本發(fā)明涉及一種醫(yī)療設(shè)備及其用法，特別涉及CT兼容呼吸訓練及自主調(diào)節(jié)裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

CT增強掃描過程中每一期相的掃描范圍均根據(jù)定位像進行定位且需要病人多次屏氣，特殊部位檢查需利用呼吸門控進行成像，特別是在心臟血管上，如先心病血管成像、冠脈成像等在臨床上廣泛應(yīng)用，胸腹部增強掃描及胸腹部血管成像，如胸部CT增強掃描、全腹部CT增強掃描、肺動脈成像、夾層動脈瘤成像、肝臟血管成像等已成為臨床常規(guī)檢查。此類檢查技術(shù)要求在檢查前對受檢者進行呼吸訓練以保證成像質(zhì)量。受檢者很難確保整個檢查過程中呼吸的一致性，在檢查過程中常出現(xiàn)呼吸節(jié)律紊亂、閉氣不佳、每次閉氣深度不一，導致圖像模糊、錯層、掃描范圍不足或過多，直接影響圖像質(zhì)量，同時也對患者造成非必要性輻射損傷。據(jù)文獻報道，西門子公司推出的CT flash掃描技術(shù)可解決受檢者閉氣不佳的問題，但利用flash掃描技術(shù)只有收縮期或舒張期單期成像而非呼吸門控技術(shù)的收縮期和舒張期雙期成像，圖像質(zhì)量欠佳。

有鑒于此，如何有效地控制受檢者的呼吸，又能保證受檢者舒適安全受檢且成像質(zhì)量高，已成為本領(lǐng)域亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為解決受檢者呼吸節(jié)律紊亂、閉氣不佳、每次閉氣深度不一及檢查過程中所面臨的非必要性輻射損傷等問題而提供一種操作簡單、安全實用的CT兼容呼吸訓練及自主調(diào)節(jié)裝置。該裝置實現(xiàn)人工智能顯示，受檢者在舒適的情況下戴上顯示裝置進行呼吸訓練并自主適應(yīng)調(diào)節(jié)成規(guī)律的呼吸后進行成像，而非CT設(shè)備適應(yīng)受檢者的實時呼吸。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

CT兼容呼吸訓練及自主調(diào)節(jié)裝置，包括呼吸檢測裝置、頭戴式顯示器、處理終端，所述呼吸檢測裝置和頭戴式顯示器分別與處理終端電連接。

優(yōu)選的，所述頭戴式顯示器為眼鏡顯示器。

優(yōu)選的，所述頭戴式顯示器為頭盔顯示器。

進一步的，所述頭戴式顯示器與處理終端無線連接。

進一步的，所述呼吸檢測裝置與處理終端無線連接。

優(yōu)選的，所述處理終端以外周門控的方式與CT檢測儀器連接，處理終端與CT檢測儀器的心率呼吸檢測器電連接，所述心率呼吸檢測器設(shè)有電極片。

CT兼容呼吸訓練及自主調(diào)節(jié)裝置的檢測方法，包括以下步驟：

第一步，應(yīng)用呼吸檢測裝置采集受檢者N個周期的呼吸波形圖，所述呼吸波形圖為呼吸強度隨著呼吸時間變化的波形圖，所述呼吸強度既胸腔內(nèi)外氣壓差，所述N≥5，所述呼吸波形圖為：

y＝f(t) (Ⅰ)

其中t為一個呼吸周期內(nèi)的呼吸時間，y為呼吸強度；

第二步，將第一步采集的數(shù)據(jù)輸入處理終端處理得到背景呼吸波形圖：

y_b＝x·g(t) (Ⅱ)

其中y_b為背景呼吸波形圖中的呼吸強度，x為修正常數(shù)，0.9≤x≤1.1；

第三步，將第二步得到的背景呼吸波形圖輸入頭戴式顯示器指導受檢者呼吸，同時將背景呼吸波形圖用于CT檢測脈沖序列的檢測數(shù)據(jù)收集；

所述第三步中，背景呼吸波形圖作為標準波形顯示在頭戴式顯示器上，同時將由CT檢測儀器上的心率呼吸監(jiān)測器檢測的實時呼吸波形顯示在頭戴式顯示器上，以指導受檢者呼吸，心率呼吸監(jiān)測器連接有電極片，檢測時，電極片貼在受檢者的胸口。

優(yōu)選的，所述第二步中，

首先通過N個呼吸周期的總時間計算得到單個呼吸周期的平均呼吸時間：

$t_p=\frac{{\mathrm{\Σ}}_1^N{t}_i}{N}---\left(III\right)$

其中t_p為平均一個呼吸周期的呼吸時間，t_i為第i個呼吸周期的呼吸時間；

再利用平均時間將每個呼吸周期的呼吸波形圖進行時間歸一化處理：

$y_i=f\left(t\frac{t_p}{t_i}\right)---\left(IV\right)$

其中y_i為第i個呼吸周期時間歸一化處理后的呼吸強度；

然后再將時間歸一化處理后的N個呼吸波形圖進行平均得到背景呼吸波形圖：

$y_b=x\·g\left(t\right)=x\·\frac{{\mathrm{\Σ}}_1^N{y}_i}{N}=x\·\frac{{\mathrm{\Σ}}_1^{N}f\left(t\frac{t_p}{t_i}\right)}{N}---\left(V\right)$

