CN117282047A - 肿瘤靶区放疗的智能辅助系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种肿瘤靶区放疗的智能辅助系统，属于医疗设备技术领域。一种肿瘤靶区放疗的智能辅助系统，包括放射进程获取模块、胸廓信息捕捉模块，以及放射区域调整模块；放射进程获取模块与胸廓信息捕捉模块信号连接，放射区域调整模块分别与数据模块信号和胸廓信息捕捉模块信号连接；其中，放射进程获取模块分别与定位CT和放射设备信号连接，以得到当前的放疗进程；胸廓信息捕捉模块，与靶区勾画系统连接，用于向靶区勾画系统发送患者胸廓的起伏信息。

Description

肿瘤靶区放疗的智能辅助系统

技术领域

本申请涉及医疗设备技术领域，具体而言，涉及一种肿瘤靶区放疗的智能辅助系统。

背景技术

放疗是一种很常见的肿瘤治疗手段，通过将具有放射性的元素照射到患者的靶区，来将癌细胞杀死，以起到治疗效果。现有的放疗系统一般都是患者通过PET或者CT确定了患者肿瘤的靶区之后，在放疗前进行CT配准，配准时为了避免患者的呼吸所产生的胸廓起伏的变化，使得患者的肿瘤位置产生变化，而引起的放疗区域照射不准确，会在配准时使用体膜，也就是在CT配准时，让患者呼吸达到与体膜完全接触时，完成配准；然后，在放疗时，患者以相同的姿势躺好，在患者的胸廓达到与体膜完全接触时，让患者憋气，然后进行放疗。

这种放疗方式，在实践中，会通过语音频繁的指导患者进行呼气、吸气，以及憋气，然后在憋气时进行放疗射线的照射。但是实际上，患者是否有按照指示进行憋气，根本无法判断；很多情况下，都是患者偷偷的呼吸之后，又重新憋气，此时患者的胸廓与体膜是否完全接触，相关的放疗人员根本无法知道，进而导致了放疗的实际效果与计划的放疗效果不符，使得治疗效果降低。

综上所述，目前缺乏一种能够确保放疗的射线束能够准确的照射在患者病灶部位的辅助放疗系统。

发明内容

本申请的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本申请的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

作为本申请的第一个方面，为了解决因为患者胸廓的起伏，而无法让射线束准确的照射到靶区的技术问题，本申请的一些实施例提供了一种肿瘤靶区放疗的智能辅助系统，包括放射进程获取模块、胸廓信息捕捉模块，以及放射区域调整模块；放射进程获取模块与胸廓信息捕捉模块信号连接，放射区域调整模块分别与数据模块信号和胸廓信息捕捉模块信号连接；

其中，放射进程获取模块分别与定位CT和放射设备信号连接，以得到当前的放疗进程；

胸廓信息捕捉模块，与靶区勾画系统连接，用于向靶区勾画系统发送患者胸廓的起伏信息；

放射区域调整模块，与放射设备信号连接，在接收到胸廓的起伏信息不在预设阈值内的信号时，关闭放射设备，以停止向患者照射放疗射线；在接收到胸廓的起伏信息在预设阈值内的信号时，开启放射设备，以向患者照射放疗射线。

在本申请所提供的技术方案中，相比较于现有技术中，通过患者的胸廓是否与体膜相互接触的方案，来判断是否开启放疗射线。本方案中，则是利用胸廓信息捕捉模块，对于胸廓起伏信息的捕捉，来确定是否开启放疗射线，所以在开启和关闭放疗射线的时机上，更加符合制定放疗计划时的预期情况，能够更加使得放疗结果接近预期目的。

一般而言，胸廓信息捕捉模块需要单独的布置在患者的身上，对患者的胸廓起伏信息进行捕捉，所以如果依靠胸廓起伏信息发送的指令来切断放射设备，会在胸廓信息捕捉模块，出现断电，或者信息无法捕捉的特殊情况时，放射设备还是会发射射线，所以导致实际的放料结果，与预期的放料结果不符。针对这一问题，本申请提供如下技术方案：

