放療用呼吸控制系統(tǒng)的研制.pdf

1、放射治療是治療惡性腫瘤的主要手段之一，其治療技術在近幾年得到了較快的發(fā)展。而精確放療以最大限度的殺死腫瘤細胞，最大限度的保護正常組織的優(yōu)勢，成為放射治療發(fā)展的重要方向。精確放療也面臨一些難題，在放療時人體的不少器官如肺、肝、乳腺等，會隨人體的呼吸運動而發(fā)生位置的變動。這種位置的變動，給精確放療帶來了較大的腫瘤靶區(qū)的偏差，甚至使部分腫瘤脫離了靶區(qū)。如果醫(yī)生擴大腫瘤靶區(qū)的外放邊界，又會使更多的良性組織受到射線照射。
　　 為了解決精

2、確放療的這一難題，放療用呼吸控制技術應運而生。常用的呼吸控制技術有被動加壓技術、深呼吸后屏氣技術、植入式實時跟蹤放射技術、主動呼吸控制技術和呼吸門控技術等。
　　 主動呼吸控制技術和呼吸門控技術都已經有相應的產品，產品均由歐美國家醫(yī)療設備公司研制。主動呼吸控制技術是近幾年研究的熱點，臨床應用比較多，經研究表明能夠比較有效的減少人體呼吸運動對精確放療的不利影響。國內開展精確放療的腫瘤醫(yī)院和綜合醫(yī)院的放療科都有引進該設備的需求。但是

3、歐美國家公司提供的醫(yī)療設備相當昂貴，給醫(yī)院和患者帶來了比較大的經濟負擔。
　　 本課題的主要任務是研制一套放療用呼吸控制系統(tǒng)。系統(tǒng)選用肺功能儀的流速型傳感器和控制箱來監(jiān)測患者呼吸運動，其中控制箱轉換流速型傳感器的壓差信號為數(shù)字信號并通過串口傳送至計算機。控制呼吸氣路打開或者關閉的方法是用氣囊自動控制器對設置在呼吸氣路中的氣囊放氣或者充氣。系統(tǒng)的軟件是通過改造肺功能儀的軟件來實現(xiàn)的。
　　 本系統(tǒng)分別進行了模擬實驗和臨床實

4、驗。實驗人員模擬使用了該系統(tǒng)，檢驗了系統(tǒng)各種功能的實現(xiàn)情況。臨床實驗選取10名周圍型非小細胞肺癌患者實際使用了本系統(tǒng)。首先，本課題對10名患者肺部腫瘤隨呼吸運動在人體左右(X)、前后(Y)、頭腳(Z)三個方向上的移動度做了統(tǒng)計分析。然后，課題在患者自由呼吸和使用本系統(tǒng)吸氣后屏氣的兩種情況下分別采集CT圖像并制定放療計劃，對兩種計劃的可見腫瘤靶區(qū)(gross tumor volume，GTV)和計劃腫瘤靶區(qū)(planning target