【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及放射治疗，尤其涉及运动管理方法、系统及相关设备。
技术介绍
1、质子因其独特的能量沉积特性，使得质子束能够将最高能量集中释放于肿瘤组织，同时将肿瘤周边健康组织所受辐射降至最低，进而降低并发症及副作用的风险。质子治疗具有精度高、副作用小的优点，其治疗精度对路径变化极为敏感。
2、质子治疗的精度主要受两大因素影响：其一为射程不确定性，患者解剖结构变化、呼吸以及器官运动等会致使质子束在穿透路径上的密度发生改变，进而影响剂量分布；其二为位置不确定性，治疗前的摆位误差会直接影响治疗精度。
3、对于肺癌、肝癌、乳腺癌等受呼吸运动影响较大的肿瘤而言，这些不确定性可能导致计划剂量与实际剂量不一致，造成靶区剂量不足以及正常组织剂量过量，从而影响治疗效果；这些不确定性与患者肿瘤的运动幅度、呼吸模式等因素相关。
4、减少治疗的不确定性是临床应用质子治疗的重点，当前可通过体位固定装置、治疗前的图像引导、治疗时应用重扫技术以及运动管理(如呼吸门控、屏气治疗、腹部压迫、体表引导等)手段来降低不确定性的发生概率，以实现精准放疗。
5、在常规的质子放疗流程中，首先是模拟定位阶段，此阶段需根据患者的治疗部位个性化定制体位固定装置，随后前往ct模拟定位室扫描一组包含体位固定装置的ct图像，用于后续的治疗计划制作；对于受呼吸运动影响较大的肿瘤，此阶段还会采用运动管理手段，如利用压力传感器、体表光学信号等采集4dct图像，或者让患者屏气后再扫描ct图像，以考虑呼吸运动对肿瘤的影响；接着是靶区勾画阶段，在此阶
6、在计划实施阶段，首先是摆位，患者躺在治疗床上，临床操作人员使用体位固定装置固定患者，并将激光灯与患者体表上的定位线对齐。接下来是图像引导阶段，为降低摆位误差，质子治疗均需应用图像引导，将每次治疗前的摆位图像与计划使用的定位图像进行验证，减少由摆位带来的位置不确定性影响。目前在图像引导阶段缺乏相应的运动管理方法，以保证每次采集的摆位图像与定位图像间呼吸时相的一致性，因此，有必要进行完善。
技术实现思路
1、基于上述问题，本专利技术的目的在于提供运动管理方法、系统及相关设备，用于实现对患者体表变化的全面监控与精准管理，提高受呼吸运动影响较大肿瘤的配准精度，提高临床疗效。
2、本专利技术的目的采用以下技术方案实现：
3、第一方面，本专利技术提供一种运动管理系统，用于监控运动区域内患者的体表变化，所述系统包括：
4、实时成像模块，用于通过一个或多个位置固定的运动管理设备实时获取运动区域内患者的体表轮廓，根据所述体表轮廓获取患者的呼吸曲线；所述体表轮廓用于患者的辅助摆位；
5、4d采集模块，用于根据所述患者的呼吸曲线，发送呼吸信号给ct，建立呼吸时相同步时序；当治疗床从摆位位置移动至ct扫描位置时，根据患者的实时呼吸信号，利用ct采集患者在不同呼吸时相下的4dct图像或屏气图像；所述4dct图像或屏气图像用于与定位的4dct图像进行配准，根据配准结果对治疗床的摆位误差进行修正。
6、优选地，所述运动区域包括治疗床从摆位区域至ct区域、ct扫描位置，以及治疗床从滑轨ct扫描位置移动至治疗区域。
7、优选地，所述实时成像模块包括运动管理设备，所述运动管理设备包括数字光处理投影仪和ccd相机；所述实时成像模块的执行步骤包括：
8、所述数字光处理投影仪发射具有特定编码的结构光图像到患者体表；所述ccd相机同步捕获所述结构光图像；
9、对捕获的结构光图像进行解码处理，以确定ccd相机图像点与结构光图像点之间的对应关系；
10、根据所述对应关系，获得患者体表点的三维坐标；
11、通过患者体表点的三维坐标，进行体表的三维重构，获得患者的体表轮廓；
12、根据患者的体表轮廓随时间的变化，获得患者的呼吸曲线。
13、优选地，所述运动管理设备包括位于治疗室旋转机架的预设距离范围内的第一设备和位于ct区域的第二设备。
14、优选地，所述运动管理系统还包括：
15、摆位模块，用于在摆位阶段，将通过第一设备获得的患者的实时的体表轮廓与治疗计划中的参考体表轮廓进行匹配，从而完成患者第一阶段的摆位；
16、图像引导模块，用于将治疗床从摆位位置移动至ct扫描位置，通过ct进行图像引导；在ct区域，通过第二设备采集患者的实时体表轮廓。
17、优选地，所述运动管理系统还包括：
18、显示模块，用于显示实时监控界面，所述实时监控界面包括运动区域内的患者的实时体表轮廓、参考体表轮廓、实时呼吸曲线、参考呼吸曲线、轮廓偏移结果以及门控窗；
19、提示模块，用于根据患者的轮廓偏移结果，提示修正治疗床的摆位误差。
20、优选地，所述运动管理系统还包括：
21、vr引导模块，用于通过vr设备，反馈屏气治疗患者的实时吸气量和预设门控窗的相对位置；通过所述相对位置，使患者主动维持准确且稳定的屏气状态，以扫描屏气状态下的ct图像；所述实时吸气量通过患者的体表轮廓变化获得。
22、优选地，所述运动管理系统还包括：出束控制模块；所述出束控制模块包括体表引导单元和呼吸门控单元；