进一步的，胸廓信息捕捉模块包括通信单元、放疗计划设定单元，以及胸廓信息收集单元；

其中，胸廓信息收集单元用于测量患者胸部的起伏信息，并将患者胸部的起伏信息通过通信单元发送至靶区勾画系统；

放疗计划设定单元，获取起伏信息的预设阈值，在起伏信息位于预设阈值内时，通过通信单元向放射区域调整模块持续发射激励信号。

本申请所提供的技术方案中，是在起伏信息位于预设阈值内时，放料计划设定单元会持续的发射激励信号。相应的，在其余情况下，都不会发射激励信号，所以在胸廓信息捕捉模块在断电、被患者取下等突发情况时，都会立刻终止激励信号的发送，保证了放料设备能够立刻停止，避免了实际的放料结果，与预期的放料结果不符。

不同的医生，对于不同患者的放疗计划是不一样的。这部分需要由医生决定，相应的，患者胸廓的起伏情况来决定是否关闭放射设备，也需要由医生来决定。为此，为了增加医生在操作时的便捷性，本申请提供了如下技术方案：

进一步的，患者在定位CT上确定放疗范围时，胸廓信息捕捉模块向靶区勾画系统发送患者胸廓的起伏信息，同时医生在胸廓信息捕捉模块上录入起伏信息的预设阈值。

本方案中，起伏信息的预设阈值是由医生自己在胸廓信息捕捉模块上所设置，所以医生在操作时的自由度更高。

进一步的，当进行放疗时，胸廓信息捕捉模块监测患者胸部的起伏信息，当起伏信息在预设阈值内时，向放射区域调整模块持续发射激励信号。

现有的胸廓信息收集单元，一般都是收集患者呼出的气体和患者吸入的气体，但是这就必然需要用面罩照射在患者的口鼻上，以记录患者的呼气量与吸气量，而这种方案必然会导致患者的呼吸不便，并且面罩与患者的面部存在间隙，所以也无法准确的测量出患者的呼气量和吸气量，同时，患者的呼气量和吸气量也不一定能够反应出患者胸廓的起伏情况。进而导致了患者的胸廓的起伏信息收集不准确，影响是否开启还是关闭放射设备的判断。针对这一问题，本申请提供如下技术方案：

进一步的，胸廓信息收集单元包括

体膜网，罩设在患者的胸腹外侧，并与患者的胸腹之间形成容纳空间；

薄膜气囊，设置在容纳空间内，薄膜气囊的两侧分别与体膜网和患者的胸腹相互接触；

排气装置，设置在薄膜气囊上，薄膜气囊内的气体通过排气计量装置排出，并计量排气量；

进气装置，设置在薄膜气囊上，进气装置向薄膜气囊内输入气体，并计量进气量；

气体压力传感器，设置在薄膜气囊内，用于检测薄膜气囊内的压力；

控制器，分别与进气装置、排气装置，以及气体压力传感器信号连接；

当患者吸入外界气体时，胸廓扩张，挤压薄膜气囊，气体从排气装置排出，并记录排气量；

当患者呼出空气时，胸廓缩小，薄膜气囊内压力减小，进气装置向薄膜气囊内充入气体，以平衡薄膜气囊内的压力；

根据薄膜气囊内的气体量和气体压力来衡量患者胸廓的起伏量。

本申请所提供的技术方案中，并不是来记录患者的吸气量和呼气量，而是在患者的胸廓与体膜之间，设置了一个薄膜气囊，然后用排气装置和进气装置来对薄膜气囊内的压力进行恒定的控制。进而用薄膜气囊内的气体剩余量来衡量患者胸廓的起伏信息，可以预见，在患者的胸廓扩大时，薄膜气囊被侵占，进而薄膜气囊内的气体少，而胸廓缩小时，薄膜气囊扩张，薄膜气囊内的气体多。整个薄膜气囊的进气和出气过程，与患者的呼吸过程无关并不需要患者将呼吸的气体送入至薄膜气囊内，所以在对患者的呼吸情况影响最小的情况下，又能够最为准确的反应出患者的呼吸情况。