所述y_b為(Ⅱ)中的y_b。

進一步的，所述第二步與第三步之間還可以增加步驟a：

訓練受檢者的呼吸方式，使受檢者連續(xù)不少于三個呼吸周期的實時呼吸波形圖與背景呼吸波形圖的呼吸強度誤差≤最大呼吸強度的10％，所述最大呼吸強度為背景呼吸波形圖的最大呼吸強度。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1.本發(fā)明操作簡單，安全實用。

2.使用本發(fā)明的受檢者能夠自主調(diào)整獲得規(guī)律的呼吸后進行磁共振成像，而非磁共振適應(yīng)受檢者未做調(diào)整的實時呼吸進行成像。

3.本發(fā)明能夠保證受檢者受檢的舒適性，無任何壓力裝置于體表。

4.本發(fā)明能夠提高涉及磁共振屏氣成像或呼吸門控成像技術(shù)的應(yīng)用成功率，而非單一某部位的或某技術(shù)的的成功率，涵蓋范圍廣泛。

5.本發(fā)明能夠提高圖像質(zhì)量，指導臨床對癥精準治療。

附圖說明

圖1為本發(fā)明檢測方法第一步的示意圖；

圖2為本發(fā)明檢測方法第a步的示意圖；

圖3為本發(fā)明檢測方法第三步的示意圖；

圖4為檢測流程示意圖；

圖中：1-呼吸檢測裝置、2-頭戴式顯示器、3-處理終端、4-CT檢測儀器、41-心率呼吸監(jiān)測器、42-電極片。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。

如圖1所示，CT兼容呼吸訓練及自主調(diào)節(jié)裝置，包括呼吸檢測裝置1、頭戴式顯示器2、處理終端3，呼吸檢測裝置1和頭戴式顯示器2分別與處理終端3電連接，頭戴式顯示器2為眼鏡顯示器，頭戴式顯示器2與處理終端3無線連接，呼吸檢測裝置1與處理終端3無線連接，處理終端3以外周門控的方式與CT檢測儀器4連接，處理終端與CT檢測儀器的心率呼吸檢測器電連接，所述心率呼吸檢測器設(shè)有電極片。

當然，眼鏡顯示器也可以由頭盔顯示器、VR眼鏡、谷歌眼鏡等代替。

如圖2所示，CT兼容呼吸訓練及自主調(diào)節(jié)裝置的檢測方法，包括以下步驟：

第一步，應(yīng)用呼吸檢測裝置1采集受檢者N個周期的呼吸波形圖，呼吸波形圖為呼吸強度隨著呼吸時間變化的波形圖，呼吸強度既胸腔內(nèi)外氣壓差，N≥5，呼吸波形圖為：

y＝f(t) (Ⅰ)

其中t為一個呼吸周期內(nèi)的呼吸時間，y為呼吸強度；

第二步，將第一步采集的數(shù)據(jù)輸入處理終端3處理得到背景呼吸波形圖：

y_b＝x·g(t) (Ⅱ)

其中y_b為背景呼吸波形圖中的呼吸強度，x為修正常數(shù)，0.9≤x≤1.1，

首先通過N個呼吸周期的總時間計算得到單個呼吸周期的平均呼吸時間：

$t_p=\frac{{\mathrm{\Σ}}_1^N{t}_i}{N}---\left(III\right)$

其中t_p為平均一個呼吸周期的呼吸時間，t_i為第i個呼吸周期的呼吸時間；

再利用平均時間將每個呼吸周期的呼吸波形圖進行時間歸一化處理：

$y_i=f\left(t\frac{t_p}{t_i}\right)---\left(IV\right)$

其中y_i為第i個呼吸周期時間歸一化處理后的呼吸強度；

然后再將時間歸一化處理后的N個呼吸波形圖進行平均得到背景呼吸波形圖：

$y_b=x\·g\left(t\right)=x\·\frac{{\mathrm{\Σ}}_1^N{y}_i}{N}=x\·\frac{{\mathrm{\Σ}}_1^{N}f\left(t\frac{t_p}{t_i}\right)}{N}---\left(V\right)$

y_b為(Ⅱ)中的y_b；

步驟a：訓練受檢者的呼吸方式，使受檢者連續(xù)不少于三個呼吸周期的實時呼吸波形圖與背景呼吸波形圖的呼吸強度誤差≤最大呼吸強度的10％，最大呼吸強度為背景呼吸波形圖的最大呼吸強度，如果實時呼吸波形圖與背景呼吸波形圖總存在一定偏差，可以通過修正常數(shù)x對背景呼吸波形圖進行調(diào)整；

第三步，將第二步得到的背景呼吸波形圖輸入頭戴式顯示器2指導受檢者呼吸，同時將背景呼吸波形圖用于CT檢測脈沖序列的檢測數(shù)據(jù)收集，第三步中，背景呼吸波形圖作為標準波形顯示在頭戴式顯示器2上，同時將由CT檢測儀器4上的心率呼吸監(jiān)測器41檢測的實時呼吸波形顯示在頭戴式顯示器2上，以指導受檢者呼吸，心率呼吸監(jiān)測器41連接有電極片42，檢測時，電極片42貼在受檢者的胸口。

當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。