一种便携式呼吸门控系统技术方案

本实用新型专利技术属于医疗器械技术领域，具体提供了一种便携式呼吸门控系统，将呼吸波采集器贴附于目标对象表面以采集呼吸运动的加速度信号，然后将所述加速度信号依次进行滤波去噪及基线去除处理得到纯净加速度信号；再将所述纯净加速度信号进行傅里叶变换得到频域加速度信号；对所述频域加速度信号进行二次积分得到频域位移信号，然后将所述纯净频域移信号进行傅里叶逆变换得到时域位移信号；最后将所述时域位移信号转化为门控信号并输出至磁共振上位机。该系统结构紧凑并集成于一个整体，体积小，操作方便且兼容性高，只需将系统的信号采集端贴附于病人腹部即可采集呼吸波，然后通过光纤或无线方式将门控信号传输至磁共振上位机即可。

【技术实现步骤摘要】
一种便携式呼吸门控系统
本技术属于医疗器械
，具体涉及一种便携式呼吸门控系统。
技术介绍
在磁共振系统的扫描仪的扫描过程中，为了重建清晰的图像，往往在较长的扫描时间内，扫描仪重复发射一系列射频脉冲序列，再通过叠加的方式重建一幅图像，而且需要在扫描过程中，要求成像对象始终保持静止状态。对腹部进行成像时，一次扫描会出现多次呼吸，肺部组织伴随呼吸运动上下起伏，各次扫描的射频脉冲序列随机地出现在呼吸周期的不同时刻，所得到的信号也就来自呼吸过程中的不同时刻，最终导致由多次非同步的信号叠加而获得的成像将出现严重的运动伪影。排除图像运动伪影的广泛使用的有效方法是使射频脉冲序列的发射及信号的采集均同步于呼吸的运动。这就是磁共振系统呼吸门控系统的基本工作原理。整个呼吸门控技术的关键在于准确的呼吸波的采集。传统的磁共振呼吸门控系统对呼吸信号的采集，采取的是绑带的方式，或者放置类似绷带的，可以测量呼吸信号的呼吸传感器装置，因为有些序列需要屏气完成。放置的呼吸装置，可以检测到被测试人是否屏气良好，在屏气良好的时候，触发扫描。但是，目前的呼吸波采集装置安装繁琐，操作麻烦，价格昂贵，体积大且笨重，使用不方便。当前磁共振呼吸门控系统中呼吸波的采集，还缺乏非常便携，体积小的采集装置。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中磁共振呼吸门控中的呼吸波采集繁琐的问题。为此，本技术提供了一种便携式呼吸门控系统，包括呼吸波采集器、呼吸波计算模块及门控触发信号处理模块；所述呼吸波采集器用于采集目标对象的呼吸运动的加速度信号，并将所述加速度信号传输至所述呼吸波计算模块；所述呼吸波计算模块用于将所述加速度信号依次进行滤波去噪、基线去除处理得到纯净加速度信号，再将所述纯净加速度信号进行傅里叶变换得到频域加速度信号，对所述频域加速度信号进行二次积分得到频域位移信号，然后将所述纯净频域移信号进行傅里叶逆变换得到时域位移信号；所述门控触发信号处理模块用于将所述时域位移信号转化为门控信号并输出。优选地，所述呼吸波采集器包括加速度信号采集终端及连接装置，所述加速度信号采集终端包括壳体及封装于所述壳体内的加速度传感器，所述连接装置一端与所述信号采集终端固定连接，另一端可贴附于目标对象的外表面。优选地，所述加速度传感器包括MPU6050芯片，所述MPU6050芯片的SCL引脚及SDA引脚分别与所述呼吸波计算模块的输入端电连接。优选地，所述连接装置为可吸附于目标对象上的吸盘或贴片。优选地，所述呼吸波采集器、呼吸波计算模块及门控触发信号处理模块封装于所述壳体内。优选地，所述壳体外包覆有磁屏蔽材料构成的封闭罩。优选地，所述呼吸波计算模块包括滑动平均滤波器及巴特沃斯滤波器，所述滑动平均滤波器用于将所述加速度信号进行滤波去噪得到中间信号，所述巴特沃斯滤波器用于将所述中间信号进行基线去除处理得到纯净加速度信号。优选地，所述系统还包括光电转换模块，所述光电转换模块包括光电转换电路及光纤，所述光电转换电路用于将所述门控信号转化为光信号，所述光纤将所述光信号传输至磁共振上位机。优选地，所述呼吸波计算模块及所述门控触发信号处理模块集成于MCU中，所述MCU包括以STM32F103C8T6为处理器核心的控制电路。优选地，所述系统还包括无线信号传输模块，所述无线信号传输模块包括nRF24L01芯片及其外围电路，所述nRF24L01芯片的CE引脚、CSN引脚、SCK引脚、MOSI引脚及MISO引脚分别与所述STM32F103C8T6芯片的PA8引脚、PB12引脚、PB13引脚、PB15引脚及PB14引脚电连接。