引導(dǎo)型醫(yī)用呼吸幅度調(diào)控儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種醫(yī)療器械，尤其是涉及一種用于輔助腫瘤放射治療的引導(dǎo)型醫(yī)用呼吸幅度調(diào)控儀。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代放療技術(shù)可使腫瘤放射治療的精確度達(dá)到毫米水平。然而，人體某些器官如肺臟的不停運(yùn)動(dòng)卻嚴(yán)重影響了腫瘤放療的精度。
[0003]研宄發(fā)現(xiàn)，平靜呼吸狀態(tài)下，肺臟可向各個(gè)方位發(fā)生位移，尤其以身體長(zhǎng)軸方向?yàn)樯酰蛇_(dá)2-3厘米。這樣，在腫瘤患者接受放療(特別是精確放療)過(guò)程中，呼吸運(yùn)動(dòng)自然會(huì)導(dǎo)致肺癌、肝癌以及無(wú)法手術(shù)的乳腺癌等腫瘤患者的放療靶區(qū)發(fā)生移動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致放療精度下降，影響放療效果；在經(jīng)皮肺穿刺術(shù)操作過(guò)程中，呼吸的運(yùn)動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致穿刺不精確，影響穿刺效果。
[0004]如何控制呼吸運(yùn)動(dòng)是目前擺在腫瘤放療人員面前的一大難題，也是目前腫瘤放療領(lǐng)域的一大研宄熱點(diǎn)。
[0005]目前，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者主要嘗試使用以下二種方式解決呼吸運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題:
[0006](I)讓放療設(shè)備只在病人呼吸周期的某一時(shí)段進(jìn)行放療:即設(shè)置一個(gè)呼吸探測(cè)器監(jiān)測(cè)呼吸，當(dāng)呼吸運(yùn)動(dòng)度在限定范圍時(shí)，直線加速器釋放X射線實(shí)施照射；而當(dāng)呼吸運(yùn)動(dòng)度超出限定范圍時(shí)，照射自動(dòng)停止。
[0007](2)讓放療設(shè)備在患者呼吸周期的某一時(shí)段暫停呼吸后進(jìn)行放療:將“主動(dòng)呼吸控制系統(tǒng)(Active Breathing Coordinator, ABC) ”與直線加速器結(jié)合起來(lái)，訓(xùn)練病人在呼吸周期的某一特定時(shí)期進(jìn)行短暫屏氣，然后直線加速器開(kāi)始短暫放療，放療結(jié)束后囑病人繼續(xù)呼吸。
[0008]這兩種控制方式的主要缺點(diǎn)在于:(I)呼吸調(diào)控設(shè)備必須與放療設(shè)備聯(lián)動(dòng)，設(shè)備安裝過(guò)程繁瑣；(2)在放療過(guò)程中，放療設(shè)備必須伴隨病人的呼吸周期而做出時(shí)斷時(shí)續(xù)的動(dòng)作，這種情況不但會(huì)顯著延長(zhǎng)病人的放療時(shí)間，而且會(huì)顯著增加放療設(shè)備的磨損，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)s短放療設(shè)備的使用壽命。
