CN111161344A - 基于oct设备的气道弹性测量方法、系统、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的基于OCT设备的气道弹性测量方法，包括获取OCT设备在待测气管中不同待测气管位置处采集的若干气管图像集合，根据每个气管图像计算出每个气管图像对应的气道面积，得到若干含有气道面积的气道面积集合，筛选出每个气道面积集合中的最大气道面积和最小气道面积，根据最大气道面积和最小气道面积计算出该气道面积集合对应气道弹性系数，并得到含有多个气道弹性系数的气道弹性系数集合；将气道弹性系数集合中的每个气道弹性系数均关联到对应的待测气管位置上，得到气道弹性系数分布图。本发明提供的基于OCT设备的气道弹性测量方法，得到更为精准的气道弹性系数分布图，更加全面、精准的反映出气管的气道弹性功能的强弱。
Description
技术领域
本发明涉及气道弹性测试领域，尤其涉及基于OCT设备的气道弹性测量方法、系统、设备及介质。
背景技术
肺部的功能测量是评价呼吸系统健康程度的重要指标，目前对于肺功能的测试主要采用的有肺容积容量、呼气、最大吸气、呼气流量-容积环、气道阻力、肺弹性测定等宏观评价指标，但这些都是从宏观整体上测量肺部的气道功能，且并没有在气道内部多处不同位置进行气道弹性的测量。因此传统的从宏观整体上测量肺部的气道功能并不能准确客观的反映出气道功能的强弱。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供基于OCT设备的气道弹性测量方法，其能解决传统的从宏观整体上测量肺部的气道功能并不能准确客观的反映出气道功能的强弱的问题。
本发明的目的之二在于提供基于OCT设备的气道弹性测量系统，其能解决传统的从宏观整体上测量肺部的气道功能并不能准确客观的反映出气道功能的强弱的问题。
本发明的目的之三在于提供一种电子设备，其能解决传统的从宏观整体上测量肺部的气道功能并不能准确客观的反映出气道功能的强弱的问题。
本发明的目的之四在于提供一种计算机可读存储介质，其能解决传统的从宏观整体上测量肺部的气道功能并不能准确客观的反映出气道功能的强弱的问题。
本发明的目的之一采用以下技术方案实现：
基于OCT设备的气道弹性测量方法，包括以下步骤：
气管图像获取，获取OCT设备在待测气管中不同待测气管位置处采集的若干气管图像集合，每个所述气管图像集合包括单个预设呼吸周期内所有的气管图像，每个所述气管图像集合与唯一的待测气管位置对应；
计算气道面积，根据每个所述气管图像计算出每个气管图像对应的气道面积，得到若干含有所述气道面积的气道面积集合，每个所述气道面积集合与唯一的待测气管位置对应；
计算气道弹性系数，筛选出每个气道面积集合中的最大气道面积和最小气道面积，根据所述最大气道面积和所述最小气道面积计算出该气道面积集合对应气道弹性系数，并得到含有多个气道弹性系数的气道弹性系数集合；
气道弹性系数分布，将所述气道弹性系数集合中的每个气道弹性系数均关联到对应的待测气管位置上，得到气道弹性系数分布图。
进一步地，在所述气管图像获取之前还包括：
气管图像采集，根据预设移动距离控制OCT设备移动至不同待测气管位置处，根据预设采集时间以及预设时间间隔控制OCT设备采集不同待测气管位置处的单个预设呼吸周期内的所有气管图像，得到与不同待测气管位置对应的若干气管图像集合，每个气管图像集合含有若干气管图像。
进一步地，所述预设采集时间与所述预设呼吸周期相同，所述预设呼吸周期包括吸气相和呼气相。
进一步地，所述预设移动距离为两个相邻的待测气管位置之间的距离。
进一步地，所述根据所述最大气道面积和所述最小气道面积计算出该气道面积集合对应气道弹性系数具体如以下公式所示：
其中，γ为气道弹性系数，Amax为最大气道面积，Amin为最小气道面积。
本发明的目的之二采用以下技术方案实现：
基于OCT设备的气道弹性测量系统，其特征在于：包括OCT设备、导管、回抽设备、获取模块、计算模块以及气道弹性系数分布模块，所述OCT设备分别与所述导管和所述回抽设备连接，所述导管与所述回抽设备连接，所述导管上安装有图像采集设备，所述获取模块、所述计算模块以及所述气道弹性系数分布模块均位于所述OCT设备内部，所述获取模块与所述OCT设备连接，所述获取模块与所述计算模块连接，所述计算模块与所述气道弹性系数分布模块连接，
