[发明专利]基于激光测距的呼吸运动管理系统及方法

权利要求书

1.基于激光测距的呼吸运动管理系统，其特征在于，包括：

激光测距仪，所述激光测距仪上有发射激光的光源和用于接收散射光、漫反射光的CCD摄像头，所述激光测距仪安装在摇臂上；

系统处理器，用于处理激光测距仪收集到的信号，控制摇臂和激光测距仪；

操作终端，用于接收操作人员对于激光测距仪和摇臂的操作指令，并将操作指令传送至系统处理器，所述操作终端通过通信模块与系统处理器通讯连接。

2.根据权利要求1所述基于激光测距的呼吸运动管理系统，其特征在于：所述CCD摄像头前方设有光学透镜。

3.根据权利要求1所述的基于激光测距的呼吸运动管理系统，其特征在于：还包括固定杆，固定杆竖立且其与CT室、体位固定室或加速器治疗机房的床板边沿固定连接，所述摇臂固定端与固定杆固定连接，摇臂自由端与激光测距仪背面固定连接。

4.根据权利要求1所述的基于激光测距的呼吸运动管理系统，其特征在于：所述操作终端包括用于显示患者呼吸曲线的显示屏。

5.根据权利要求1所述的基于激光测距的呼吸运动管理系统，其特征在于：还包括语音模块，用于通过语音引导患者进行呼吸训练。

6.根据权利要求1所述的基于激光测距的呼吸运动管理系统，其特征在于：所述系统处理器与CT机相连。

7.根据权利要求1所述的基于激光测距的呼吸运动管理系统，其特征在于：所述系统处理器与放疗室的加速器相连。

8.根据权利要求1-7任一项所述的基于激光测距的呼吸运动管理系统，基于激光测距的呼吸运动管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤s1：获取呼吸信号：操作摇臂使得激光测距仪的激光点或光圈投射至患者呼吸运动弧度最大处，采用激光三角法进行对于患者呼吸运动弧度最大处的连续测距，进而连续测量得到患者呼吸运动弧度最大处的呼吸运动度，将呼吸运动度的连续变化转换为呼吸信号；

步骤s2：呼吸运动训练：进行自由呼吸训练或深吸气屏气DIBH训练；

所述自由呼吸训练包括：测量患者自由呼吸运动，测量周期为2-3分钟，根据所测的患者呼吸运动、通过深度神经网络学习所得到的患者呼吸运动曲线大数据模型生成适合患者的呼吸运动曲线，通过语音模块引导患者进行与适合患者的呼吸运动曲线相对应的呼吸运动；

所述深吸气屏气DIBH训练包括：测量患者自由呼吸运动，测量周期为2-3分钟，测量最大吸气量3-5次，根据最大吸气量的75％-90％设定屏气的阈值，根据所设定的阈值通过语音模块指导患者训练；

步骤s3：CT扫描：

若进行的是自由呼吸训练，将患者训练时的呼吸曲线与步骤s2中适合患者的呼吸运动曲线对比，若相匹配即可进行CT扫描，所述CT扫描为后门控式的4D CT扫描；

若进行的是深吸气屏气DIBH训练，患者进行训练时的阈值与步骤s2中所设定的阈值一致，则在患者进行屏气时进行CT扫描；

步骤s4：加速器机房治疗：

若进行的是自由呼吸训练，根据CT定位时存储的患者呼吸曲线，通过语音模块引导患者调整呼吸，若实时的呼吸曲线与CT定位时存储的患者呼吸曲线相匹配即可进行CBCT扫描，患者根据CBCT影像配准调整治疗位置，调整治疗位置后再进行CBCT扫描进行验证，然后根据计划系统设计计划时选择的门控窗进行出束治疗；

若进行的是深吸气屏气DIBH训练，根据患者CT定位时时设定的屏气的阈值，通过语音模块引导患者进行屏气，若此时阈值与CT定位时的阈值一致，则在患者进行屏气时进行CBCT扫描，根据CBCT影像配准调整治疗位置，调整位置后再进行深吸气屏气DIBH训练下的CBCT扫描进行验证。

9.根据权利要求8所述的基于激光测距的呼吸运动管理方法，其特征在于：所述患者呼吸运动弧度最大处为人体剑突位置。

10.根据权利要求8所述的基于激光测距的呼吸运动管理方法，其特征在于：在所述连续测量患者呼吸运动弧度最大处的呼吸运动度中，测量精度为100μm，扫描频率为100Hz。