随着现代医学技术的发展,临床上出现多种精确放射治疗技术,使接受放疗患者的生存率和生活质量得到显著提高。临床上有许多的不确定因素严重制约着精确放疗的实施,其中影响最为显著的是患者半自主的呼吸运动。患者的胸腹部靶区随着呼吸起伏发生较大的位移,如不能将其有效滤除,将会影响放疗医师对肿瘤的位置和大小的判断,结果导致肿瘤的靶区在勾勒时结果难以精确,放线时漏掉部分感兴趣区域。可见整个治疗过程受人体呼吸运动影响很大,甚至导致治疗失败。而呼吸门控技术是临床上处理此类情况的一个行之有效的途径。瓦里安公司的患者实时体位监测(RPM)系统是临床上有着成熟应用的方法之一。RPM系统在临床应用中存在一些不足之处,如医师对荧光模块的重复摆位不一致会对结果产生误差、胸腹部放置物会增加患者紧张程度影响呼吸的稳定性、附加的设备也会提升治疗成本等。本研究以心冲击原理为基础,设计了一套新型呼吸相位探测系统。该套设备使用聚偏氟乙烯(PVDF)材质,加工而成的背部压力式感应带采集体动信号,经电子学系统处理获得患者呼吸信号,作为门控引导患者的放射治疗。电子学系统具有信号放大、降噪、滤波等功能,主要包括电荷灵敏放大模块、高低通滤波模块、50Hz陷波模块、ADC驱动模块和MCU集成芯片等。该呼吸相位探测系统与瓦里安RPM系统同步采集CT的扫描数据,通过实际测试与相关临床试验,证明能够有效采集到呼吸信号。对获取的呼吸信号采用定性对比方法,结果表明本设备采集的呼吸曲线明显优于RPM信号。定量对比分析选用广义互相关时延估算技术,结论是两种数据采集设备结果可信。对4D-CT影像评估,两套系统都会在不同程度上产生伪影,自研设备的成像结果更为准确。本研究验证了自研系统的可靠性和呼吸门控技术对控制呼吸运动的可行性,相比较RPM系统,本系统的成本更低、患者更为易受,临床适用性佳。