所述OCT设备根据预设移动距离控制所述回抽设备带动所述导管移动至不同待测气管位置处，所述导管上的图像采集设备根据预设采集时间以及预设时间间隔采集不同待测气管位置处的单个预设呼吸周期内的所有气管图像，得到与不同待测气管位置对应的若干气管图像集合，每个气管图像集合含有若干气管图像；
所述获取模块获取OCT设备在待测气管中不同待测气管位置处采集的若干气管图像集合，所述计算模块根据每个所述气管图像计算出每个气管图像对应的气道面积，得到若干含有所述气道面积的气道面积集合，每个所述气道面积集合与唯一的待测气管位置对应；所述计算模块根据每个所述气管图像计算出每个气管图像对应的气道面积，得到若干含有所述气道面积的气道面积集合，每个所述气道面积集合与唯一的待测气管位置对应；所述气道弹性系数分布模块用于将所述气道弹性系数集合中的每个气道弹性系数均关联到对应的待测气管位置上，得到气道弹性系数分布图。
进一步地，所述回抽设备用于带动所述导管转动，所述回抽设备还用于带动所述导管在待测气管内做轴向的前后运动。
本发明的目的之三采用以下技术方案实现：
一种电子设备，包括：处理器；
存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行本申请的基于OCT设备的气道弹性测量方法。
本发明的目的之四采用以下技术方案实现：
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行本申请的基于OCT设备的气道弹性测量方法。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：本申请中的基于OCT设备的气道弹性测量方法，包括获取OCT设备在待测气管中不同待测气管位置处采集的若干气管图像集合，每个气管图像集合包括单个预设呼吸周期内所有的气管图像，每个气管图像集合与唯一的待测气管位置对应；根据每个气管图像计算出每个气管图像对应的气道面积，得到若干含有气道面积的气道面积集合，每个气道面积集合与唯一的待测气管位置对应；筛选出每个气道面积集合中的最大气道面积和最小气道面积，根据最大气道面积和最小气道面积计算出该气道面积集合对应气道弹性系数，并得到含有多个气道弹性系数的气道弹性系数集合；将气道弹性系数集合中的每个气道弹性系数均关联到对应的待测气管位置上，得到气道弹性系数分布图。通过测量气管不同位置的预设呼吸周期内的气管图像，最后计算出气道弹性系数集合，将气道弹性系数集合与对应的待测气管位置相互关联，得到更为精准的气道弹性系数分布图，更加全面、精准的反映出气管的气道弹性功能的强弱。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的基于OCT设备的气道弹性测量方法的流程示意图；
图2为本发明的基于OCT设备的气道弹性测量方法中的一个预设呼吸周期内的气管图像的示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
如图1所示，本申请的基于OCT设备的气道弹性测量方法，包括以下步骤：
气管图像采集，根据预设移动距离控制OCT设备移动至不同待测气管位置处，根据预设采集时间以及预设时间间隔控制OCT设备采集不同待测气管位置处的单个预设呼吸周期内的所有气管图像，得到与不同待测气管位置对应的若干气管图像集合，每个气管图像集合含有若干气管图像。在本实施例中，预设采集时间与预设呼吸周期相同，预设呼吸周期包括吸气相和呼气相。预设移动距离为两个相邻的待测气管位置之间的距离。以下举例说明：例如待测气管位置包括位置1、位置2、……、位置N，先将OCT设备移动至待测气管的末端(即最深端位置)，然后将预设呼吸周期作为在每一个位置上的预设采集时间，假设预设呼吸周期时间为T，OCT设备在待测气管末端处时，每隔预设时间间隔就采集一次气管图像，得到一张气管图像，例如当预设时间间隔为1/12*T时，则在一个待测气管的位置就测量得到12张气管图像，从而待测气管末端对应的气管图像集合；然后根据预设移动距离将OCT设备在待测气管中做轴向的前后运动，即由待测气管的末端向待测气管的首端移动，待测气管需要测量的位置个数由整个待测气管的需要测量的长度决定，每移动至一个待测气管的需要测量的位置时，均按上述方式测量，得到对应的预设呼吸周期内的气管图像集合，如图2所示为某一待测气管位置处采集到的气管图像与采集时间的关系，整个预设呼吸周期包括呼气相和吸气相，呼气相为图2中的呼气过程，吸气相为图2中的吸气过程，吸气过程中，气管在肌肉舒张等作用机制下，气管慢慢打开，气体从外界吸入直到管壁达到最大的舒张状态，对应的气道面积为最大气道面积，在此之后进入呼气过程，对应的气道将不断收窄直至最小气道面积，整个预设呼吸周期中气道面积的变化过程为：先增大-后缩小。