23、所述体表引导单元用于根据患者的实时体表轮廓和预设偏移容差，确定是否出束，若患者实时体表轮廓偏移值在预设偏移容差范围内，则进行出束；若偏移值超出预设偏移容差范围，则暂停出束；
24、所述呼吸门控单元用于根据所述患者的呼吸曲线，在特定的呼吸时相内，控制出束。
25、第二方面，本申请提出一种运动管理方法，用于监控运动区域内患者的体表变化，所述方法包括：
26、通过一个或多个位置固定的运动管理设备实时获取运动区域内患者的体表轮廓，根据所述体表轮廓获取患者的呼吸曲线；所述体表轮廓用于患者的辅助摆位；
27、根据所述患者的呼吸曲线，发送呼吸信号给ct，建立呼吸时相同步时序；当治疗床从摆位位置移动至ct扫描位置时，根据患者的实时呼吸信号，利用ct采集患者在不同呼吸时相下的4dct图像或屏气图像；所述4dct图像或屏气图像用于与定位的4dct图像进行配准，根据配准结果对治疗床的摆位误差进行修正。
28、优选地，所述运动管理设备包括数字光处理投影仪和ccd相机；所述方法包括：
29、所述数字光处理投影仪发射具有特定编码的结构光图像到患者体表；所述ccd相机同步捕获所述结构光图像；
30、对捕获的结构光图像进行解码处理，以确定ccd相机图像点与结构光图像点之间的对应关系；
31、根据所述对应关系，获得患者体表点的三本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种运动管理系统，用于监控运动区域内患者的体表变化，其特征在于，所述系统位于治疗室内，包括：
2.根据权利要求1所述的运动管理系统，其特征在于，所述运动区域包括治疗床从摆位区域至CT区域、CT扫描位置，以及治疗床从CT扫描位置移动至治疗区域。
3.根据权利要求1所述的运动管理系统，其特征在于，所述运动管理设备包括数字光处理投影仪和CCD相机；所述实时成像模块的执行步骤包括：
4.根据权利要求1所述的运动管理系统，其特征在于，所述运动管理设备包括位于治疗室旋转机架的预设距离范围内的第一设备和位于CT区域的第二设备。
5.根据权利要求4所述的运动管理系统，其特征在于，所述系统还包括：
6.根据权利要求1所述的运动管理系统，其特征在于，所述系统还包括：
7.根据权利要求1所述的运动管理系统，其特征在于，所述系统还包括：
8.根据权利要求1所述的运动管理系统，其特征在于，所述系统还包括出束控制模块；所述出束控制模块包括体表引导单元和呼吸门控单元；
9.一种运动管理方法，用于监控运动区域内患
10.根据权利要求9的运动管理方法，其特征在于，所述运动管理设备包括数字光处理投影仪和CCD相机；所述方法包括：
11.根据权利要求9的运动管理方法，其特征在于，所述运动管理设备包括位于治疗室旋转机架的预设距离范围内的第一设备和位于CT区域的第二设备，所述方法还包括：
12.根据权利要求9的运动管理方法，其特征在于，所述方法还包括：
13.根据权利要求9的运动管理方法，其特征在于，所述方法还包括：
14.根据权利要求9的运动管理方法，其特征在于，所述方法还包括：
15.一种治疗系统，其特征在于，所述系统包括：
16.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器实现所述计算机程序时实现权利要求1-8任一项所述系统的功能或执行权利要求9-14任一所述方法的步骤。
17.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取所述计算机指令时，所述计算机实现如权利要求1-8任一项所述系统的功能或执行权利要求9-14任一所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种运动管理系统，用于监控运动区域内患者的体表变化，其特征在于，所述系统位于治疗室内，包括：
2.根据权利要求1所述的运动管理系统，其特征在于，所述运动区域包括治疗床从摆位区域至ct区域、ct扫描位置，以及治疗床从ct扫描位置移动至治疗区域。
3.根据权利要求1所述的运动管理系统，其特征在于，所述运动管理设备包括数字光处理投影仪和ccd相机；所述实时成像模块的执行步骤包括：
4.根据权利要求1所述的运动管理系统，其特征在于，所述运动管理设备包括位于治疗室旋转机架的预设距离范围内的第一设备和位于ct区域的第二设备。
5.根据权利要求4所述的运动管理系统，其特征在于，所述系统还包括：
6.根据权利要求1所述的运动管理系统，其特征在于，所述系统还包括：
7.根据权利要求1所述的运动管理系统，其特征在于，所述系统还包括：
8.根据权利要求1所述的运动管理系统，其特征在于，所述系统还包括出束控制模块；所述出束控制模块包括体表引导单元和呼吸门控单元；
9.一种运动管理方法，用于监控运动区域内患者的体表变化，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈佳琪，李宇鹏，田春旭，
申请(专利权)人：迈胜医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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