择等功能。
[0037]WIFI客户端:系统通过WIFI与家中的无线路由器进行连接，进而实现系统与互联网的对接。该系统提供可与andr1d/1S智能机进行通信的客户端，用户可通过手机对系统进行设置、设置训练模式甚至实现开关机；这也为模拟机的远程控制和数据的远程传输提供了技术支撑。
[0038]Mp3播放模块:将经过处理的多段磁共振仪声音存储到系统的SD卡或者TF卡中，根据预定的训练模式进行程式播放，该模块提供耳机接口，方便个人训练而不干扰家人。
[0039]Mp3语音、闪光灯、蜂鸣器、短信、电话等声光电报警:当训练系统出现故障或者检测到受训者发生重度呼吸暂停等其它严重问题时启动声光电报警系统，同时可通过电话、短信等方式提醒亲属或有关部门。
[0040]振动电机:用来模拟磁共振仪运行时产生的震动感，一般贴在床板下，其振动的强度受程序控制。
[0041]3G/GPRS、网络远程监控:可通过有线及无线网络通信将训练情况及监控数据上传至控制中心或医院的数据中心，负责训练的人员或医生可通过网络或者手机对训练机进行开关机、调整训练模式等操作，实现远程训练，在具有可用WIFI的情况下采用WIFI进行远程通信，否则采用此方式进行远程通信。
[0042]电脑通信USB:用于外接电脑以便读取训练过程中存储在系统内部的数据及视频等，同时可进行训练模式选择、远程监测等设置。长时间训练产生的大数据也可以通过该接口直接存储到计算机硬盘中。
[0043]U盘/SD卡本机存储读写模块:存储事先处理好的磁共振声音，记录系统运行时的各种参数及监控信息。
[0044]充气式模拟测试舱:模拟磁共振仪的圆筒形测试舱(见图2)。可固定在普通睡床上，使用时充气形成圆筒形状，放气后可折叠。
[0045]模拟头颈线圈:模拟磁共振扫描时被测试者需带的头部或头颈部线圈。可采用充气式或实体式，具有与真实线圈相同或相近的几何形状。
[0046]3、分频式训练模式:
[0047]将用高保真录音机采集的原始磁共振声音进行傅里叶变换，获得频谱分布图。下面是一种低通滤波的分频方法。采用低通滤波器对原始声音的频谱信号进行逐级提取，随着低通滤波器截止频率的提高，音频信号在通带内的频率范围逐渐增大，滤波前后的音频信号如图4-a至图4-f所示。将处理后的信号重新保存为音频信号，通过模拟机按预定程序进行播放。
[0048]在音频信号的处理过程中，对于振幅较大的500HZ-1500HZ频率范围，可采用较细的频率分割区间，而对其它振幅相对较小的频带，可将频率分割区间加大。这样可以在进行磁共振声音模拟的时候，使声音的强度和频率上的过度都较为平坦，受试者更容易适应。训练的顺序可采取从低频到高频，从低音量到高音量，循序渐进的方式，也可以采用其它的分频、混频模式。以上所述仅为一个例子，实际中可根据受训者的适应能力采用其它方式的分频、组合方法。
[0049]为使受试者在训练的初始阶段能够尽快地适应，可在该模拟机中适当地加入粉噪声。据相关文献报道，磁共振扫描的某些特定序列可产生粉噪声，这些粉噪声可以帮助睡眠。在训练初期加入能够产生粉噪声的某些特定扫描序列所对应的声音，随着训练的进行逐渐降低该粉噪声所占的比例，直到为O。图4a_4d为一个加入粉噪声训练的例子。
[0050]训练模式的区分主要根据正常扫描序列声音、粉噪声序列声音、扫描间隙、开机/定位音所占的百分比来进行划分，四种训练模式的百分比如图4所示。在用户设置界面中可根据受试者的实际情况来调整各个训练模式各种序列所占的百分比，系统按照该百分比设置进行序列分配，随后自动将模式下对应的声音依照分频训练的方式从低频开始逐步增力口，适应之后再选择更高的训练模式。
[0051]在实际的应用中，由于不同的扫描序列对应的声音不同，不同的机型和厂家对应的磁共振仪产生的噪音也有差异，所以训练方案需要针对受训者最终将使用的扫描序列以及扫描仪的机型来的设定。可将训练方案依机型进行定制，一个特定的机型对应一套特定的训练方案，该方案中可选择用于检测的多种磁共振扫描序列的声音。
【主权项】
1.帮助受试者达到在磁共振环境下自然入眠目的的睡眠训练机。对磁共振环境的模拟包括用与真实几何形状相似的充气式模拟测试舱和模拟头颈部线圈来模拟接受磁共振扫描时的空间环境；用MP3或具有类似功能的模块存储、播放磁共振机运行声音来模拟磁共振扫描的声音环境；用振动电机模拟磁共振扫描时床面产生的振动。睡眠监测智能手环，腹带式呼吸传感器，脉搏血氧传感器，微型摄像头等用于协同监测受试者的睡眠状况；电阻触摸屏，Andr1d/1S客户端，Mp3声音播放模块，语音、闪光灯、蜂鸣器、短信、电话等声光电报警模块提供人机交互；3G/GPRS、网络远程监控模块、U盘/SD卡本机存储读写模块、电脑USB通信模块用来实现数据的传输共享；主控系统用来控制整套系统的运行。
2.根据I所述的磁共振环境下的睡眠训练机，其主要特征在于能够模拟磁共振机运行时真实的声音环境和空间环境，分频、分段、人为添加粉噪声的适应性训练方式，实现受试者可在磁共振环境下自然入睡的目的。
3.权利要求2中所述的分频分段训练，特点在于将原始的待训练声音分解成不同频段的声音。训练时从某些频段开始，逐渐加入其它频段声音，直至最后合成具有完整频谱的原声音.这样的训练方式可以使受试者更快地适应环境，取得更好的训练效果。
4.权利要求2中的粉噪声，特点为频率分量功率主要分布在中低频段，在一定的频率范围内等比例频带宽内的能量是相等的。某些特定的核磁扫描序列可以产生这种声音，睡眠训练时加入这种声音有助于受试者产生睡意，加快训练进程。
5.该专利的适应性训练方法适用于各种需要在磁共振环境下获得受试者自然睡眠图像的疾病诊治以及科研的情况。
【专利摘要】本发明为磁共振环境下睡眠训练机，提出一种在磁共振环境下让受训者正常入睡的训练方法，并在此基础上设计训练机，该机可模拟磁共振仪工作状态下的声音与空间环境。训练方法上，将目标磁共振噪声与人为添加的粉噪声按一定比例混合，随训练的进行逐渐降低粉噪声比例；对噪声进行傅里叶展开并进行频谱分析，通过将不同频率噪声依一定顺序规则逐渐叠加的方式对受训者进行适应性训练。训练机设计上，将事先处理好的噪声分段存储在模拟机中，受训者选择训练模式，戴好各种传感器，躺在模拟舱中。受训者可以循序渐进选择训练模式直至实现磁共振仪运行环境下的自然睡眠。训练机还有远程通信功能，可远程实时监控受训者的训练情况，对训练进行调整。
【IPC分类】A61B5-1455, A61B5-0205, A61M21-02
【公开号】CN104667407
【申请号】CN201410815248
【发明人】黄亚奇, 林洪义
【申请人】首都医科大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年12月25日