專利名稱：數(shù)字化主動(dòng)型呼吸門(mén)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型技術(shù)涉及采用主動(dòng)型的呼吸控制方法應(yīng)用于受呼吸運(yùn)動(dòng)影響的疾 病的診斷及治療(如肺癌放射治療靶區(qū)勾畫(huà)、CT引導(dǎo)下的組織穿刺活檢、放射性粒子 植入等)。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)的醫(yī)學(xué)影像及放射治療技術(shù)隨著設(shè)備及技術(shù)的發(fā)展，已進(jìn)入了精確 治療時(shí)代。眾所周知，我們?cè)诤粑\(yùn)動(dòng)時(shí)胸壁、膈肌、肺內(nèi)及周?chē)M織也在隨之運(yùn) 動(dòng)而且呼吸運(yùn)動(dòng)還可波及腹部，研究表明病灶位于肺下葉時(shí)，其單一方向上的位移 最大可達(dá)3cm,肝臟內(nèi)腫瘤也會(huì)隨膈肌的運(yùn)動(dòng)而動(dòng)。在不具備影像引導(dǎo)的放療系統(tǒng)(IGRT)、主動(dòng)呼吸控制(ABC)系統(tǒng)及深吸氣時(shí)呼吸控制(DIBH)系統(tǒng)的情況下， 如果不考慮運(yùn)動(dòng)因素就有可能造成病灶部分遺漏，甚至脫靶，因而需要在呼氣末、 吸氣末或呼吸某個(gè)時(shí)相進(jìn)行掃描，并將這些圖像融合在一起，構(gòu)成整個(gè)呼吸周期的 耙區(qū)。同樣，在進(jìn)行CT引導(dǎo)下肺、肝等組織穿刺活檢或放射粒子植入時(shí)，由于呼吸 運(yùn)動(dòng)可能造成穿刺誤差甚至氣胸。呼吸門(mén)控系統(tǒng)能配合CT解決這一問(wèn)題，當(dāng)前常用 的呼吸門(mén)控方法有體外標(biāo)記紅外線檢測(cè)呼吸門(mén)控系統(tǒng)，它的工作原理是將攝像機(jī) 探測(cè)到的體外標(biāo)記的運(yùn)動(dòng)軌跡，經(jīng)信號(hào)化處理后顯示在監(jiān)視屏，操作人員根據(jù)監(jiān)視 屏顯示的呼吸動(dòng)態(tài)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間命令病人屏氣，然后迅速掃描或穿刺。它的缺點(diǎn)是 操作者不能主動(dòng)控制患者的呼吸運(yùn)動(dòng)，以致造成患者配合不理想，尤其是溝通困難 的患者(如聾啞人、兒童、依從性差的患者等)。特別是在有穿刺作業(yè)時(shí)，患者因疼 痛、恐懼更不能很好配合。在目前醫(yī)學(xué)實(shí)踐工作中缺乏較為理想的安全可靠又有效 的呼吸門(mén)控系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的為了解決在診斷特別是在治療過(guò)程當(dāng)中的呼吸運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，針對(duì)現(xiàn)有 產(chǎn)品的不足，我們?cè)O(shè)計(jì)了這套實(shí)用的數(shù)字化主動(dòng)型呼吸門(mén)控系統(tǒng)。它能夠根據(jù)檢測(cè) 呼氣和吸氣的量，主動(dòng)控制患者的呼吸，在呼吸周期的某一特定時(shí)相阻斷呼吸，進(jìn) 行CT掃描或穿刺活檢，能有效減少呼吸運(yùn)動(dòng)的影響，從而達(dá)到精確診斷及治療的目 的。本實(shí)用新型技術(shù)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便有效，還特意增加了多項(xiàng)安全保護(hù)裝置，以保障患者在檢查、治療中的安全。技^:方案本系統(tǒng)具有口含的具單向閥門(mén)作用的呼吸器，該呼吸器與呼吸流量計(jì)相連接;呼吸流量整合裝置，通過(guò)與呼吸流量計(jì)連接對(duì)呼吸器閥門(mén)進(jìn)行控制，可根 據(jù)呼吸流量設(shè)定某一特定時(shí)相自動(dòng)或者手動(dòng)阻斷呼吸;患者優(yōu)先保護(hù)裝置，連接于患 者手按鈕，患者優(yōu)先保護(hù)裝置是由患者自主控制的手開(kāi)關(guān)，且與患者呼吸控制裝置 連鎖關(guān)聯(lián)。患者按下按鈕可進(jìn)行呼吸控制操作，松開(kāi)時(shí)處于保護(hù)狀態(tài)；口含呼吸器壓 力感受保護(hù)裝置，與呼吸器相連，可感受呼吸器內(nèi)壓力；連鎖延時(shí)保護(hù)裝置及報(bào)警裝 置，與呼吸控制裝置、壓力感受保護(hù)裝置及患者優(yōu)先保護(hù)裝置通過(guò)控制線路相連接, 提供多重連鎖的安全保護(hù)。