配合冠状动脉CT成像的屏气系统及其使用方法与流程

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种配合ct成像的屏气装置及其使用方法。

背景技术：

ct成像作为一种活体成像方式，具有空间分辨率高、成像时间短、成本相对低、能够得到动物活体情况下的三维结构信息等优点。但使用微型ct对活体动物胸部或腹部等成像时，活体动物的呼吸运动会产生运动伪影，导致图像空间分辨率降低。

冠状动脉ct成像(coronarycomputedtomographyangiography，ccta)可以用于心血管疾病诊断、筛查、治疗、随访等。ccta检查要通过呼吸控制来避免呼吸运动伪影的出现，对于屏气困难的患者来说，并不能很好的配合呼吸控制，从而导致图像出现错层伪影，使得诊断的准确性下降甚或是检查失败。虽然随着高端ct的时间分辨率增加和探测器的增宽，降低了高心率、心律不齐等因素对图像质量的影响，但呼吸伪影仍然是影响图像质量的主要因素。扫描过程中若出现明显呼吸运动，则心脏会出现整体移位，导致冠状动脉的主干和分支的中断、移位或错位，造成图像质量的明显下降，甚至影响诊断。

如中国专利申请201911121406.4号提供的一种用于ct扫描的屏气自动检测装置，包括屏气检测主机、弹性腰带和两根拉力带。屏气检测主机内置两个拉力传感器和检测电路，每一个拉力传感器通过拉力环连接一根拉力带，每一个拉力环的一端固定在拉力传感器内，另一端连接至拉力带的一端，拉力带的另一端设置日型塑料扣，弹性腰带的一端固设在日型塑料扣上；每一个拉力传感器用于将各自拉力带承受的物理拉力转换为模拟电信号；检测电路用于将模拟电信号进行检测分析并产生拉力值，将拉力值输出至lcd显示屏上显示，当拉力值未达到屏气阈值时，控制扬声器发出警告声音。然后，该专利公开的用于ct扫描的屏气自动检测装置只是能够实现在ct扫描下检测患者的屏气情况，防止患者屏气时腹部呼吸运动产生运动伪影，其无法帮助患者实施屏气。

因此，提供一种能够可与ct设备交互，在判断患者无法憋住气时，可帮助患者实现闭气的配合冠状动脉ct成像的屏气系统及其使用方法成为业内急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种配合冠状动脉ct成像的屏气系统及其使用方法，其能够检测的患者呼吸，与ct设备相交互，通过呼吸波形判断患者能不能憋住气，若检测患者无法实现自我主动憋气时，启动闭气装置，以配合检查完成。

本发明的第一个目的在于提供一种配合冠状动脉ct成像的屏气系统，包括：与ct检测仪电连接的屏气检测装置、及与屏气检测装置电连接的屏气执行装置，其中，屏气检测装置包括：与ct检测仪电连接的处理终端单元、以及与处理终端单元无线连接的呼吸检测单元，呼吸检测单元用于采集受检者的呼吸波形图；屏气执行装置包括：鼻罩、枢轴连接于鼻罩的底部且可密封鼻罩内空腔的底板、以及控制底板呈闭合或开启状态的控制阀，其中，控制阀与屏气检测装置的处理终端单元电连接，底板于对应于佩戴鼻罩的受检者的鼻孔处开设有两个通气孔，每个通气孔内安装有朝向鼻罩内腔延伸的单向通气头，每个单向通气头的顶部开设有宽度小于等于1.5毫米的通气缝。

可选择地，处理终端单元以外周门控的方式与ct检测仪电连接。

优选地，每个单向通气头的顶部开设有宽度为0.5～1.5毫米的通气缝。

可选择地，呼吸检测单元检测的呼吸波形图设定为呼吸强度随着呼吸时间变化的波形图，呼吸强度设定为胸腔内外气压差。在本发明中，呼吸波形图为：y＝f(t)，其中，t为一个呼吸周期内的呼吸时间，y为呼吸强度。

