CN103837220B - 一种体重测量方法、体重测量设备及核磁共振成像系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种体重测量方法，被测目标置于升降装置上，由驱动装置驱动升降装置，使被测目标进行垂直升降，测量装置测量驱动装置驱动升降装置而消耗的功率，或驱动装置的压强，获得功率数据或压强数据，通过数据处理单元接收功率数据或压强数据，基于功率数据或压强数据计算被测目标的体重。本发明的体重测量方法，通过在将被测目标进行升降的过程中，根据测量所得的驱动装置的功率数据或压强数据，计算被测目标的体重，实现在核磁共振中，扫描与称重的一体化，简化核磁共振成像过程中的体重测量，确保体重获取及录入的准确性。本发明还公开了一种体重测量设备和包括该体重测量设备的核磁共振成像系统。

Description

一种体重测量方法、体重测量设备及核磁共振成像系统

技术领域

本发明属于一种体重测量方法，尤其涉及在核磁共振成像过程中的一种体重测量方法、体重测量设备以及核磁共振成像系统。

背景技术

在利用核磁共振成像系统进行核磁共振成像过程中，需要获知患者的体重信息，用于软件的安全监控，例如SAR的监控。通常做法之一是由患者自己报一个体重值，或者由操作人员根据所观察的患者信息估计一个值，或者在患者准备间中的秤称重后，由操作人员通过软件界面输入到系统中。现有技术的这些方法，因体重信息的不准确，亦存在由于操作人员的疏忽导致的数据输入错误，从而导致在安全监控时的计算偏差而出现潜在的安全问题，或者导致应用的参数出现限制。

为了克服现有技术中存在的由于需要患者自报体重、操作人员估计体重、称重自动录入，导致体重信息不准确，信息输入易出现错误等的缺陷，需要提出一种新的体重测量方法及其测量设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种体重测量方法、测量设备和包括该体重测量设备的核磁共振成像系统。通过本发明的体重测量方法，可以在核磁共振成像过程中，随时获得患者的体重信息，简化核磁共振成像过程中的体重测量，确保体重获取及录入的准确性。

本发明提供一种体重测量方法，被测目标置于升降装置上，由驱动装置驱动升降装置，使被测目标进行垂直升降，测量装置测量驱动装置驱动升降装置而消耗的功率，或驱动装置的压强，获得功率数据或压强数据，通过数据处理单元接收功率数据或压强数据，基于功率数据或压强数据计算被测目标的体重。

本发明提供一种体重测量方法，当驱动装置为电机驱动装置时，以如下公式I计算被测目标的体重：

m＝P_patient(w)/(g×h)(I)

其中m为患者质量，g为重力加速度，h为抬升患者的行程；

P_patient(w)＝P_total-P_friction-P_tabletop-P_support(II)

其中，P_patient(w)是将被测目标推送至最高位置所需的功率；P_total是负载时驱动装置驱动升降装置抬升至最高位置所消耗的总功率；P_friction是升降装置在抬升过程中摩擦消耗的功率；P_tabletop是空载且带有床面时，升降装置被抬升到最高位置消耗的功率；P_{su pport}是空载且不带有床面时，升降装置被抬升到最高位置消耗的功率。

本发明提供一种体重测量方法，通过测量装置测得P_support，P_total，P_friction，P_tabletop。

本发明提供一种体重测量方法，测量装置通过病床控制电流记录模块、功耗记录模块、或病床电机的功率表测量功率。

本发明提供一种体重测量方法，通过重复测量、拟合和/或误差范围设置对于功率数据P_total、P_patient(w)、P_friction、P_tabletop和P_support中的一个或多个进行修正。

本发明提供一种体重测量方法，当驱动装置为液压驱动装置时，以如下公式III计算被测目标的体重：

m＝(P2-P1)×A/(g×C)(III)