本系統(tǒng)具有一個(gè)倒計(jì)時(shí)控制裝置，連于呼吸控制器，達(dá) 預(yù)設(shè)時(shí)間后可自動(dòng)打開(kāi)患者呼吸通道。有益效果1、 采用主動(dòng)控制呼吸方式，能最大限度取得患者的配合。2、 可用于胸、腹部等多個(gè)部位的放射治療前靶區(qū)勾畫(huà)、CT引導(dǎo)下的組織穿刺 活檢、放射粒子植入等受呼吸影響疾病的診斷及治療。3、 可根據(jù)患者事前呼吸功能檢測(cè)進(jìn)行評(píng)定，以決定患者的摒氣量及時(shí)間，患 者依從性好。4、 多重連鎖保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)，保證本實(shí)用新型技術(shù)的安全性。5、 操作方便，易于推廣。


圖l本裝置結(jié)構(gòu)模式圖 圖2工作模式圖A為本儀器采集到的患者的呼吸波形。B為根據(jù)患者肺功能設(shè)定達(dá)患者潮氣量的8(W時(shí)開(kāi)始阻斷呼吸，呼吸波形基 本變?yōu)橹本€，此時(shí)進(jìn)行檢查和治療。 一定時(shí)間后，恢復(fù)患者呼吸。 C為根據(jù)患者肺功能設(shè)定的另一時(shí)間，為達(dá)患者潮氣量3(W時(shí)開(kāi)始阻斷患者 呼吸，開(kāi)始檢査和治療。 一定時(shí)間后，恢復(fù)患者呼吸。 圖3 口含呼吸器結(jié)構(gòu)模式圖1、電磁閥閥門(mén)2、 3、單向閥門(mén)4、口含器入口5、壓力感受器6、進(jìn)氣口7、流量計(jì)8、監(jiān)視器及控制器9、出氣口[連鎖保護(hù)裝置10、操作者"開(kāi)始"按鈕(帶自鎖裝置)11、終止按鈕12、患者手開(kāi)關(guān)13、壓力感受器開(kāi)關(guān)14、電磁閥電機(jī)15、報(bào)警器16、波形觸發(fā)器開(kāi)關(guān)17、延時(shí)器開(kāi)關(guān)圖5實(shí)施例過(guò)程流程圖具體實(shí)施方式
患者在檢查或者治療時(shí)，將儀器托架放于患者頭部，患者口含儀器的氣道入口， 用鼻夾阻斷鼻腔氣道。患者平靜呼吸下，操作者點(diǎn)擊主動(dòng)呼吸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)操作界 面的"開(kāi)始"按鈕，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)氣體流量數(shù)字轉(zhuǎn)換及通信傳輸，在計(jì)算機(jī)屏幕上實(shí)時(shí) 顯示患者呼吸動(dòng)運(yùn)波形及肺內(nèi)殘余氣量曲線，并設(shè)有波形整合裝置反饋式控制電磁 闊開(kāi)啟程度，以獲得患者的平穩(wěn)呼吸波形，防止患者過(guò)度換氣。操作者根據(jù)波形在 患者處于平靜呼吸的不同百分值進(jìn)行預(yù)設(shè)定阻斷呼吸時(shí)間長(zhǎng)短(具體百分值根據(jù)事 先肺功能檢査評(píng)估來(lái)決定)，操作者根據(jù)患者呼吸波形進(jìn)行操作或達(dá)到預(yù)定值時(shí)本系 統(tǒng)自動(dòng)通過(guò)電磁閥主動(dòng)關(guān)閉患者呼吸通道，此時(shí)進(jìn)行檢査或者治療。為了保障患者 在應(yīng)用過(guò)程的安全，我們特意設(shè)計(jì)了保護(hù)裝置，保護(hù)按鈕握于患者手中，保護(hù)按鈕 握于患者手中，操作者進(jìn)行主動(dòng)控制時(shí)必須患者按下手中按鈕后才能進(jìn)行檢査及治 療，松開(kāi)時(shí)要隨時(shí)中斷檢査及治療，必要時(shí)患者可吐出口含器。同時(shí)還設(shè)置了報(bào)警裝置，在患者松開(kāi)按鈕后或口含器壓力感受器感受到超過(guò)預(yù)設(shè)的壓力閾值時(shí)開(kāi)始報(bào) 警并延遲數(shù)秒才打開(kāi)電磁閥控制的進(jìn)氣口，防止穿刺活檢或粒子植入時(shí)突然呼吸引 起誤操作，給檢查者一個(gè)緩沖時(shí)間。在阻斷患者呼吸后報(bào)警裝置中的倒計(jì)時(shí)裝置開(kāi) 始根據(jù)預(yù)設(shè)阻斷時(shí)間長(zhǎng)短進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，并在倒計(jì)時(shí)末期進(jìn)行報(bào)警，以提醒操作者注 意時(shí)間。如圖2所示患者患者將儀器托架放于頭部，患者口含儀器的氣道入口4，用鼻夾 阻斷鼻腔氣道，口含器具有單向閥門(mén)作用，吸氣時(shí)閥門(mén)2打開(kāi)，閥門(mén)3閉合，氣體從 進(jìn)氣口6進(jìn)入患者呼吸道。呼氣時(shí)閥門(mén)2閉合、閥門(mén)3打開(kāi)，氣體從患者呼吸道經(jīng)流量 計(jì)7、出氣口9排出。