可选择地，单向通气头呈圆锥台状，圆锥台的顶端开设有通气缝。

可选择地，鼻罩、底板、以及单向通气头均为硅胶材质。硅胶材质的设置可防止鼻罩长时间对受检者面部皮肤压紧造成受检者皮肤被压出现淤青或疼痛情况。同时底板采用硅胶材质是使得底板在压紧过程中对患者鼻子外圈皮肤起到良好的密闭性。利用硅胶的软弹性，可保证单向通气头不会伤害受检者的鼻孔，同时还可以满足对于气体单向通路的硬度要求。

可选择地，鼻罩的两侧设有用于将其固定于受检者鼻子处的弹性鼻夹，从而实现鼻罩的固定效果。

可选择地，鼻罩的两侧连接有弹性绑带，由此，可将弹性绑带套在受检者的头部，将鼻罩罩合于受检者的鼻部。

可选择地，枢轴连接于鼻罩的底部且可密封鼻罩内空腔的底板的闭合方式可通过多种机构实现，比如可采用气压驱动底板运动或电磁铁吸合驱动底板运动方式。其中可选择地，屏气执行装置进一步包括用于闭合底板的拉线、设于鼻罩上的与控制阀电连接的微型电机及由微型电机驱动的绕线盘，拉线的一端固接于绕线盘，拉线的另一端固接于底板的自由端，从而当微型电机驱动绕线盘转动时，拉线缠绕至绕线盘上，以拉动底板的自由端绕着枢转轴转动，从而实现底板将鼻罩内空腔密封。当微型电机反向转动时，释放拉线，则底板在重力作用下自由释放，从而解除鼻罩内空腔的密封。

本发明的第二个目的在于提供一种如上所述的配合冠状动脉ct成像的屏气系统的使用方法，其包括：(1)、将呼吸检测单元捆绑于受检者的腹部，启动屏气检测装置，处理终端单元测得受检者至少10组呼吸波形图，对至少10组呼吸波形图进行平均处理，获取平均呼吸强度；(2)、启动呼吸检测单元对受检者的呼吸强度进行检测并获取对应的呼吸强度，处理终端单元对呼吸检测单元测得的受检者的呼吸波强度进行实时监控；以及(3)、在实时呼气强度满足条件时，ct检测仪获取对应周期获取的冠状动脉ct图像。

其中，步骤(3)包括：(3-1)、当呼气强度低于步骤(1)获得的平均呼吸强度时，处理终端单元指示ct检测仪获取对应周期获取的冠状动脉ct图像；以及(3-2)、当呼气强度高于步骤(1)获得的平均呼吸强度时，处理终端单元向屏气执行装置的控制阀发出指示，闭合底板后，再继续对呼吸检测单元测得的受检者的呼吸波强度进行实时监控，直至呼气强度低于步骤(1)获得的平均呼吸强度时，处理终端单元指示ct检测仪获取对应周期获取的冠状动脉ct图像。

由此可见，当处理终端单元检测到受检者可以自主实现闭气效果时，便不需要让受检者进行被动的屏气操作。而当受检者无法自主控制闭气时，便启动屏气执行装置的控制阀，将底板密封于鼻罩的底部，使得鼻罩形成密闭的空腔，受检者想要呼气时，空腔的内部气压大于单向通气头的内部压强，从而单向通气头的外部压强将通气缝压至紧密贴合无法通气，使得受检者无法通过鼻孔呼气。当受检者需要吸气时，空腔的内部气压小于单向通气头的内部气压，单向通气头的内部气压将通气缝顶开使得空气可以流通，从而使得单向通气头让受检者鼻孔只能吸气无法呼气，达到让受检者屏气的效果。

本发明的有益效果是：(1)、本发明的屏气装置结构简易、操作简单、安全实用；(2)、本发明能够保证受检者受检的舒适性，在受检者可自行闭气时，不会进行强制操作；(3)、获取的ct扫描图像清晰，提高了ct扫描图像的质量，从而使得ct扫描结果更准确，辅助医生更加准确的辨别患者的病变部位。

附图说明

图1示出了本发明的配合冠状动脉ct成像的屏气系统的构造示意图。

图2示出了本发明的鼻罩和底板的构造示意图。

图3示出了本发明的单向通气头的构造示意图。

图4示出了本发明的配合冠状动脉ct成像的屏气系统的使用方法的流程示意图。

具体实施方式

请参照图1，根据本发明的一种实施方式，配合冠状动脉ct成像屏气系统包括：屏气检测装置1及屏气执行装置2。

作为一种非限制性实施方式，如图1所示，屏气检测装置1包括：处理终端单元11及呼吸检测单元12。处理终端单元11与ct检测仪电连接，呼吸检测单元12与处理终端单元11无线通信连接，呼吸检测单元12可采集受检者的呼吸波形图。

