CN112545483B - 一种智能磁共振呼吸运动培训方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能磁共振呼吸运动培训方法及装置，方法包括：S1、采集患者做磁共振时的呼吸数据；S2、判断所述呼吸数据是否符合磁共振图像采集要求；若不符合磁共振图像采集要求，执行步骤S3；若符合磁共振图像采集要求，执行步骤S4；S3、语音提醒患者校正呼吸参数；S4、计算并存储适合患者的有效呼吸参数。本发明基于成功采集磁共振图像的患者呼吸数据建立数据库，并将采集的待培训患者的呼吸数据与数据库匹配，匹配上下邻近的患者呼吸数据并与其对比，并语音提醒患者的呼吸参数向着所匹配的患者呼吸数据趋近校正，已达到成功采集磁共振图像的目的，实现了自动进行呼吸培训，其智能化程度高，效率高，培训效果较好。

Description

一种智能磁共振呼吸运动培训方法及装置

技术领域

本发明及呼吸训练技术领域，具体为一种智能磁共振呼吸运动培训方法及装置。

背景技术

目前磁共振成像已经成为临床诊断的重要手段，但对于呼吸运动部位比如说：胸部、腹部等，采用常规扫描技术进行扫描后，图像运动伪影因为呼吸不均匀，严重影响临床诊断。对于高场强的磁共振机器，扫描速度快，可以在稀奇-吐气-憋住后屏气，扫描时间控制在12-20秒左右完成扫描。但是对于低场强的磁共振机器，很多时候扫描速度达不到高场强的屏气时间。

目前在给患者做与屏气呼吸相关的检查时，均对患者进行呼吸培训，主要包括：1.让患者根据场强不同，了解患者屏气最长时间；2.培训呼吸训练，为了提高图像质量，屏气后能最大话减少呼吸运动伪影；3.了解患者呼吸幅度和频率稳定状态。在检查过程中的时间段(腹部一般在20分钟内，肾脏特殊序列可能需要40分钟)内，如果无任何培训和提醒，呼吸幅度和频率容易发生变化，有可能加重呼吸运动伪影。目前很多时候都是做检查的技师对每一个患者的呼吸培训，一边要做检查，观察患者图像以及检查观看患者的状态，另外要对每一个患者进行呼吸培训，导致做检查的技师工作量很大，工作效率不够高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种智能磁共振呼吸运动培训方法及装置，以解决现有的目前磁共振成像过程中，人工对患者呼吸培训工作量大，效率不高，培训效果不佳的问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供如下技术方案：一种智能磁共振呼吸运动培训方法，包括以下步骤；

S1、采集患者做磁共振时的呼吸数据；

S2、判断所述呼吸数据是否符合磁共振图像采集要求；若不符合磁共振图像采集要求，执行步骤S3；若符合磁共振图像采集要求，执行步骤S4；

S3、语音提醒患者校正呼吸参数；

S4、计算并存储适合患者的有效呼吸参数。

优选的，所述呼吸数据至少包括患者呼吸幅度、频率、呼气时间、吸气时间、屏气时间、呼气和吸气时间比。

优选的，所述判断所述呼吸数据是否符合磁共振图像采集要求之前，还包括：建立成功采集磁共振图像的患者呼吸数据数据库，所述患者呼吸数据数据库还包括患者体征值以及所述呼吸数据与磁共振图像数据的映射关系。

优选的，所述判断所述呼吸数据是否符合磁共振图像采集要求，具体为：根据所述患者呼吸数据数据库设定能成功采集磁共振图像的呼吸数据阈值，判断患者呼气时间、吸气时间、屏气时间、呼气和吸气时间比是否在设置的能成功采集磁共振图像的呼吸数据阈值范围内。

优选的，所述语音提醒患者校正呼吸参数，具体为：基于目前患者呼吸数据，减短或者延长对应呼气、吸气或者屏气的时间。

优选的，所述计算并存储适合患者的有效呼吸参数，其中所述适合患者的有效呼吸参数为整个训练过程中患者对应的总共呼气时间t1、吸气时间t2、屏气时间t3和呼气和吸气时间比T，其中所述总共呼气时间t1、吸气时间t2或者屏气时间t3除去患者校正呼吸参数用的时间。