进一步的，进气装置包括供气件、进气流量计，以及减压阀，供气件为高压气源，进气流量计用于监测进入到薄膜气囊的进气量，减压阀用于控制供气件和薄膜气囊的开闭；

当患者呼气时，控制器开启减压阀，供气件的气体进入至薄膜气囊内，同时进气流量计向控制器发送进气量。

进一步的，排气装置包括排气流量计和排气阀，排气阀为单向阀；

当患者吸气时，胸廓扩张挤压薄膜气囊，薄膜气囊内的气体从排气阀排出，同时排气流量计向控制器发送出气量。

在患者在放射设备上进行放疗时，依旧需要患者进行憋气，所以为了便于向患者发送指令，本申请还提供如下技术方案：

进一步的，放射区域调整模块还包括呼吸量显示器和扩音器，通过呼吸量显示器显示薄膜气囊内的进气量，扩音器用于向患者发送是否憋气的指令。

本申请所提供的技术方案中，通过呼吸量显示器能够向患者现实当前的呼吸情况，指导患者进行呼气还是吸气，而扩音器则可以让患者发送指令，让患者的呼气量达到阈值时，则进行憋气。

进一步的，胸廓信息收集单元还包括换算模块，换算模块用于将薄膜气囊内的剩余气体量换算为胸廓膨胀率k，

k=（L-L₀）/L₀，L=[（L₁-L₂）*（Q_max-Q）]/（Q_max-Q_min）+L₂；

L₁为吸气时的胸围，L₂为呼气时的胸围，L₀为静息时的胸围，Q为当前气体剩余量，Q_max为薄膜气囊内气体剩余量的最大值，Q_min气体剩余体积的最小值。

作为本申请的第二个方面，本申请的一些实施例提供了一种肿瘤靶区放疗的智能辅助方法，包括如下步骤：

步骤1：患者在定位病灶位置时，放射进程模块获取当前的放疗进程，然后将胸廓信息捕捉模块设置在患者身上，记录患者在呼吸过程中的胸腹的起伏信息；

然后放射区域调整模块向患者发送憋气指令，记录此时胸腹的起伏状态；

步骤2：放射区域调整模块预先配置起伏信息的预设阈值，当患者在进行放疗时，放射进程模块获取当前的放疗进程，然后将胸廓信息捕捉模块设置在患者身上，监测患者呼吸过程中胸腹的起伏信息；

当患者胸腹的起伏信息达到预设阈值时，胸廓信息捕捉模块向放射区域调整模块发送激励信号，放射区域调整模块向患者发送憋气指令，并开启放射设备，向患者照射放疗射线；

当患者胸腹的起伏信息偏离预设阈值时，胸廓信息捕捉模块停止向放射区域调整模块发送激励信号，放射区域调整模块关闭放射设备。

本申请所提供的技术方案中，相比较于现有方案中，根据患者的胸腹是否与体膜相互接触的方式，来判断放射时和定位时患者胸廓的起伏情况是否一致，本申请所体提供的技术方案，则是利用胸廓信息捕捉模块来捕捉患者呼吸过程中，胸腹的起伏信息，从而保证了在定位时与放射时，患者胸廓的膨胀情况一致，避免了在放射时，因为靶区的偏移，而使得实际的放疗效果与预期的放疗效果不符合。

定位CT和放射设备并不是同一个装置，实际上，两者通常都不在一个科室内，所以一般都是患者在定位CT的房间完成病灶的定位工作，然后在放射设备所在的科室完成放疗工作。在这个过程中，因为存在信息的中转，所以容易出现相同的患者在CT定位上和放射时，信息不对应的问题，针对这一问题，本申请提供如下技术方案：

进一步的，步骤1包括如下步骤：

步骤11：定位CT向放射进程模块发送患者的识别信息；

步骤12：胸廓信息捕捉模块捕捉患者在进行定位CT过程中，因为呼吸所产生的胸腹的起伏信息；

步骤13：放射区域调整模块向患者发送憋气指令，记录此时胸腹的起伏状态和对应的识别信息。

在本申请所提供的技术方案中，放射进程模块在整个病灶定位和放射的过程中，会分别向定位CT和放射设备发送识别信息，保证在放疗时，能够及时、准确的调取出，患者在定位时，对应的信息。