屏气执行装置2包括：鼻罩21、枢轴连接于鼻罩21的底部且可密封鼻罩21内的空腔的底板22、以及控制底板22呈闭合或开启状态的控制阀23。其中，控制阀23与屏气检测装置1的处理终端单元11电连接，底板22于对应于佩戴鼻罩21的受检者的鼻孔处开设有两个通气孔221，如图3所示，每个通气孔221内安装有朝向鼻罩内腔延伸的单向通气头222，每个单向通气头222的顶部开设有宽度约1毫米的通气缝223，单向通气头222呈圆锥台状，圆锥台的顶端开设有通气缝223。

在另一种非限制性实施方式中，处理终端单元以外周门控的方式与ct检测仪电连接，呼吸检测单元检测的呼吸波形图设定为呼吸强度随着呼吸时间变化的波形图，呼吸强度设定为胸腔内外气压差。

在本发明中，鼻罩、底板、以及单向通气头均为硅胶材质，硅胶材质的设置可防止鼻罩长时间对受检者面部皮肤压紧造成受检者皮肤被压出现淤青或疼痛情况。同时底板采用硅胶材质是使得底板在压紧过程中对患者鼻子外圈皮肤起到良好的密闭性。利用硅胶的软弹性，可保证单向通气头不会伤害受检者的鼻孔，同时还可以满足对于气体单向通路的硬度要求。

为了便于鼻罩罩合于受检者的面部，鼻罩的两侧可设置弹性鼻夹，从而实现鼻罩的固定效果。也可在鼻罩的两侧连接弹性绑带，由此，可将弹性绑带套在受检者的头部，将鼻罩罩合于受检者的鼻部。

由此，在使用本发明的配合冠状动脉ct成像的屏气系统时，如图4所示，首先，在步骤s1中，将呼吸检测单元捆绑于受检者的腹部，启动屏气检测装置，处理终端单元测得受检者至少10组呼吸波形图，对至少10组呼吸波形图进行平均处理，获取平均呼吸强度。接着，在步骤s2中，启动呼吸检测单元对受检者的呼吸强度进行检测并获取对应的呼吸强度，处理终端单元对呼吸检测单元测得的受检者的呼吸波强度进行实时监控；最后，在步骤s3中，在实时呼气强度满足条件时，ct检测仪获取对应周期获取的冠状动脉ct图像。

在又一种非限制性实施方式中，步骤s3包括：(3-1)、当呼气强度低于步骤(1)获得的平均呼吸强度时，处理终端单元指示ct检测仪获取对应周期获取的冠状动脉ct图像；以及(3-2)、当呼气强度高于步骤s1获得的平均呼吸强度时，处理终端单元向屏气执行装置的控制阀发出指示，闭合底板后，再继续对呼吸检测单元测得的受检者的呼吸波强度进行实时监控，直至呼气强度低于步骤s1获得的平均呼吸强度时，处理终端单元指示ct检测仪获取对应周期获取的冠状动脉ct图像。

由此可见，当处理终端单元检测到受检者可以自主实现闭气效果时，便不需要让受检者进行被动的屏气操作。而当受检者无法自主控制闭气时，便启动屏气执行装置的控制阀，将底板密封于鼻罩的底部，使得鼻罩形成密闭的空腔，受检者想要呼气时，空腔的内部气压大于单向通气头的内部压强，从而单向通气头的外部压强将通气缝压至紧密贴合无法通气，使得受检者无法通过鼻孔呼气。当受检者需要吸气时，空腔的内部气压小于单向通气头的内部气压，单向通气头的内部气压将通气缝顶开使得空气可以流通，从而使得单向通气头让受检者鼻孔只能吸气无法呼气，达到让受检者屏气的效果。

尽管在此已详细描述本发明的优选实施方式，但要理解的是本发明并不局限于这里详细描述和示出的具体结构，在不偏离本发明的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。