CT兼容呼吸训练及自主调节装置的制作方法

本实用新型涉及一种医疗设备及其用法，特别涉及CT兼容呼吸训练及自主调节装置及其使用方法。

背景技术：

CT增强扫描过程中每一期相的扫描范围均根据定位像进行定位且需要病人多次屏气，特殊部位检查需利用呼吸门控进行成像，特别是在心脏血管上，如先心病血管成像、冠脉成像等在临床上广泛应用，胸腹部增强扫描及胸腹部血管成像，如胸部CT增强扫描、全腹部CT增强扫描、肺动脉成像、夹层动脉瘤成像、肝脏血管成像等已成为临床常规检查。此类检查技术要求在检查前对受检者进行呼吸训练以保证成像质量。受检者很难确保整个检查过程中呼吸的一致性，在检查过程中常出现呼吸节律紊乱、闭气不佳、每次闭气深度不一，导致图像模糊、错层、扫描范围不足或过多，直接影响图像质量，同时也对患者造成非必要性辐射损伤。据文献报道，西门子公司推出的CT flash扫描技术可解决受检者闭气不佳的问题，但利用flash扫描技术只有收缩期或舒张期单期成像而非呼吸门控技术的收缩期和舒张期双期成像，图像质量欠佳。

有鉴于此，如何有效地控制受检者的呼吸，又能保证受检者舒适安全受检且成像质量高，已成为本领域亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型是为解决受检者呼吸节律紊乱、闭气不佳、每次闭气深度不一及检查过程中所面临的非必要性辐射损伤等问题而提供一种操作简单、安全实用的CT兼容呼吸训练及自主调节装置。该装置实现人工智能显示，受检者在舒适的情况下戴上显示装置进行呼吸训练并自主适应调节成规律的呼吸后进行成像，而非CT设备适应受检者的实时呼吸。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

CT兼容呼吸训练及自主调节装置，包括呼吸检测装置、头戴式显示器、处理终端，所述呼吸检测装置和头戴式显示器分别与处理终端电连接。

优选的，所述头戴式显示器为眼镜显示器。

优选的，所述头戴式显示器为头盔显示器。

进一步的，所述头戴式显示器与处理终端无线连接。

进一步的，所述呼吸检测装置与处理终端无线连接。

优选的，所述处理终端以外周门控的方式与CT检测仪器连接，处理终端与CT检测仪器的心率呼吸检测器电连接，所述心率呼吸检测器设有电极片。

CT兼容呼吸训练及自主调节装置的检测方法，包括以下步骤：

第一步，应用呼吸检测装置采集受检者N个周期的呼吸波形图，所述呼吸波形图为呼吸强度随着呼吸时间变化的波形图，所述呼吸强度既胸腔内外气压差，所述N≥5，所述呼吸波形图为：

y＝f(t) (Ⅰ)

其中t为一个呼吸周期内的呼吸时间，y为呼吸强度；

第二步，将第一步采集的数据输入处理终端处理得到背景呼吸波形图：

y_b＝x·g(t) (Ⅱ)

其中y_b为背景呼吸波形图中的呼吸强度，x为修正常数，0.9≤x≤1.1；

第三步，将第二步得到的背景呼吸波形图输入头戴式显示器指导受检者呼吸，同时将背景呼吸波形图用于CT检测脉冲序列的检测数据收集；

所述第三步中，背景呼吸波形图作为标准波形显示在头戴式显示器上，同时将由CT检测仪器上的心率呼吸监测器检测的实时呼吸波形显示在头戴式显示器上，以指导受检者呼吸，心率呼吸监测器连接有电极片，检测时，电极片贴在受检者的胸口。

优选的，所述第二步中，

首先通过N个呼吸周期的总时间计算得到单个呼吸周期的平均呼吸时间：

其中t_p为平均一个呼吸周期的呼吸时间，t_i为第i个呼吸周期的呼吸时间；

再利用平均时间将每个呼吸周期的呼吸波形图进行时间归一化处理：

其中y_i为第i个呼吸周期时间归一化处理后的呼吸强度；

然后再将时间归一化处理后的N个呼吸波形图进行平均得到背景呼吸波形图：

所述y_b为(Ⅱ)中的y_b。

进一步的，所述第二步与第三步之间还可以增加步骤a：

训练受检者的呼吸方式，使受检者连续不少于三个呼吸周期的实时呼吸波形图与背景呼吸波形图的呼吸强度误差≤最大呼吸强度的10％，所述最大呼吸强度为背景呼吸波形图的最大呼吸强度。