呼吸周期中只允許氣體向一個(gè)方向流動(dòng)(箭頭所示)。電磁閥l 用來(lái)阻斷患者呼吸，壓力感受器5用來(lái)感受口含器內(nèi)的壓力變化，防止患者突然不能 摒氣或者咳嗽。如圖3所示首先記錄患者平靜呼吸下的呼吸波形A。根據(jù)患者肺功能設(shè)定潮氣量 的80%時(shí)阻斷患者呼吸，呼吸曲線基本變?yōu)橹本€，此時(shí)進(jìn)行診斷與治療，到一定時(shí)間 后，恢復(fù)患者呼吸B。 C為另一設(shè)定時(shí)間(潮氣量30"W時(shí)阻斷患者呼吸，開(kāi)始診斷及治 療，到一定時(shí)間后恢復(fù)患者呼吸。如圖4所示患者平靜呼吸下，操作者點(diǎn)擊主動(dòng)呼吸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)操作界面的"開(kāi) 始"按鈕IO，患者按下手中開(kāi)關(guān)12，通過(guò)電磁閥14主動(dòng)關(guān)閉患者呼吸氣道，阻斷呼 吸后進(jìn)行檢查或者治療。保護(hù)按鈕12握于患者手中，操作者設(shè)定好觸發(fā)時(shí)間后患者 按下按鈕才能進(jìn)行檢査及治療，松開(kāi)時(shí)可隨時(shí)中斷檢査及治療，必要時(shí)患者可吐出 口含氣道。同時(shí)還設(shè)置了報(bào)警器15，在患者松開(kāi)按鈕12后或口含器壓力感受器感受 到突然增加的壓力時(shí)，通過(guò)開(kāi)關(guān)4斷開(kāi)電磁閥電路，同時(shí)開(kāi)始報(bào)警并延遲數(shù)秒才打開(kāi) 電磁閥控制的進(jìn)氣口，防止穿刺活檢或粒子植入時(shí)突然呼吸引起誤操作，給檢査者 一個(gè)緩沖時(shí)間。具體實(shí)施過(guò)程請(qǐng)看圖5實(shí)施例流程圖。
權(quán)利要求1. 數(shù)字化主動(dòng)型呼吸門(mén)控系統(tǒng)，其特征是具有口含的具單向閥門(mén)作用的呼吸器，該呼吸器與呼吸流量計(jì)相連接；呼吸流量整合裝置，通過(guò)與呼吸流量計(jì)連接對(duì)呼吸器閥門(mén)進(jìn)行控制，可根據(jù)呼吸流量設(shè)定某一特定時(shí)相自動(dòng)或者手動(dòng)阻斷呼吸；患者優(yōu)先保護(hù)裝置，連接于患者手按鈕，患者按下按鈕可進(jìn)行呼吸控制操作，松開(kāi)時(shí)處于保護(hù)狀態(tài)；口含呼吸器壓力感受保護(hù)裝置，與呼吸器相連，可感受呼吸器內(nèi)壓力；連鎖延時(shí)保護(hù)裝置及報(bào)警裝置，與呼吸控制裝置、壓力感受保護(hù)裝置及患者優(yōu)先保護(hù)裝置通過(guò)控制線路相連接，提供多重連鎖的安全保護(hù)。
2. 如權(quán)利要求l所述的數(shù)字化主動(dòng)型呼吸門(mén)控系統(tǒng)，其特征是所述的患者優(yōu)先保護(hù)裝置是由患者自主控制的手開(kāi)關(guān)，且與患者呼吸控制裝置連鎖關(guān)聯(lián)。
3. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)字化主動(dòng)型呼吸門(mén)控系統(tǒng)，其特征是:還具有一個(gè)倒計(jì)時(shí)控制裝置，連于呼吸控制器，達(dá)預(yù)設(shè)時(shí)間后可自動(dòng)打開(kāi)患者呼吸通道。
專利摘要一種實(shí)用的數(shù)字化主動(dòng)型呼吸門(mén)控系統(tǒng)，應(yīng)用于受呼吸運(yùn)動(dòng)影響的疾病的診斷及治療。它通過(guò)與呼吸整合裝置相連接的呼吸流量計(jì)把被檢者呼吸流量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，并根據(jù)檢測(cè)到的潮氣量，通過(guò)操作者控制裝置由患者口含的具單向閥門(mén)作用的呼吸器主動(dòng)控制被檢者的呼吸。本系統(tǒng)還具有患者優(yōu)先保護(hù)裝置其手按鈕握于患者手中，該裝置直接控制呼吸器閥門(mén)、口含器壓力感受器保護(hù)裝置與呼吸器相連接、連鎖延時(shí)保護(hù)裝置與呼吸器及操作開(kāi)關(guān)相連、及連于上述保護(hù)裝置的報(bào)警裝置等多項(xiàng)安全保護(hù)裝置，以保障患者在檢查、治療中的安全。
文檔編號(hào)A61B6/00GK201088589SQ200720005748
公開(kāi)日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2007年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月16日
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