[0009]經(jīng)皮肺穿刺術(shù)對(duì)患者呼吸一般不作特別要求，特別是病灶超過(guò)3cmX 3cm大小者，因?yàn)榻?jīng)過(guò)觀察，就可知道患者呼吸運(yùn)動(dòng)起伏對(duì)穿刺病灶的影響，在進(jìn)入胸膜前再次定位，就能基本確定進(jìn)針的方向和角度，然后迅速穿刺進(jìn)入肺臟，這樣一般不會(huì)劃破胸膜，一旦穿刺達(dá)到病灶就有感覺(jué)，這時(shí)可再一次定位，如滿意就可活檢。若患者在穿刺時(shí)屏氣，可能使穿刺精確一些，但是穿刺完畢時(shí)患者呼吸動(dòng)度自然增大，這樣肺泡壓就可能有大的變化，可能對(duì)損傷的肺泡和血管有不利影響，特別是肺泡腔的破損，可造成進(jìn)入支氣管、血管鞘的氣體有機(jī)會(huì)進(jìn)入肺靜脈系統(tǒng)，引起空氣栓塞，雖然這種空氣栓塞的并發(fā)癥少見(jiàn)，但仍有報(bào)道。
[0010]研宄發(fā)現(xiàn)，膈肌在人體縱軸方向上的位移主要產(chǎn)生于呼吸周期的后1/4時(shí)段里，而在呼吸周期的前3/4時(shí)段里其位移不超過(guò)1_(主動(dòng)呼吸控制系統(tǒng)對(duì)肝腫瘤患者膈肌運(yùn)動(dòng)規(guī)律變化的影響，中國(guó)臨床醫(yī)學(xué)，2008，第6期)。這一研宄結(jié)果表明，肺內(nèi)腫瘤及上腹部腫瘤等受呼吸影響而發(fā)生位移主要發(fā)生于呼吸周期的最后時(shí)段。由此可以推知，控制呼吸幅度即人為縮短呼吸周期的時(shí)長(zhǎng)將可有效控制肺內(nèi)腫瘤及上腹部腫瘤因呼吸運(yùn)動(dòng)而發(fā)生位移。
[0011]德國(guó)癌癥研宄中心的Herfarth等學(xué)者曾觀察了壓腹法對(duì)膈肌運(yùn)動(dòng)的影響，發(fā)現(xiàn)該方法可使膈肌運(yùn)動(dòng)范圍降低至3?13_(平均7.3_)，從而有效控制病人呼吸運(yùn)動(dòng)的幅度。
[0012]另外，日本學(xué)者Negoro等也曾使用壓腹法控制病人呼吸幅度，其研宄表明，壓腹法可將呼吸導(dǎo)致的肺部腫瘤的運(yùn)動(dòng)幅度由自由呼吸時(shí)的8?20mm降至2?11mm，認(rèn)為這一方法可顯著減少肺部腫瘤的運(yùn)動(dòng)。
[0013]上述兩項(xiàng)研宄說(shuō)明，使用控制呼吸幅度的辦法以達(dá)到降低呼吸運(yùn)動(dòng)對(duì)放療靶區(qū)以及經(jīng)皮肺穿刺的影響是切實(shí)可行的。然而使用壓腹法降低呼吸幅度的技術(shù)雖然簡(jiǎn)單易行，但卻存在著明顯不足:這一技術(shù)不但無(wú)法精確調(diào)控病人的呼吸動(dòng)度，同時(shí)其可重復(fù)性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本實(shí)用新型的目的在于克服上述數(shù)種呼吸控制方式的不足之處，提供一種既可控制病人呼吸運(yùn)動(dòng)同時(shí)又不影響放療進(jìn)程的引導(dǎo)型醫(yī)用呼吸幅度調(diào)控儀。
[0015]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種引導(dǎo)型醫(yī)用呼吸幅度調(diào)控儀，包括主控系統(tǒng)、通訊電纜、雙通道呼吸器以及電源，所述的主控系統(tǒng)通過(guò)通訊電纜與雙通道呼吸器連接，所述的雙通道呼吸器連接電源，所述的主控系統(tǒng)包括主機(jī)機(jī)體，在所述的主機(jī)機(jī)體內(nèi)部設(shè)有單片機(jī)，所述的單片機(jī)連接有控制面板、A/D轉(zhuǎn)換器以及蜂鳴器，單片機(jī)接收控制面板以及雙通道呼吸器發(fā)出的信號(hào)，并向雙通道呼吸器輸出指令，控制雙通道呼吸器的工作。
[0016]進(jìn)一步具體的，所述的控制面板上設(shè)有電源指示燈、液晶顯示器、潮氣量檢測(cè)按鍵、氣量設(shè)置按鍵、呼吸狀態(tài)指示燈以及通訊電纜接口。