其中，m为被测目标体重；P1为液压驱动装置的初始额定液体压强；P2为当被测目标置于体重测量设备上时的液体压强，A为液压驱动装置内部孔的横截面积；C为参数。

本发明提供一种体重测量设备，包括：升降装置，用于升降被测目标；驱动装置，与升降装置连接，用于驱动升降装置的升降；测量装置，用于测量驱动装置在驱动升降装置时所消耗的功率数据或压强数据；数据处理单元，用于接收测量装置测得的功率数据或压强数据，计算被测目标的体重。

本发明提供一种体重测量设备，升降装置包括剪叉式升降装置。

本发明提供一种体重测量设备，驱动装置为电机驱动装置或液压驱动装置。

本发明还提供一种核磁共振成像系统，其包括所述的体重测量设备。

本发明采用的技术特征及其有益效果在于：通过本发明的体重测量方法及测量设备，由测量装置测量驱动装置在升降被测目标过程中的功率或压强，由数据处理单元计算被测目标体重，实现核磁共振成像扫描与体重测量的一体化，简化核磁共振成像过程中的体重测量，确保体重获取及录入的准确性。

附图说明

图1是本发明体重测量设备中各部件的连接框图。

图2是本发明体重测量设备中，驱动装置与病床床面水平设置的结构示意图。

图3是本发明体重测量设备，驱动装置与病床床面垂直设置的结构示意图。

图4是本发明体重测量方法的示意图。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明。

图1-3中，1是升降装置，2是驱动装置，3是测量装置，4是数据处理单元。

如图1所示，是本发明体重测量设备中各部件的连接框图。本发明的体重测量设备，包括：升降装置1，用于升降被测目标；驱动装置2，与升降装置1连接，用于驱动升降装置1在竖直方向上运动；测量装置3，与驱动装置2连接，用于测量驱动装置2在驱动升降装置1时所消耗的功率数据或压强数据；数据处理单元4，用于接收所述测量装置3测得的功率数据或压强数据，计算被测目标的体重。

在核磁共振设备中，可采用升降装置1对被测目标(患者)进行升降。升降装置1为剪叉式升降装置，或其他结构(例如：螺杆式升降结构)的升降装置。患者可根据需要可以选择仰卧、俯卧或侧卧的方式静卧在升降装置1上，升降装置1会将病人抬升至升降结构1的最高位置。

将本发明体重测量设备设置于核磁共振成像系统中，可直接通过该体重测量设备将患者的体重等信息传送到核磁共振成像系统中，用于后续检测过程。

如图2所示，驱动装置2水平设置，与升降装置1的水平滑动模块部分通过铰链或者其他连接机构连接。如图3所示，驱动装置2也可垂直设置。驱动装置2还可以一定角度倾斜地与升降装置1连接。驱动装置2驱动升降装置1，使被测目标作垂直方向的升降运动。升降装置1采用剪叉式升降装置的，可采用电机驱动装置或液压驱动装置等作为驱动装置2。测量装置3与驱动装置2连接。测量装置3可以为核磁共振设备中病床控制电子单元。测量装置3可以包括有：病床控制电流记录模块、功耗记录模块等。

测量装置3通过测量驱动装置2在驱动升降装置1时消耗的功率或压强，获得驱动装置2的功率数据或压强数据。另外，也可以由驱动装置2主动向测量装置3发送功率数据或压强数据。

数据处理单元4接收来自测量装置3的功率数据或压强数据，通过计算得到被测目标的体重。数据处理单元4可以设置在测量装置3中，也可以设置在核磁共振设备的上位计算机或者主计算机设备中。

如图4所示，为本发明的体重测量方法的示意图，其中，被测目标置于升降装置1上，由驱动装置2驱动升降装置1，使被测目标进行垂直升降，测量装置3测量驱动装置2驱动升降装置1而消耗的功率，或驱动装置2的压强，获得功率数据或压强数据，通过数据处理单元4，接收功率数据或压强数据，基于功率数据或压强数据计算被测目标的体重。