进一步的，步骤2包括如下步骤：

步骤21：放射设备向放射进程模块发送患者的识别信息，放射进程模块根据识别信息找到步骤13中对应的起伏状态；

步骤22：医生通过放射区域调整模块预先设置预设阈值；

步骤23：胸廓信息捕捉模块收集患者的胸腹的起伏信息，当患者胸腹的起伏信息达到预设阈值时，胸廓信息捕捉模块向放射区域调整模块发送激励信号，放射区域调整模块向患者发送憋气指令，并开启放射设备，向患者照射放疗射线；

当患者胸腹的起伏信息偏离预设阈值时，胸廓信息捕捉模块停止向放射区域调整模块发送激励信号，放射区域调整模块关闭放射设备。

进一步的，识别信息包括患者的病历号信息，以及吸气时的胸围L₁、呼气时的胸围L₂，以及静息时的胸围L₀。

进一步的，识别信息中包括吸气时的围L₁、呼气时的胸围L₂，以及静息时的胸围L₀，能够便于医生衡量患者在静息、吸气，以及呼气三种状态下，胸廓的起伏差别。

在通过薄膜气囊内剩余的气体量来作为患者的起伏信息时，对于不同的患者，以及薄膜气囊中，不同的压力阈值而言，在单位上都是不统一的，所以导致了医生在设置预设阈值时，需要考虑的因素太多，影响了医生对于预设阈值设置的判断。针对这一问题，本申请提供了如下技术方案：

进一步的，步骤12中胸廓信息捕捉模块捕捉患者的起伏信息时：

步骤121：在进行定位CT时，控制器预先设置基础气压值，然后让患者处于静息状态，控制器控制进气装置向薄膜气囊内注入气体，使得薄膜气囊内的气体压力达到基础气压值，并让薄膜气囊的两侧分别与体膜和患者的胸腹接触；

步骤122：让患者进行均匀呼吸，在患者吸入气体时，控制器通过排气装置收集薄膜气囊的排气量；在患者呼出气体时，控制器通过进气装置向薄膜气囊内注入前次呼气的排气量；将薄膜气囊中的气体剩余量Q的变化范围拟合到患者吸气时的胸围L₁与呼气时的胸围L₂之间，得到患者胸部的膨胀率k，胸腹的膨胀率k作为起伏信息；

k=（L-L₀）/L₀，L=[（L₁-L₂）*（Q_max-Q）]/（Q_max-Q_min）+L₂；

L₁为吸气时的胸围，L₂为呼气时的胸围，L₀为静息时的胸围，Q为当前气体剩余量，Q_max为薄膜气囊内气体剩余量的最大值，Q_min气体剩余体积的最小值。。

本申请所提供的技术方案中，患者胸腹的起伏信息通过胸腹的膨胀率来计算，而胸腹的膨胀率，由薄膜气囊中剩余的气体量来计算得到，所以实际上就是预先将薄膜气囊中的气体剩余量，换算为了胸腹的膨胀率，如此在实际使用中，医生在确定预设阈值时，对于每个患者，都是设置胸腹膨胀率的多少。所以减少了医生对无关信息的判断。

进一步的，步骤122中，控制器在通过进气装置和排气装置对薄膜气囊进行进气或者排气时，需要控制进气速率或者排气速率，以让薄膜气囊内的压力趋向于基础压力值。

在进气和排气过程中，保证了薄膜气囊内的压力趋向于基础压力值，进而能够让薄膜气囊内的气体剩余量很好的来衡量患者胸腹的膨胀情况。

有效效果：

本申请的有益效果为：本申请能够有效的衡量患者在放疗时胸部的起伏情况，避免了在放射时，因为靶区的偏移，而使得实际的放疗效果与预期的放疗效果不符合。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

另外，贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，元件和元素不一定按照比例绘制。

在附图中：

图1为肿瘤靶区放疗的智能辅助系统的结构示意图。

图2为胸廓信息收集单元的示意图。

图3为将薄膜气囊中的气体剩余量Q的变化范围拟合到患者吸气时的胸围L₁与呼气时的胸围L₂之间的示意图。

附图标记：

1、气体压力传感器；2、排气装置；3、进气装置；4、薄膜气囊；5、体膜网；

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现， 而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