气管图像获取，获取OCT设备在待测气管中不同待测气管位置处采集的若干气管图像集合，每个气管图像集合包括单个预设呼吸周期内所有的气管图像，每个气管图像集合与唯一的待测气管位置对应。
计算气道面积，根据每个气管图像计算出每个气管图像对应的气道面积，每个气管图像即为气管的轮廓，测量每张图像中的轮廓的面积，即得到气道面积，从而得到若干含有气道面积的气道面积集合，每个气道面积集合与唯一的待测气管位置对应。
计算气道弹性系数，筛选出每个气道面积集合中的最大气道面积和最小气道面积，根据最大气道面积和最小气道面积计算出该气道面积集合对应气道弹性系数，并得到含有多个气道弹性系数的气道弹性系数集合。在本实施例中，根据以下公式(1)计算每个气道弹性系数：
其中，γ为气道弹性系数，Amax为最大气道面积，Amin为最小气道面积。以下举例说明：如上气管图像采集中的举例作为依据，当待测气管位置包括位置1、位置2、……、位置N时对应得到与之对应的气道弹性系数γ1、γ2、……、γN。
气道弹性系数分布，将气道弹性系数集合中的每个气道弹性系数均关联到对应的待测气管位置上，得到气道弹性系数分布图。将上述的每个气道弹性系数与对应的待测气管位置相互关联，从而得到对应的气道弹性系数分布图，即以待测气管位置为横向坐标，一气道弹性系数为纵坐标的二维坐标图。在本实施例中，气道弹性系数的大小取决于最小气道面积和最大面积的比值，这个比值越小即最小气道面积和最大气道面积相差越大，说明气道的伸缩性越好，此时气道弹性较好；反之，如果这个比值比较大，则说明最小气道面积和最大气道面积相差不大，说明在整个呼吸过程中，气道大小面积变化不大，此时气道弹性较差。气道弹性系数由一个0-1的数值表征，越接近1表示弹性也好，越接近0，则表示气道弹性越差。
在发明还提供了基于OCT设备的气道弹性测量系统，包括OCT设备、导管、回抽设备、获取模块、计算模块以及气道弹性系数分布模块，OCT设备分别与导管和回抽设备连接，导管与回抽设备连接，导管上安装有图像采集设备，获取模块、计算模块以及气道弹性系数分布模块均位于OCT设备内部，获取模块与OCT设备连接，获取模块与计算模块连接，计算模块与气道弹性系数分布模块连接，
OCT设备根据预设移动距离控制回抽设备带动导管移动至不同待测气管位置处，导管上的图像采集设备根据预设采集时间以及预设时间间隔采集不同待测气管位置处的单个预设呼吸周期内的所有气管图像，得到与不同待测气管位置对应的若干气管图像集合，每个气管图像集合含有若干气管图像；
获取模块获取OCT设备在待测气管中不同待测气管位置处采集的若干气管图像集合，计算模块根据每个气管图像计算出每个气管图像对应的气道面积，得到若干含有气道面积的气道面积集合，每个气道面积集合与唯一的待测气管位置对应；计算模块根据每个气管图像计算出每个气管图像对应的气道面积，得到若干含有气道面积的气道面积集合，每个气道面积集合与唯一的待测气管位置对应；气道弹性系数分布模块用于将气道弹性系数集合中的每个气道弹性系数均关联到对应的待测气管位置上，得到气道弹性系数分布图。本实施例中，回抽设备用于带动导管转动，回抽设备还用于带动导管在待测气管内做轴向的前后运动。回抽设备包括旋转马达和步进马达，旋转马达带动导管转动，步进马达带动导管在待测气管内做轴向的前后运动。
本实施例中还提供一种电子设备，包括：处理器；
存储器；以及程序，其中程序被存储在存储器中，并且被配置成由处理器执行，程序包括用于执行本申请的基于OCT设备的气道弹性测量方法。
本实施例中还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行本申请的基于OCT设备的气道弹性测量方法。
本发明的基于OCT设备的气道弹性测量方法，包括获取OCT设备在待测气管中不同待测气管位置处采集的若干气管图像集合，每个气管图像集合包括单个预设呼吸周期内所有的气管图像，每个气管图像集合与唯一的待测气管位置对应；根据每个气管图像计算出每个气管图像对应的气道面积，得到若干含有气道面积的气道面积集合，每个气道面积集合与唯一的待测气管位置对应；筛选出每个气道面积集合中的最大气道面积和最小气道面积，根据最大气道面积和最小气道面积计算出该气道面积集合对应气道弹性系数，并得到含有多个气道弹性系数的气道弹性系数集合；将气道弹性系数集合中的每个气道弹性系数均关联到对应的待测气管位置上，得到气道弹性系数分布图。通过测量气管不同位置的预设呼吸周期内的气管图像，最后计算出气道弹性系数集合，将气道弹性系数集合与对应的待测气管位置相互关联，得到更为精准的气道弹性系数分布图，更加全面、精准的反映出气管的气道弹性功能的强弱。