实施例1：

本实施例中，采用剪叉式升降装置1，驱动装置2采用电机驱动装置。通过驱动装置2驱动升降装置1，驱动装置2与测量装置3连接，数据处理单元4接收测量装置3的测量数据。

患者(即被测目标)根据要求静卧在升降装置1上之后，驱动装置2驱动升降装置1进行升降操作，升降装置1抬升至最高位置。测量装置3实时测量驱动装置2在驱动过程中的功率信息P_support，P_total，P_friction，P_tabletop。数据处理单元4实时获取测量装置3测得的功率数据，基于功率数据，进行患者的体重计算。

由于将患者抬升至最高位置所需的功率P_patient(w)可以由下述的公式获得

P_patient(W)＝m×g×h

因此，数据处理单元4根据如下式(I)计算患者体重：

m＝P_patient(w)/(g×h)(I)

其中m即为患者质量，g为重力加速度，h为抬升患者的行程。

P_patient(w)也可以通过如下公式(II)获得

P_patient(w)＝P_total-P_friction-P_tabletop-P_support(II)

式II中，P_patient(w)是将患者抬升至最高位置所需的功率；Ptotal是负载时驱动装置2驱动升降装置1抬升至最高位置所消耗的总功率；P_friction是升降装置1在抬升过程中摩擦消耗的功率；P_tabletop是空载且带有床面时，升降装置1被抬升到最高处消耗的功率；P_support是空载且不带有床面时，升降装置1被抬升到最高处消耗的功率。

P_support为病床在空载、且无床面时的一个测量值并记录在系统参数中；P_tabletop为病床在空载带有床面时的一个测量值P减去P_support得到的功率值，做此区分是为了配合不同的床面，并记录在系统参数中，同床面的配置信息进行调用。P_friction是一个跟负载有关的测量值，可以通过一组测量参数进行拟合。P_total为有患者时，升降装置被抬升消耗的功率值，可以在患者躺在病床上被抬升过程中由系统测量。

实施例1中，由测量装置3分别测得P_support，P_total，P_friction，P_tabletop后，将相关数据传送给数据处理单元4，数据处理单元4接收该些功率数据后进行计算。测量装置3可以通过设置在测量装置3中的病床控制电流记录模块(未图示)、或功耗记录模块(未图示)、或者驱动装置2的功率表(未图示)采集获得。其中，病床控制电流记录模块(未图示)、或功耗记录模块(未图示)、或者驱动装置2的功率表可以采用现有技术，其位置可以在病床的控制盒模块中。另外，通过重复测量、拟合和/或误差范围设置等方法对于功率数据P_total、P_patient(w)、P_friction、P_tabletop、P_support进行修正。

将患者抬升至一定位置时，也可用上述方法体重测量方法中的计算公式，获得抬升至一定位置时的功率数据，并计算患者体重。

实施例2：

本实施例中，升降装置1仍然为剪叉式升降装置，驱动装置2采用液压驱动装置。驱动装置2驱动升降装置1进行升降操作，测量装置3与驱动装置2连接，数据处理单元4设置在核磁共振系统的上位计算机中。

患者根据要求静卧在升降装置1上之后，驱动装置2驱动升降装置1进行升降操作，升降装置1抬升至最高位置。驱动装置2在驱动升降装置1的过程中，测量装置3通过液压驱动装置中的压强传感器获取其中的液体压强。压强的变化与体重存在联系。

数据处理单元4根据如下公式III求取患者的体重，即

m＝(P2-P1)×A/(g×C)(III)

其中，m为被测目标体重；P1为液压驱动装置的初始额定液体压强；P2为当被测目标置于体重测量设备上时的液体压强，A为液压驱动装置内部孔的横截面积；C为参数。

在驱动过程中驱动装置2所获得的压强与患者体重具有关联性。液压驱动装置的初始额定压力来自病床自身结构，定位为F1，此时液压驱动装置记录的液体压强为P1。当患者躺上体重测量设备，作为负荷施加在其上并传递到液压装置中，记为F2＝m×g，此时液体压强为P2。液压驱动装置内部孔的横截面积为已知值，记为A，内部孔为液压装置液体容纳装置。因此，可以利用驱动装置2的压强数据来计算被测目标患者的体重信息。

其中C为一个与病床垂直实际位置相关的参数，能够包含了升降装置1对于施加其上的力的分解并最终传递到液压装置上。除此之外，体重和液压驱动装置内部压强的变化基本为线性关系