为了便于理解本申请的技术方案，这里解释几个与本申请所提供的系统和方法相关的几个名词的解释：

定位CT，是指患者在完成了靶区勾画之后，在进行放疗时，需要进一步对靶区进行定位时，所使用的CT设备。一般都是患者躺倒CT设备上之后，患者的胸腹鼓气，然后让胸腹与体膜网5相互接触，进而憋气，定位CT记录此时的CT图像。

靶区勾画系统，则是与定位CT相互配合的一个可视化系统。放疗计划设计人员，就是通过靶区勾画系统来查看定位CT传递的CT图像，然后完成放疗计划中，放射区域的勾画。

放射设备，则是用于对患者进行放疗的设备，一般而言放射设备在录入放疗计划之后，放疗技术不能够更改，但是却可以关闭和开启放射设备。所以现有的技术方案中，经常是患者的胸腹在于体膜接触之后，患者憋气，然后开启放射设备，进行放疗。患者不憋气之后，则关闭放射设备。

实施例1：参照图1， 一种肿瘤靶区放疗的智能辅助系统，包括放射进程获取模块、胸廓信息捕捉模块，以及放射区域调整模块；放射进程获取模块与胸廓信息捕捉模块信号连接，放射区域调整模块分别与数据模块信号和胸廓信息捕捉模块信号连接；其中，放射进程获取模块分别与定位CT和放射设备信号连接，以得到当前的放疗进程；胸廓信息捕捉模块，与靶区勾画系统连接，用于向靶区勾画系统发送患者胸廓的起伏信息；放射区域调整模块，与放射设备信号连接，在接收到胸廓的起伏信息不在预设阈值内的信号时，关闭放射设备，以停止向患者照射放疗射线；在接收到胸廓的起伏信息在预设阈值内的信号时，开启放射设备，以向患者照射放疗射线。

具体的，放射进程获取模块实际上是一个通信模块，能够与定位CT和放射设备连接，进而在获取了对应设备的编码之后，了解当前的进程。在具体的使用过程中，除开如同本申请一样，让放射进程获取模块与定位CT或者放射设备连接来了解进程。还可以直接手动向放射进程获取模块录入相应的进程。

胸廓信息捕捉模块包括通信单元、放疗计划设定单元，以及胸廓信息收集单元；其中，胸廓信息收集单元用于测量患者胸部的起伏信息，并将患者胸部的起伏信息通过通信单元发送至靶区勾画系统；放疗计划设定单元，获取起伏信息的预设阈值，在起伏信息位于预设阈值内时，通过通信单元向放射区域调整模块持续发射激励信号。

其中,通信单元实质上就是胸廓信息捕捉单元一个用于对外部进行通信的单元.靶区勾画系统,是放疗时,放疗计划的设计人员,在配置放疗计划时,所使用的系统,而胸腹的起伏信息,就是该设计人员所需要考虑的重要因素。在现有的技术方案中，一般都是让胸廓与体膜相互接触之后，然后进行憋气，此时放疗计划的设计人员在靶区勾画系统上进行放疗计划的设计。所以实际上，患者的胸廓与体膜接触之后的这个信息，就包含了患者胸廓的起伏信息。本申请所提供的技术方案，只是将这个起伏信息量化了而已。而这个通信单元，则是用于传输这个起伏信息的模块。

放疗计划设定单元，则是一个信息接入单元或者说输入单元，预设阈值在设定上，是需要放疗计划人员，或者说医生来设计的，所以则需要一个对应的接口来完成该信息的录入。而胸廓信息收集单元，则是一个用于收集胸廓起伏信息的模块。具体的，

参考图2，胸廓信息收集单元包括体膜网5、薄膜气囊4、排气装置2、进气装置3、控制器，以及气体压力传感器1；其中，体膜网5，罩设在患者的胸腹外侧，并与患者的胸腹之间形成容纳空间；体膜网5为现有技术中，在定位患者病灶时所使用的体膜网5。本质上，就是一个硬质的壳体，在患者躺在CT床上时，罩设在患者的胸腹外侧，与患者的胸腹外侧之间形成一个容纳空间。薄膜气囊4，设置在容纳空间内，薄膜气囊4的两侧分别与体膜网5和患者的胸腹相互接触。薄膜气囊4为具有伸缩能力的气囊，薄膜气囊4与体膜网5相互接触的一侧，与体膜网5固定连接，一般通过粘接的方式粘连在一起。