[0017]進(jìn)一步具體的，所述的雙通道呼吸器包括調(diào)控單元和呼吸單元，所述的調(diào)控單元包括調(diào)控機(jī)體，在所述的調(diào)控機(jī)體內(nèi)設(shè)有與單片機(jī)連接的信號(hào)放大器以及電磁閥驅(qū)動(dòng)電路，所述的信號(hào)放大器與壓力傳感器連接，電磁閥驅(qū)動(dòng)電路用于控制電磁閥，所述的電磁閥與呼吸單元連接。
[0018]進(jìn)一步具體的，所述的呼吸單元包括進(jìn)氣管以及出氣管，所述的進(jìn)氣管的進(jìn)氣端設(shè)有進(jìn)氣截止閥并連接調(diào)控單元，電磁閥安裝在進(jìn)氣管上，所述的進(jìn)氣管上連接有壓力傳感器；所述的出氣管一端為出氣口并且內(nèi)置出氣截止閥，另一端為病員端。
[0019]進(jìn)一步具體的，所述的調(diào)控單元包括通訊電纜接口、電源開(kāi)關(guān)、電源指示燈以及手動(dòng)報(bào)警裝置插孔。
[0020]進(jìn)一步具體的，所述的雙通道呼吸器上連接有手動(dòng)報(bào)警裝置。
[0021]進(jìn)一步具體的，所述的手動(dòng)報(bào)警裝置包括報(bào)警按鈕，所述的報(bào)警按鈕通過(guò)導(dǎo)線以及插頭與雙通道呼吸器連接。
[0022]進(jìn)一步具體的，所述的控制面板上連接蜂鳴器。
[0023]本實(shí)用新型主要用于乳腺癌、肺癌、肝癌等受呼吸運(yùn)動(dòng)影響較大的胸部、腹部惡性腫瘤患者的放射治療，尤其適用于這類惡性腫瘤患者的精確放射治療，還適用于經(jīng)皮肺穿刺術(shù)時(shí)呼吸頻率的控制，具有如下功能特點(diǎn):安裝、使用簡(jiǎn)單，容易操作；不中斷患者呼吸，舒適度好，容易被患者接受；不會(huì)對(duì)患者的呼吸、循環(huán)系統(tǒng)造成任何不良影響；不影響放療進(jìn)程。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本實(shí)用新型的工作流程框圖；
[0026]圖3為本實(shí)用新型的工作原理圖；
[0027]圖4為本實(shí)用新型的組成結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0028]圖5為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖6為本實(shí)用新型的主控系統(tǒng)控制面板示意圖。
[0030]圖中:1.主控系統(tǒng)；11.控制面板；111.呼吸狀態(tài)指示燈；112.液晶顯示器；113.潮氣量檢測(cè)按鈕；114.氣量設(shè)置增加按鈕；115.氣量設(shè)置減少按鈕；116.通訊電纜接口 ；12.單片機(jī)；14.蜂鳴器；2.通訊電纜；3.雙通道呼吸器；31.調(diào)控單元；311.電磁閥驅(qū)動(dòng)電路；312.壓力傳感器；313.信號(hào)放大器；319.電磁閥；32.呼吸單元；321.進(jìn)氣管；322.進(jìn)氣截止閥；323.出氣管；324.出氣截止閥；4.電源；5.手動(dòng)報(bào)警裝置；51.報(bào)警按鈕。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的描述。
[0032]如圖1?圖6所示一種引導(dǎo)型醫(yī)用呼吸幅度調(diào)控儀，由主控系統(tǒng)1、通訊電纜2、雙通道呼吸器3、電源4和手動(dòng)報(bào)警裝置5五部分組成。主控系統(tǒng)I通過(guò)通訊電纜2與雙通道呼吸器3相連接，雙通道呼吸器3與電源4和手動(dòng)報(bào)警裝置5相連接，同時(shí)通過(guò)其呼吸單元32的病員端與病員的口腔形成密閉系統(tǒng)。電源4也可與主控系統(tǒng)I相連接。
[0033]所述的主控系統(tǒng)I由控制面板11、單片機(jī)12、A/D轉(zhuǎn)換器、蜂鳴器14和主機(jī)機(jī)體組成。其功能是接收控制面板11的輸入信號(hào)和雙通道呼