本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型操作简单，安全实用。

2.使用本实用新型的受检者能够自主调整获得规律的呼吸后进行磁共振成像，而非磁共振适应受检者未做调整的实时呼吸进行成像。

3.本实用新型能够保证受检者受检的舒适性，无任何压力装置于体表。

4.本实用新型能够提高涉及磁共振屏气成像或呼吸门控成像技术的应用成功率，而非单一某部位的或某技术的的成功率，涵盖范围广泛。

5.本实用新型能够提高图像质量，指导临床对症精准治疗。

附图说明

图1为本实用新型检测方法第一步的示意图；

图2为本实用新型检测方法第a步的示意图；

图3为本实用新型检测方法第三步的示意图；

图4为检测流程示意图；

图中：1-呼吸检测装置、2-头戴式显示器、3-处理终端、4-CT检测仪器、 41-心率呼吸监测器、42-电极片。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1所示，CT兼容呼吸训练及自主调节装置，包括呼吸检测装置1、头戴式显示器2、处理终端3，呼吸检测装置1和头戴式显示器2分别与处理终端3电连接，头戴式显示器2为眼镜显示器，头戴式显示器2与处理终端 3无线连接，呼吸检测装置1与处理终端3无线连接，处理终端3以外周门控的方式与CT检测仪器4连接，处理终端与CT检测仪器的心率呼吸检测器电连接，所述心率呼吸检测器设有电极片。

当然，眼镜显示器也可以由头盔显示器、VR眼镜、谷歌眼镜等代替。

如图2所示，CT兼容呼吸训练及自主调节装置的检测方法，包括以下步骤：

第一步，应用呼吸检测装置1采集受检者N个周期的呼吸波形图，呼吸波形图为呼吸强度随着呼吸时间变化的波形图，呼吸强度既胸腔内外气压差， N≥5，呼吸波形图为：

y＝f(t) (Ⅰ)

其中t为一个呼吸周期内的呼吸时间，y为呼吸强度；

第二步，将第一步采集的数据输入处理终端3处理得到背景呼吸波形图：

y_b＝x·g(t) (Ⅱ)

其中y_b为背景呼吸波形图中的呼吸强度，x为修正常数，0.9≤x≤1.1，

首先通过N个呼吸周期的总时间计算得到单个呼吸周期的平均呼吸时间：

其中t_p为平均一个呼吸周期的呼吸时间，t_i为第i个呼吸周期的呼吸时间；

再利用平均时间将每个呼吸周期的呼吸波形图进行时间归一化处理：

其中y_i为第i个呼吸周期时间归一化处理后的呼吸强度；

然后再将时间归一化处理后的N个呼吸波形图进行平均得到背景呼吸波形图：

y_b为(Ⅱ)中的y_b；

步骤a：训练受检者的呼吸方式，使受检者连续不少于三个呼吸周期的实时呼吸波形图与背景呼吸波形图的呼吸强度误差≤最大呼吸强度的10％，最大呼吸强度为背景呼吸波形图的最大呼吸强度，如果实时呼吸波形图与背景呼吸波形图总存在一定偏差，可以通过修正常数x对背景呼吸波形图进行调整；

第三步，将第二步得到的背景呼吸波形图输入头戴式显示器2指导受检者呼吸，同时将背景呼吸波形图用于CT检测脉冲序列的检测数据收集，第三步中，背景呼吸波形图作为标准波形显示在头戴式显示器2上，同时将由CT 检测仪器4上的心率呼吸监测器41检测的实时呼吸波形显示在头戴式显示器 2上，以指导受检者呼吸，心率呼吸监测器41连接有电极片42，检测时，电极片42贴在受检者的胸口。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。