排气装置2，设置在薄膜气囊4上，薄膜气囊4内的气体通过排气计量装置排出，并计量排气量；进气装置3，设置在薄膜气囊4上，进气装置3向薄膜气囊4内输入气体，并计量进气量。薄膜气囊4内的气体只能够通过排气装置2排出，同时也只能够通过进气装置3补充气体。实质上，进气装置3和排气装置2，只是两个用于控制薄膜气囊4内进气和排气的装置，并且需要具有进气量计量和排气量计量的功能。

具体的，进气装置3包括供气件、进气流量计，以及减压阀，供气件为高压气源，进气流量计用于监测进入到薄膜气囊4的进气量，减压阀用于控制供气件和薄膜气囊4的开闭；排气装置2包括排气流量计和排气阀，排气阀为单向阀；

当患者呼气时，控制器开启减压阀，供气件的气体进入至薄膜气囊4内，同时进气流量计向控制器发送进气量；当患者吸气时，胸廓扩张挤压薄膜气囊4，薄膜气囊4内的气体从排气阀排出，同时排气流量计向控制器发送出气量。

气体压力传感器1用于监测薄膜气囊4内的气压，进而通过控制薄膜气囊4的进气和排气，控制薄膜气囊4内的压力恒定。

进一步的，在向薄膜气囊4内注入气体时，需要维持薄膜气囊4内的气体压力恒定。放射区域调整模块还包括呼吸量显示器和扩音器，通过呼吸量显示器显示薄膜气囊4内的进气量，扩音器用于向患者发送是否憋气的指令。本质上，放射区域调整模块就是个信号发射器，一方面需要向放射设备发送照射射线发送的指令，另一方面，则是需要向患者发送何时需要憋气的指令。

参考图3，进一步的，胸廓信息收集单元还包括换算模块，换算模块用于将薄膜气囊4内的剩余气体量换算为胸廓膨胀率k，k=（L-L₀）/L₀，L=[（L₁-L₂）*（Q_max-Q）]/（Q_max-Q_min）+L₂；L₁为吸气时的胸围，L₂为呼气时的胸围，Q为当前气体剩余量，Q_max为薄膜气囊4内气体剩余量的最大值，Q_min气体剩余体积的最小值。图3中，横坐标为呼吸进程，纵坐标为胸围S或者薄膜气囊4内的气体剩余余量V，T₁表示呼气的最大值，T₂表示吸气的最大值；图3本质上就是将呼吸进程与胸围的关系图像和呼吸进程与薄膜气囊4内气体剩余量V的关系图像绘制在同一张图内。

实施例1仅仅提供了一种能够在放疗时，起到辅助功能的系统。为此，实施例2在实施例1的基础上，提供了一种肿瘤靶区放疗的智能辅助方法，包括如下步骤：

步骤1：患者在定位病灶位置时，放射进程模块获取当前的放疗进程，然后将胸廓信息捕捉模块设置在患者身上，记录患者在呼吸过程中的胸腹的起伏信息；然后放射区域调整模块向患者发送憋气指令，记录此时胸腹的起伏状态。

步骤1包括如下步骤：

步骤11：定位CT向放射进程模块发送患者的识别信息。

识别信息包括患者的病历号信息，以及吸气时的胸围L₁、呼气时的胸围L₂，以及静息时的胸围L₀。识别信息中的病历号信息，实质上就是患者的身份标识，在各个医院中，一般都会给入院的患者提供一个编码，这个编码就是病历号信息。而吸气时的胸围就是患者吸气吸到最大时的胸围，呼气时的胸围则是患者将全部气体呼出时的胸围。吸气时的胸围L₁、呼气时的胸围L₂，以及静息时的胸围L₀，都是工作人员预先帮患者测量好，然后记录的单元。

这里需要注意的是，因为不同的患者呼吸能力不同，例如年轻的患者呼吸能力强，年老的患者呼吸能力弱，在测量胸围时，需要与做定位CT和治疗时的情况一致。例如，患者在躺卧时，明显呼吸能力要差一点，则需要在躺卧时测量前述的数据。