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (9)
1.基于OCT设备的气道弹性测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
气管图像获取，获取OCT设备在待测气管中不同待测气管位置处采集的若干气管图像集合，每个所述气管图像集合包括单个预设呼吸周期内所有的气管图像，每个所述气管图像集合与唯一的待测气管位置对应；
计算气道面积，根据每个所述气管图像计算出每个气管图像对应的气道面积，得到若干含有所述气道面积的气道面积集合，每个所述气道面积集合与唯一的待测气管位置对应；
计算气道弹性系数，筛选出每个气道面积集合中的最大气道面积和最小气道面积，根据所述最大气道面积和所述最小气道面积计算出该气道面积集合对应气道弹性系数，并得到含有多个气道弹性系数的气道弹性系数集合；
气道弹性系数分布，将所述气道弹性系数集合中的每个气道弹性系数均关联到对应的待测气管位置上，得到气道弹性系数分布图。
2.如权利要求1所述的基于OCT设备的气道弹性测量方法，其特征在于：在所述气管图像获取之前还包括：
气管图像采集，根据预设移动距离控制OCT设备移动至不同待测气管位置处，根据预设采集时间以及预设时间间隔控制OCT设备采集不同待测气管位置处的单个预设呼吸周期内的所有气管图像，得到与不同待测气管位置对应的若干气管图像集合，每个气管图像集合含有若干气管图像。
3.如权利要求2所述的基于OCT设备的气道弹性测量方法，其特征在于：所述预设采集时间与所述预设呼吸周期相同，所述预设呼吸周期包括吸气相和呼气相。
4.如权利要求2所述的基于OCT设备的气道弹性测量方法，其特征在于：所述预设移动距离为两个相邻的待测气管位置之间的距离。
5.如权利要求1所述的基于OCT设备的气道弹性测量方法，其特征在于：所述根据所述最大气道面积和所述最小气道面积计算出该气道面积集合对应气道弹性系数具体如以下公式所示：
其中，γ为气道弹性系数，Amax为最大气道面积，Amin为最小气道面积。
6.基于OCT设备的气道弹性测量系统，其特征在于：包括OCT设备、导管、回抽设备、获取模块、计算模块以及气道弹性系数分布模块，所述OCT设备分别与所述导管和所述回抽设备连接，所述导管与所述回抽设备连接，所述导管上安装有图像采集设备，所述获取模块、所述计算模块以及所述气道弹性系数分布模块均位于所述OCT设备内部，所述获取模块与所述OCT设备连接，所述获取模块与所述计算模块连接，所述计算模块与所述气道弹性系数分布模块连接，
所述OCT设备根据预设移动距离控制所述回抽设备带动所述导管移动至不同待测气管位置处，所述导管上的图像采集设备根据预设采集时间以及预设时间间隔采集不同待测气管位置处的单个预设呼吸周期内的所有气管图像，得到与不同待测气管位置对应的若干气管图像集合，每个气管图像集合含有若干气管图像；
所述获取模块获取OCT设备在待测气管中不同待测气管位置处采集的若干气管图像集合，所述计算模块根据每个所述气管图像计算出每个气管图像对应的气道面积，得到若干含有所述气道面积的气道面积集合，每个所述气道面积集合与唯一的待测气管位置对应；所述计算模块根据每个所述气管图像计算出每个气管图像对应的气道面积，得到若干含有所述气道面积的气道面积集合，每个所述气道面积集合与唯一的待测气管位置对应；所述气道弹性系数分布模块用于将所述气道弹性系数集合中的每个气道弹性系数均关联到对应的待测气管位置上，得到气道弹性系数分布图。
7.如权利要求6所述的基于OCT设备的气道弹性测量系统，其特征在于：所述回抽设备用于带动所述导管转动，所述回抽设备还用于带动所述导管在待测气管内做轴向的前后运动。
8.一种电子设备，其特征在于包括：处理器；
存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行权利要求1-5任意一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行如权利要求1-5任意一项所述的方法。
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