充气气囊2，充气气囊2的底部连接有充气管，容纳孔的底部开设有供充气管穿过的安装通孔，充气管连接有充气泵，在本实施例中，充气泵的数量为一个，充气管均与充气泵连通。充气管上均套设有控制阀，即外部其他气体依次经过充气泵、充气管、控制阀，进入充气气囊2。在本实施例中，充气气囊2为波纹气囊，充气泵为抽充两用气泵。在其他实施例中，可设置多个充气泵，充气泵的数量与充气气囊2的数量相同，即充气泵与充气气囊2一一对应。

初始状态下，充气气囊2位于容纳孔内或充气气囊2的顶部与床身本体1的顶部齐平，此时充气气囊2处于收缩状态。调节状态下，充气气囊2远离容纳孔的一端伸出容纳孔，此时充气气囊2处于伸展状态，即充气气囊2的伸缩方向垂直于床身本体1的顶部。

如附图2所示，控制系统，包括：

图像获取模块，用于分别从至少两个指定方向获取患者摆位的标准图像和患者放疗前的治疗图像，标准图像和治疗图像中均包括患者卧躺时的治疗线和治疗床的图像，在本实施例中，共有三个指定方向，分别为治疗床的上方、一侧的前端和后端。标准图像为患者首次进行治疗时，通过人工调整后患者躺卧在治疗床上的图像；治疗图像为患者再次进行治疗时，其自由躺卧在治疗床上的图像。具体的，治疗床通过支架连接有五个摄像头，摄像头A位于治疗床的上方，用于拍摄患者躺卧在治疗床上的图像；摄像头B和C位于治疗床左侧的前端和后端，用于拍摄患者躺卧在治疗床上左侧的图像；摄像头D和E位于治疗床右侧的前端和后端，用于拍摄患者躺卧在治疗床上右侧的图像。根据患者的治疗线的所在位置确定指定方向，当治疗线位于患者左侧，则指定方向为治疗床的上方、左侧的前端和后端，即获得的图像为摄像头A、B、C获得的图像。

图像对比模块，用于对标准图像进行图像识别，并建立空间坐标系，为标准图像中的治疗线赋予空间坐标值，获得标准坐标集。并在相同空间坐标系下，为治疗图像中的治疗线赋予空间坐标值，获得治疗坐标集。根据标准坐标集和治疗坐标集生成对比结果，对比结果为位于治疗图像中的治疗线如何移动能够得到标准图像中的治疗线，对比结果包括空间位移量。

模型分析模块预设有分析模型，在本实施例中，分析模型为BP神经网络模型。模型分析模块用于从治疗图像中提取定位特征，并将对比结果和定位特征输入分析模型，将分析模型根据对比结果和定位特征生成的控制信息作为输出，并输出。控制信息包括控制坐标及对应的控制量，控制坐标反映控制阀的位置，控制量反映相应控制坐标对应的充气气囊2的充气量。在其他实施例中，也可为充气时间。

控制模块，用于根据控制信息控制不需要充气的充气气囊2对应的控制阀关闭，并控制充气泵启动，对控制坐标对应的充气气囊2进行充气，并在充气气囊2达到控制量时，关闭该充气气囊2对应的控制阀，当下一充气气囊2达到控制量时，关闭下一充气气囊2对应的控制阀，直到所有控制阀均关闭时，控制充气泵停止。

计时模块，用于当充气泵启动时，启动计时，并在充气泵停止时，结束计时，并将计时时长发送给控制模块。

控制模块还用于在患者治疗结束时，打开所有充气气囊2的控制阀，并控制充气泵根据计时时长进行抽气，即抽气时间与充气时间相等。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于：如附图3所示，本实施例中，伸缩件为电动气缸3。

电动气缸3包括缸筒和活塞杆，活塞杆的一端位于缸筒内，缸筒放置在容纳孔内，活塞杆的自由端固定连接有调节板4，调节板4与活塞杆垂直设置。初始状态下，电动气缸3处于压缩状态，调节板4位于容纳孔内或调节板4与床身本体1的顶部齐平，在本实施例中，调节板4位于容纳孔内，调节板4的顶部设有缓冲件，缓冲件为海绵，海绵的顶部与床身本体1的顶部齐平。调节状态下，电动气缸3处于伸展状态，调节板4伸出容纳孔的口部。

控制信息包括控制坐标及对应的控制量，控制坐标反映电动气缸3的位置，控制量反映相应电动气缸3的伸展量。

控制模块用于根据控制信息控制控制坐标对应的电动气缸3伸展，并在电动气缸3达到伸展量时，停止电动气缸3的伸展，当下一电动气缸3达到其对应的伸展量时，停止下一电动气缸3的伸展，直到控制坐标对应所有电动气缸3均达到对应的伸展量。控制模块还用于在患者治疗结束时，控制所有电动气缸3压缩复位。

实施例三

本实施例与实施例一的不同之处在于：容纳孔的口部均设有用于封闭口部的弹性件，在本实施例中，弹性件为弹性橡胶。

实施例四

本实施例与实施例二的不同之处在于：图像获取模块还用于获取患者进入治疗室的人物图像信息。控制系统还包括图像分析模块和存储模块，图像分析模块用于对人物图像信息进行图像分析，通过图像分析获取患者年龄、行动状态和辅助情况。辅助分析模块用于根据患者年龄、行动状态和辅助情况判断患者是否行动不便，具体的，当患者年龄大于预设的年龄阈值时，判断患者行动不便；当行动状态为缓慢时，即行动速度小于预设的速度阈值时，判断患者行动不便；当辅助情况为患者需要辅助行走时，即图像中存在轮椅、拐杖，或他人搀扶患者行走时，则判断患者行动不便。