步骤12：胸廓信息捕捉模块捕捉患者在进行定位CT过程中，因为呼吸所产生的胸腹的起伏信息。

步骤12中胸廓信息捕捉模块捕捉患者的起伏信息时：

步骤121：在进行定位CT时，控制器预先设置基础气压值，然后让患者处于静息状态，控制器控制进气装置3向薄膜气囊4内注入气体，使得薄膜气囊4内的气体压力达到基础气压值，并让薄膜气囊4的两侧分别与体膜和患者的胸腹接触；

参考图3，步骤122：让患者进行均匀呼吸，在患者吸入气体时，控制器通过排气装置2收集薄膜气囊4的排气量；在患者呼出气体时，控制器通过进气装置3向薄膜气囊4内注入前次呼气的排气量；将薄膜气囊4中的气体剩余量Q的变化范围拟合到患者吸气时的胸围L₁与呼气时的胸围L₂之间，得到患者胸部的膨胀率k，胸腹的膨胀率k作为起伏信息；

k=（L-L₀）/L₀，L=[（L₁-L₂）*（Q_max-Q）]/（Q_max-Q_min）+L₂；

其中，Q为当前气体剩余量，Q_max为薄膜气囊4内气体剩余量的最大值，Q_min气体剩余体积的最小值。

步骤122中，为了保证，Q_max为薄膜气囊4内气体剩余量的最大值，Q_min气体剩余体积的最小值能够对应患者在吸气时的胸围L₁、呼气时的胸围L₂，则需要在患者进行均匀呼吸的过程，需要患者尝试性的吸入最大量的气体和呼出最大量的气体，以保证得到的Q_max是患者呼气时的胸围。

步骤122中，控制器在通过进气装置3和排气装置2对薄膜气囊4进行进气或者排气时，需要控制进气速率或者排气速率，以让薄膜气囊4内的压力趋向于基础压力值。

基础压力值的设置与实际情况有关，一般而言，基础压力值对应着薄膜气囊4对应患者的压力，所以需要尽量减少基础压力值的情况下，还能够让薄膜气囊4与患者的身体相互贴合。

步骤13：放射区域调整模块向患者发送憋气指令，记录此时胸腹的起伏状态和对应的识别信息。这里指的起伏状态，就是患者在憋气时，所对应的起伏信息。

步骤2：放射区域调整模块预先配置起伏信息的预设阈值，当患者在进行放疗时，放射进程模块获取当前的放疗进程，然后将胸廓信息捕捉模块设置在患者身上，监测患者呼吸过程中胸腹的起伏信息；

当患者胸腹的起伏信息达到预设阈值时，胸廓信息捕捉模块向放射区域调整模块发送激励信号，放射区域调整模块向患者发送憋气指令，并开启放射设备，向患者照射放疗射线；

当患者胸腹的起伏信息偏离预设阈值时，胸廓信息捕捉模块停止向放射区域调整模块发送激励信号，放射区域调整模块关闭放射设备。

步骤21：放射设备向放射进程模块发送患者的识别信息，放射进程模块根据识别信息找到步骤13中对应的起伏状态；

步骤22：医生通过放射区域调整模块预先设置预设阈值；

步骤23：胸廓信息捕捉模块收集患者的胸腹的起伏信息，当患者胸腹的起伏信息达到预设阈值时，胸廓信息捕捉模块向放射区域调整模块发送激励信号，放射区域调整模块向患者发送憋气指令，并开启放射设备，向患者照射放疗射线；

当患者胸腹的起伏信息偏离预设阈值时，胸廓信息捕捉模块停止向放射区域调整模块发送激励信号，放射区域调整模块关闭放射设备。

以上描述仅为本公开的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (7)

1.一种肿瘤靶区放疗的智能辅助系统，其特征在于，包括放射进程获取模块、胸廓信息捕捉模块，以及放射区域调整模块；放射进程获取模块与胸廓信息捕捉模块信号连接，放射区域调整模块分别与数据模块信号和胸廓信息捕捉模块信号连接；

