本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械及其用法，特別涉及磁共振兼容呼吸訓(xùn)練及自主調(diào)節(jié)裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

受檢者經(jīng)常被要求在屏氣狀態(tài)下進(jìn)行磁共振掃描，或者利用呼吸門控進(jìn)行成像，特別是在胸腹部成像上，如三維成像、心臟成像、無需對比劑血管成像，血管斑塊成像、胸腹部定量和定性成像等技術(shù)在臨床上已被廣泛應(yīng)用。此類檢查技術(shù)要求在檢查前對受檢者進(jìn)行呼吸訓(xùn)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(dǎo)致圖像模糊或錯層等情況，直接影響圖像質(zhì)量，同時也對組織的定量、定性、體積測量、放療靶向治療區(qū)域測量等結(jié)果帶來較大的誤差?，F(xiàn)有的磁共振檢查用被動式呼吸調(diào)節(jié)裝置，該裝置能節(jié)律性壓迫臍周腹壁，通過臍周腹壁被動調(diào)節(jié)受檢者腹式呼吸節(jié)律，使受檢者被動呼吸，并適時調(diào)節(jié)呼吸頻率和幅度保持穩(wěn)定。但許多受檢者，尤其術(shù)后，腹部疼痛，下腹部檢查等受檢者在接受臍周腹壁被動壓迫而強(qiáng)制性調(diào)節(jié)呼吸時會出現(xiàn)不適、疼痛反應(yīng)及影響腹部檢查時腹部線圈的放置等情況。

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，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安全隱患等問題而提供一種操作簡單、安全實用的磁共振兼容呼吸訓(xùn)練及自主調(diào)節(jié)裝置。該裝置實現(xiàn)無任何壓力裝置于體表，受檢者在舒適的情況下，進(jìn)行呼吸訓(xùn)練并自主適應(yīng)調(diào)節(jié)成規(guī)律的呼吸后進(jìn)行成像，而非磁共振設(shè)備適應(yīng)受檢者的實時呼吸進(jìn)行成像。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

磁共振兼容呼吸訓(xùn)練及自主調(diào)節(jié)裝置，包括呼吸檢測裝置、顯示器、處理終端、移動支架、伸縮桿，所述呼吸檢測裝置和顯示器分別與處理終端電連接，所述移動支架與伸縮桿一端連接，所述顯示器與伸縮桿另一端連接。

優(yōu)選的，所述移動支架包括倒“U”型的主支架，所述主支架的兩個底端分別連接有一根水平的橫桿，每一根橫桿兩端的下表面分別設(shè)有滾輪。

優(yōu)選的，所述伸縮桿水平設(shè)置，伸縮桿與移動支架的頂端連接。

進(jìn)一步的，所述伸縮桿為套筒式伸縮桿。

進(jìn)一步的，所述呼吸檢測裝置、顯示器、處理終端、移動支架、伸縮桿均為非磁性材質(zhì)。

優(yōu)選的，所述呼吸檢測裝置和顯示器與處理終端由核磁共振成像兼容光纖連接或無線連接。

優(yōu)選的，所述處理終端以外周門控的方式與磁共振設(shè)備連接。

磁共振兼容呼吸訓(xùn)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(qiáng)度隨著呼吸時間變化的波形圖，所述呼吸強(qiáng)度既胸腔內(nèi)外氣壓差，所述N≥10，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(qiáng)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＝g(t) (Ⅱ)

其中y_b為背景呼吸波形圖中的呼吸強(qiáng)度；

第三步，將第二步得到的背景呼吸波形圖輸入顯示器指導(dǎo)受檢者呼吸，同時將背景呼吸波形圖用于檢測儀器脈沖序列的檢測數(shù)據(jù)收集；

所述第三步中，背景呼吸波形圖作為標(biāo)準(zhǔn)波形顯示在顯示器上，同時將由呼吸檢測裝置檢測的實時呼吸波形顯示在顯示器上，以指導(dǎo)受檢者呼吸。

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(jìn)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(qiáng)度；

然后再將時間歸一化處理后的N個呼吸波形圖進(jìn)行平均得到背景呼吸波形圖：

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

所述y_b為(Ⅱ)中的y_b。

進(jìn)一步的，所述第二步與第三步之間還可以增加步驟a：

訓(xùn)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(qiáng)度誤差≤最大呼吸強(qiáng)度的10％，所述最大呼吸強(qiáng)度為背景呼吸波形圖的最大呼吸強(qiáng)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(jìn)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(jìn)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(dǎo)臨床對癥精準(zhǔn)治療。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為顯示器、移動支架、伸縮桿的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為檢測流程示意圖；

圖中：1-呼吸檢測裝置、2-顯示器、3-處理終端、4-移動支架、5-伸縮桿、6-檢測儀器、41-主支架、42-橫桿、43-滾輪。

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(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1-2所示，磁共振兼容呼吸訓(xùn)練及自主調(diào)節(jié)裝置，包括呼吸檢測裝置1、顯示器2、處理終端3、移動支架4、伸縮桿5，呼吸檢測裝置1和顯示器2分別與處理終端3電連接，移動支架4與伸縮桿5一端連接，顯示器2與伸縮桿5另一端連接，移動支架4包括倒“U”型的主支架41，主支架41的兩個底端分別連接有一根水平的橫桿42，每一根橫桿42兩端的下表面分別設(shè)有滾輪43，伸縮桿5水平設(shè)置，伸縮桿5與移動支架4的頂端連接，伸縮桿5為套筒式伸縮桿，呼吸檢測裝置1、顯示器2、處理終端3、移動支架4、伸縮桿5均為非磁性材質(zhì)，呼吸檢測裝置1和顯示器2與處理終端3由核磁共振成像兼容光纖連接或無線連接，處理終端3以外周門控的方式與磁共振設(shè)備連接。

如圖3所示，磁共振兼容呼吸訓(xùn)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(qiáng)度隨著呼吸時間變化的波形圖，呼吸強(qiáng)度既胸腔內(nèi)外氣壓差，N≥10，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(qiáng)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＝g(t) (Ⅱ)

其中y_b為背景呼吸波形圖中的呼吸強(qiáng)度，

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(jìn)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(qiáng)度；

然后再將時間歸一化處理后的N個呼吸波形圖進(jìn)行平均得到背景呼吸波形圖：

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

y_b為(Ⅱ)中的y_b；

步驟a：訓(xùn)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(qiáng)度誤差≤最大呼吸強(qiáng)度的10％，最大呼吸強(qiáng)度為背景呼吸波形圖的最大呼吸強(qiáng)度；

第三步，將第二步得到的背景呼吸波形圖輸入顯示器2指導(dǎo)受檢者呼吸，同時將背景呼吸波形圖用于檢測儀器脈沖序列的檢測數(shù)據(jù)收集，第三步中，背景呼吸波形圖作為標(biāo)準(zhǔn)波形顯示在顯示器2上，同時將由呼吸檢測裝置1檢測的實時呼吸波形顯示在顯示器2上，以指導(dǎo)受檢者呼吸。

當(dāng)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(hù)范圍。