存储模块用于存储辅助控制信息，辅助控制信息包括控制坐标及对应的控制量，此时，控制坐标反映床身本体1前端的两侧的电动气缸3的位置。

控制模块还用于当辅助分析模块判断患者行动不便时，从存储模块中调用辅助控制信息，根据辅助控制信息控制床身本体1前端两侧的电动气缸3伸展。此时伸展的电动气缸3，给予患者支撑，便于行动不便的患者施加作用力，从而躺至床身本体1上。控制模块还用于根据控制信息控制对应电动气缸3时，根据辅助控制信息控制相应的电动气缸3复位。

控制模块还用于当结束治疗时，从存储模块中调用辅助控制信息，根据辅助控制信息控制床身本体1前端两侧的电动气缸3伸展。此时伸展的电动气缸3给予患者支撑，便于行动不便的患者施加作用力，从床身本体1上坐起，以及离开床身本体1。

图像分析模块还用于根据图像获取模块采集的标准图像或治疗图像生成辅助结束信号，具体的，根据标准图像或治疗图像判断床身本体1上是否存在患者，当标准图像或治疗图像从床身本体1上存在患者变为不存在患者时，生成辅助结束信号，代表患者已经离开床身本体1，无需进行辅助。控制模块还用于当图像分析模块生成辅助结束信号时，根据控制信息控制对应电动气缸3时，根据辅助控制信息控制相应的电动气缸3复位。

采用本方案，通过图像分析模块判断患者是否行动不便，例如老人或者腿脚存在不方便等，当患者行动不便时，基于治疗床电动气缸3的设置，控制床身本体1前端两侧的电动气缸3伸展，伸展的电动气缸3给予患者支撑，便于患者移动至床身本体1上，同时也便于患者从床身本体1上坐起以及离开床身本体1。为避免伸展的电动气缸3影响对患者姿态的调整，在进行姿态调整时，对床身本体1前端两侧的电动气缸3进行复位。同时在治疗结束时，再次伸展电动气缸3，通过图像分析模块判断患者是否离开床身本体1，从而判断是否对床身本体1前端两侧的电动气缸3进行复位，便于下次使用。

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 (10)

1.一种能够辅助患者调整治疗姿势的智能治疗床，其特征在于：包括治疗床和用于控制治疗床的控制系统；

所述治疗床包括床身本体，所述床身本体的顶部开设有若干容纳孔，所述容纳孔内设有伸缩件，所述伸缩件远离容纳孔底部的一端能够伸出容纳孔的口部；

所述控制系统，包括：

图像获取模块，用于分别从至少两个指定方向获取患者摆位的标准图像和患者放疗前的治疗图像；

图像对比模块，用于建立空间坐标系，并根据标准图像、治疗图像和空间坐标系生成对比结果；

模型分析模块，预设有分析模型，模型分析模块用于将对比结果和治疗图像输入分析模型，并将分析模型根据对比结果和治疗图像生成的控制信息输出；

控制模块，用于根据控制信息控制多个伸缩件的伸缩。

2.根据权利要求1所述的一种能够辅助患者调整治疗姿势的智能治疗床，其特征在于：所述伸缩件为充气气囊，所述充气气囊连接有充气管，所述容纳孔的底部开设有供充气管穿过的安装通孔，所述充气管连接有充气泵。

3.根据权利要求2所述的一种能够辅助患者调整治疗姿势的智能治疗床，其特征在于：所述充气管上均套设有控制阀，所述充气泵的数量为一个，所述充气管均与所述充气泵连通。

4.根据权利要求2所述的一种能够辅助患者调整治疗姿势的智能治疗床，其特征在于：所述充气气囊为波纹气囊。

5.根据权利要求1所述的一种能够辅助患者调整治疗姿势的智能治疗床，其特征在于：所述伸缩件为电动气缸，所述电动气缸的自由端设有调节板；初始状态下，所述电动气缸处于压缩状态，所述调节板位于容纳孔内，调节状态下，所述电动气缸处于伸展状态，所述调节板伸出容纳孔的口部。

6.根据权利要求5所述的一种能够辅助患者调整治疗姿势的智能治疗床，其特征在于：所述调节板的顶部设有缓冲件。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种能够辅助患者调整治疗姿势的智能治疗床，其特征在于：所述容纳孔的口部均设有用于封闭口部的弹性件。

8.根据权利要求3所述的一种能够辅助患者调整治疗姿势的智能治疗床，其特征在于：所述控制模块用于根据控制信息控制充气泵的启闭和多个控制阀的通断。

9.根据权利要求5或6所述的一种能够辅助患者调整治疗姿势的智能治疗床，其特征在于：所述控制模块用于根据控制信息控制多个电动气缸的伸展和压缩。

10.根据权利要求1所述的一种能够辅助患者调整治疗姿势的智能治疗床，其特征在于：所述分析模型为BP神经网络模型。

Images