进一步，C与升降装置1的升降位置有关。而升降位置信息是可以通过病床控制器，例如，参考现有技术通过在病床控制器中获取液压装置内的压强，例如，病床控制器的位置与类似实施例1中的控制盒。例如，可以进一步利用升降过程中的位置变化、液压内部压强变化的信息以及常用的力学公式(如力的分解)，计算出m，P2，P1以及C的动态曲线，从而在升降病床过程中对患者体重提供进一步修正，具体可以通过在病床升降过程中行程与压强的数据曲线进行修正。

本发明的保护内容不局限于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。

Claims (9)

1.一种体重测量方法，其特征在于：

被测目标置于升降装置(1)上，

由驱动装置(2)驱动所述升降装置(1)，所述驱动装置(2)为电机驱动装置，使被测目标进行垂直升降，

测量装置(3)测量所述驱动装置(2)驱动所述升降装置(1)而消耗的功率，获得功率数据，

通过数据处理单元(4)接收所述功率数据，基于所述功率数据计算被测目标的体重,所述被测目标的体重以如下公式I计算：

m＝P_patient(w)/(g×h)(I)

其中m为被测目标体重，g为重力加速度，h为抬升被测目标的行程；

P_patient(w)＝P_total-P_friction-P_tabletop-P_support(II)

其中，P_patient(w)是将被测目标推送至最高位置所需的功率；

P_total是负载时所述驱动装置(2)驱动所述升降装置(1)抬升至最高位置所消耗的总功率；

P_friction是所述升降装置(1)在抬升过程中摩擦消耗的功率；

P_tabletop是空载且带有床面时，所述升降装置(1)被抬升到最高位置消耗的功率；

P_support是空载且不带有床面时，所述升降装置(1)被抬升到最高位置消耗的功率。

2.根据权利要求1所述体重测量方法，其特征在于，通过所述测量装置(3)测得P_support，P_total，P_friction，P_tabletop。

3.根据权利要求1所述体重测量方法，其特征在于，所述测量装置(3)通过病床控制电流记录模块、功耗记录模块、或病床电机的功率表测量获得功率数据。

4.根据权利要求1所述体重测量方法，其特征在于，通过重复测量、拟合和/或误差范围设置对于所述功率数据P_total、P_patient(w)、P_friction、P_tabletop和P_support中的一个或多个进行修正。

5.一种体重测量方法，其特征在于：

被测目标置于升降装置(1)上，

由驱动装置(2)驱动所述升降装置(1)，所述驱动装置(2)为液压驱动装置，使被测目标进行垂直升降，

测量装置(3)测量所述驱动装置(2)驱动所述升降装置(1)时的压强，获得压强数据，

通过数据处理单元(4)接收所述压强数据，基于所述压强数据计算被测目标的体重，所述被测目标的体重以如下公式III计算：

m＝(P2-P1)×A/(g×C)(III)

其中，m为被测目标体重；P1为液压驱动装置的初始额定液体压强；P2为当被测目标置于体重测量设备上时的液体压强，A为液压驱动装置内部孔的横截面积；C为参数；g为重力加速度。

6.一种使用权利要求1-5中任一项所述的体重测量方法的体重测量设备，其特征在于，包括：

升降装置(1)，用于升降被测目标；

驱动装置(2)，与所述升降装置(1)连接，用于驱动所述升降装置(1)的升降；

测量装置(3)，用于测量所述驱动装置(2)在驱动所述升降装置(1)时所消耗的功率数据或压强数据；

数据处理单元(4)，用于接收所述测量装置(3)测得的所述功率数据或压强数据，计算被测目标的体重。

7.如权利要求6所述的体重测量设备，其特征在于，所述升降装置(1)包括剪叉式升降装置。

8.如权利要求6所述的体重测量设备，其特征在于，所述驱动装置(2)为电机驱动装置或液压驱动装置。

9.一种核磁共振成像系统，其特征在于，包括如权利要求6-8中任一项所述的体重测量设备。