本技术的有益效果：本技术提供的这种便携式呼吸门控系统，将呼吸波采集器贴附于目标对象表面以采集呼吸运动的加速度信号，然后将所述加速度信号依次进行滤波去噪及基线去除处理得到纯净加速度信号；再将所述纯净加速度信号进行傅里叶变换得到频域加速度信号；对所述频域加速度信号进行二次积分得到频域位移信号，然后将所述纯净频域移信号进行傅里叶逆变换得到时域位移信号；最后将所述时域位移信号转化为门控信号并输出至磁共振上位机。该系统结构紧凑并集成于一个整体，体积小，操作方便且兼容性高，只需将系统的信号采集端贴附于病人腹部即可采集呼吸波，然后通过光纤或无线方式将门控信号传输至磁共振上位机即可。以下将结合附图对本技术做进一步详细说明。附图说明图1是本技术便携式呼吸门控系统的模块示意图；图2是本技术便携式呼吸门控系统的流程示意图；图3是本技术便携式呼吸门控系统的原理示意图；图4是本技术便携式呼吸门控系统的检测示意图；图5是本技术便携式呼吸门控系统的呼吸波采集器结构示意图；图6是本技术便携式呼吸门控系统的加速度信号采集电路；图7是本技术便携式呼吸门控系统的无线信号发射电路；图8是本技术便携式呼吸门控系统的MCU主控电路；图9是本技术便携式呼吸门控系统的光纤发射电路图；图10是本技术便携式呼吸门控系统的光纤接收电路图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。如图1至图10所示，本技术实施例提供了一种便携式呼吸门控系统，包括呼吸波采集器100、呼吸波计算模块200及门控触发信号处理模块300；所述呼吸波采集器100用于采集目标对象的呼吸运动的加速度信号，并将所述加速度信号传输至所述呼吸波计算模块200；目标对象可以是人体20也可以是其他生物，当需要对人体20进行磁共振检查时，会对人体20的腹部进行扫描获取呼吸波。呼吸波采集器100采集人体20的呼吸轨迹，具体通过采集人体20呼吸的不同时刻腹部的上下运动的快慢而形成的不同的加速度信号，然后将该以时间-加速度信号而形成的曲线数据传输至呼吸波计算模块200。其中，呼吸波采集器100为以加速度传感器为核心而形成的P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式呼吸门控系统，其特征在于：包括呼吸波采集器、呼吸波计算模块及门控触发信号处理模块；/n所述呼吸波采集器用于采集目标对象的呼吸运动的加速度信号，并将所述加速度信号传输至所述呼吸波计算模块；/n所述呼吸波计算模块用于将所述加速度信号依次进行滤波去噪、基线去除处理得到纯净加速度信号，再将所述纯净加速度信号进行傅里叶变换得到频域加速度信号，对所述频域加速度信号进行二次积分得到频域位移信号，然后将所述纯净频域移信号进行傅里叶逆变换得到时域位移信号；/n所述门控触发信号处理模块用于将所述时域位移信号转化为门控信号并输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种便携式呼吸门控系统，其特征在于：包括呼吸波采集器、呼吸波计算模块及门控触发信号处理模块；
所述呼吸波采集器用于采集目标对象的呼吸运动的加速度信号，并将所述加速度信号传输至所述呼吸波计算模块；
所述呼吸波计算模块用于将所述加速度信号依次进行滤波去噪、基线去除处理得到纯净加速度信号，再将所述纯净加速度信号进行傅里叶变换得到频域加速度信号，对所述频域加速度信号进行二次积分得到频域位移信号，然后将所述纯净频域移信号进行傅里叶逆变换得到时域位移信号；
所述门控触发信号处理模块用于将所述时域位移信号转化为门控信号并输出。


2.根据权利要求1所述的便携式呼吸门控系统，其特征在于：所述呼吸波采集器包括加速度信号采集终端及连接装置，所述加速度信号采集终端包括壳体及封装于所述壳体内的加速度传感器，所述连接装置一端与所述信号采集终端固定连接，另一端可贴附于目标对象的外表面。


3.根据权利要求2所述的便携式呼吸门控系统，其特征在于：所述加速度传感器包括MPU6050芯片，所述MPU6050芯片的SCL引脚及SDA引脚分别与所述呼吸波计算模块的输入端电连接。


4.根据权利要求2所述的便携式呼吸门控系统，其特征在于：所述连接装置为可吸附于目标对象上的吸盘或贴片。


5.根据权利要求2所述的便携式呼吸门控系统，其特征在于：所述呼吸波采集器、呼吸波计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：高军峰，张绪，韦思宏，邓春平，田洪君，
申请(专利权)人：南京睿蜂健康医疗科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32