[发明专利]呼吸门控信号获取装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗仪器领域，更为具体地，涉及一种用于获取呼吸门控信号的呼吸门控信号获取装置及方法。

背景技术

在应用比如核磁共振成像(MRI)系统、CT(计算机断层扫描)设备的一些医疗影像设备时，由于患者的呼吸运动，通常会在腹部成像时产生呼吸伪影，从而对所成像的图像的清晰度产生明显的影响，由此导致成像质量下降，从而影响了对病灶的诊断。在目前的医疗影像设备中，为了解决腹部成像伪影问题，通常采用呼吸门控技术进行规避和补偿。

呼吸门控技术一般通过测量附在人体上的充气气囊(比如，呼吸腹带)随呼吸运动的压力变化来达到测量呼吸运动的目的。目前，大多采用电极式呼吸门控系统，这种电极式呼吸门控系统在使用时，它的电极片会暴露在强电、磁场中，因而会受到干扰，从而影响它的正常工作。此外，电极式呼吸门控的使用效果还受到病人皮肤的清洁度、医生的操作水平等客观因素的影响，并且由于电极片都是一次性使用，因而增加了它的使用成本。

为了克服上述问题，在申请号为200810055806.5、发明名称为“一种气压式呼吸门控系统”的专利申请中，提出了一种气压式呼吸门控系统。如图1和图2所示，该呼吸门控系统包括呼吸腹带1、蜂鸣器2、呼吸门控单元3和PC机4。呼吸门控单元3上设置有呼吸门控信号输入端口5、蜂鸣器信号输出端口6、串行通信端口7和门控输出端口8。所述呼吸门控单元3包括MCU处理器31、多通道选择设备32和RS232驱动电路32。所述呼吸门控信号输入端口5外端通过导气管11连接所述呼吸腹带1，内端依次连接压力传感器34、信号滤波模块35、信号放大模块36和A/D转换模块37，所述A/D转换模块37通过传输线路连接所述MCU处理器31；所述传输线路输出端口通过传输线路连接所述蜂鸣器2，所述串行通信端口7通过传输线路连接所述PC机4，所述门控输出端口8连接外部被触发设备；所述MCU处理器31通过双向传输线路与所述RS232驱动电路33连接。

然而，在上述专利申请中，存在下述问题。首先，门控信号获取方式是利用MCU实现的。其次，不能同时输出和显示多个信号。另外，不能进行过松和过紧指示显示，从而不能确保在最佳状态下获取信号。

发明内容

鉴于上述，本发明提供了一种通过通用硬件电路采用斜率截取的方法实现的呼吸门控信号获取装置及方法，该呼吸门控信号获取装置及方法通过简单的硬件电路来实现呼吸门控信号的获取，从而可以降低成本，并且可靠性高。此外，该呼吸门控信号获取装置通过进行过松和过紧指示显示，从而保证在最佳状态下获取呼吸门控信号，由此提高了呼吸门控信号采集的实时性和准确性，进而提供了成像质量。

根据本发明的一个方面，提供了一种呼吸门控信号获取装置，包括：呼吸附件，佩戴在人体上，用于获取患者在呼吸时的压力信号；第一传感器，通过导气管与所述呼吸附件连接，用于探测所述呼吸附件所获取的压力信号，并且将所述压力信号转变为差分电信号；第一差分放大器，用于对第一传感器输出的差分电信号进行差分放大，以获得形式为正弦波的呼吸信号；第一延迟单元，用于将第一差分放大器输出的呼吸信号延迟第一延迟时间以获得已延迟呼吸信号，所述第一延迟时间被设置为小于或等于3毫秒；第一减法器，用于将所述第一差分放大器输出的呼吸信号和所述第一延迟单元输出的已延迟呼吸信号相减；第一运算放大器，用于对所述第一减法器输出的相减信号进行放大；以及第一比较器，用于将所述第一运算放大器输出的相减信号与零值进行比较，从而获得形式为方波信号的呼吸门控信号，以供后端使用。

此外，在一个或多个示例中，所述呼吸门控信号获取装置还可以包括第一调整单元，用于将所述第一比较器输出的呼吸门控信号中的有效信号的持续时间展宽或收窄至第一预定值，所述第一预定值根据后端处理的要求来预先设定。

此外，在一个或多个示例中，所述呼吸门控信号获取装置还可以包括第二比较器，用于将所述第一差分放大器输出的呼吸信号与预先设置的第一阈值电压进行比较，以及第三比较器，用于将所述第一差分放大器输出的呼吸信号与预先设置的第二阈值电压进行比较，其中，所述第一阈值电压大于第二阈值电压，并且，在所述呼吸信号大于所述第一阈值电压时，所述第二比较器输出过紧指示信号，以及在所述呼吸信号小于所述第二阈值电压时，所述第三比较器输出过松指示信号。