其中，放射进程获取模块分别与定位CT和放射设备信号连接，以得到当前的放疗进程；

胸廓信息捕捉模块，与靶区勾画系统连接，用于向靶区勾画系统发送患者胸廓的起伏信息；

放射区域调整模块，与放射设备信号连接，在接收到胸廓的起伏信息不在预设阈值内的信号时，关闭放射设备，以停止向患者照射放疗射线；在接收到胸廓的起伏信息在预设阈值内的信号时，开启放射设备，以向患者照射放疗射线。

2.根据权利要求1所述的肿瘤靶区放疗的智能辅助系统，其特征在于：胸廓信息捕捉模块包括通信单元、放疗计划设定单元，以及胸廓信息收集单元；

其中，胸廓信息收集单元用于测量患者胸部的起伏信息，并将患者胸部的起伏信息通过通信单元发送至靶区勾画系统；

放疗计划设定单元，获取起伏信息的预设阈值，在起伏信息位于预设阈值内时，通过通信单元向放射区域调整模块持续发射激励信号。

3.根据权利要求2所述的肿瘤靶区放疗的智能辅助系统，其特征在于：患者在定位CT上确定放疗范围时，胸廓信息捕捉模块向靶区勾画系统发送患者胸廓的起伏信息，同时医生在胸廓信息捕捉模块上录入起伏信息的预设阈值；当进行放疗时，胸廓信息捕捉模块监测患者胸部的起伏信息，当起伏信息在预设阈值内时，向放射区域调整模块持续发射激励信号。

4.根据权利要求3所述的肿瘤靶区放疗的智能辅助系统，其特征在于：胸廓信息收集单元包括

体膜网，罩设在患者的胸腹外侧，并与患者的胸腹之间形成容纳空间；

薄膜气囊，设置在容纳空间内，薄膜气囊的两侧分别与体膜网和患者的胸腹相互接触；

排气装置，设置在薄膜气囊上，薄膜气囊内的气体通过排气计量装置排出，并计量排气量；

进气装置，设置在薄膜气囊上，进气装置向薄膜气囊内输入气体，并计量进气量；

气体压力传感器，设置在薄膜气囊内，用于检测薄膜气囊内的压力；

控制器，分别与进气装置、排气装置，以及气体压力传感器信号连接；

当患者吸入外界气体时，胸廓扩张，挤压薄膜气囊，气体从排气装置排出，并记录排气量；

当患者呼出空气时，胸廓缩小，薄膜气囊内压力减小，进气装置向薄膜气囊内充入气体，以平衡薄膜气囊内的压力；

根据薄膜气囊内的气体量和气体压力来衡量患者胸廓的起伏量。

5.根据权利要求4所述的肿瘤靶区放疗的智能辅助系统，其特征在于：进气装置包括供气件、进气流量计，以及减压阀，供气件为高压气源，进气流量计用于监测进入到薄膜气囊的进气量，减压阀用于控制供气件和薄膜气囊的开闭；

当患者呼气时，控制器开启减压阀，供气件的气体进入至薄膜气囊内，同时进气流量计向控制器发送进气量；

排气装置包括排气流量计和排气阀，排气阀为单向阀；

当患者吸气时，胸廓扩张挤压薄膜气囊，薄膜气囊内的气体从排气阀排出，同时排气流量计向控制器发送出气量。

6.根据权利要求2所述的肿瘤靶区放疗的智能辅助系统，其特征在于：放射区域调整模块还包括呼吸量显示器和扩音器，通过呼吸量显示器显示薄膜气囊内的进气量，扩音器用于向患者发送是否憋气的指令。

7.根据权利要求5所述的肿瘤靶区放疗的智能辅助系统，其特征在于：胸廓信息收集单元还包括换算模块，换算模块用于将薄膜气囊内的剩余气体量换算为胸廓膨胀率k，

k=（L-L₀）/L₀，L=[（L₁-L₂）*（Q_max-Q）]/（Q_max-Q_min）+L₂；

L₁为吸气时的胸围，L₂为呼气时的胸围，L₀为静息时的胸围，Q为当前气体剩余量，Q_max为薄膜气囊内气体剩余量的最大值，Q_min气体剩余体积的最小值。