本发明还提供一种智能磁共振呼吸运动培训装置，包括；

呼吸数据采集模块，用于分别采集患者做磁共振时的呼吸数据；

呼吸数据判断模块，用于判断所述呼吸数据是否符合磁共振图像采集要求；

呼吸参数校正模块，用于呼吸数据不符合磁共振图像采集要求，生成呼吸参数校正控制数据；

语音输出模块，用于语音提醒患者校正呼吸参数；

有效呼吸参数计算存储模块，用于呼吸数据符合磁共振图像采集要求后，计算并存储适合患者的有效呼吸参数。

优选的，还包括呼吸数据数据库模块，呼吸数据数据库模块为成功采集磁共振图像的患者呼吸数据数据库，所述患者呼吸数据数据库还包括所述呼吸数据与磁共振图像数据的映射关系。

本发明还提供一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述智能磁共振呼吸运动培训方法的步骤。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述智能磁共振呼吸运动培训方法的步骤。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明基于成功采集磁共振图像的患者呼吸数据建立数据库，并将采集的待培训患者的呼吸数据与数据库匹配，匹配上下邻近的患者呼吸数据并与其对比，并语音提醒患者的呼吸参数向着所匹配的患者呼吸数据趋近校正，以达到成功采集磁共振图像的目的，实现了自动进行呼吸培训，其智能化程度高，解决了人工对患者呼吸培训工作量大，效率不高，培训效果不佳的问题。

附图说明

图1为本发明的智能磁共振呼吸运动培训方法流程图；

图2为本发明的智能磁共振呼吸运动培训装置原理框图；

图3为本发明一实施例提供的终端设备的示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种智能磁共振呼吸运动培训方法，包括以下步骤；

S1、采集患者做磁共振时的呼吸数据；

S2、判断呼吸数据是否符合磁共振图像采集要求；若不符合磁共振图像采集要求，执行步骤S3；若符合磁共振图像采集要求，执行步骤S4；

S3、语音提醒患者校正呼吸参数；

S4、计算并存储适合患者的有效呼吸参数。

其中，上述呼吸数据至少包括患者呼吸幅度、频率、呼气时间、吸气时间、屏气时间、呼气和吸气时间比，呼吸数据中的参数直接决定了磁共振图像的采集效果。

在判断呼吸数据是否符合磁共振图像采集要求之前，还包括：建立成功采集磁共振图像的患者呼吸数据数据库，患者呼吸数据数据库还包括患者体征值以及所述呼吸数据与磁共振图像数据的映射关系。这个数据库是基于多个成功采集磁共振图像的患者的呼吸数据建立的，其数据可以通过以下数据表格表示：

上述表格大体反映了数据库中的呼吸数据以及呼吸数据与磁共振图像数据的映射关系，通过大量的患者数据作为基础数据，就可以计算出患者成功采集图像符合要求的各项参数的平均值、上下限。

在判断呼吸数据是否符合磁共振图像采集要求时，具体为：根据上述患者呼吸数据数据库设定能成功采集磁共振图像的呼吸数据阈值，判断患者呼气时间、吸气时间、屏气时间、呼气和吸气时间比是否在设置的能成功采集磁共振图像的呼吸数据阈值范围内。如果不在正常范围内，就需要语音提醒患者校正呼吸参数。

判断呼吸数据是否符合磁共振图像采集要求具体为：基于目前患者呼吸数据，减短或者延长对应呼气、吸气或者屏气的时间。比如，根据目前待采集的患者的身体体征值(比如身高、体重、肺活量等)，在数据库中匹配体征值最为相近的两个患者的呼吸数据，所匹配的两个患者的体征值分别为待培训患者的体征值105％左右和95％左右。比如，待培训患者肺活量为5000，则选择肺活量为5250左右和4750左右的患者的呼吸数据分别作为上下限参考。在待培训患者进行呼吸训练时，若第一次其呼吸数据不在所匹配的两个患者的呼吸数据范围内，则语音提示校正。比如，待培训患者屏气时间为10s，而所匹配的两个患者的呼吸数据的屏气时间分别为18s和20s，则语音提示其再延长屏气8s-10s。

另外，上述计算并存储适合患者的有效呼吸参数，其中适合患者的有效呼吸参数为整个训练过程中患者对应的总共呼气时间t1、吸气时间t2、屏气时间t3和呼气和吸气时间比T，其中总共呼气时间t1、吸气时间t2或者屏气时间t3除去患者校正呼吸参数用的时间。因为，在培训过程中，患者前几次的呼吸数据往往不符合成功采集磁共振图像的要求，这时就需要机器自动语音提示校正，患者在听到语音提示后再调整呼吸数据，调整过程中就有一定的时间延时，这里的延时时间是不能作为正常采集图像的时间参数的，因此要除去。

实施例2

如图2所示，本发明还提供一种智能磁共振呼吸运动培训装置，包括；

呼吸数据采集模块，用于分别采集患者做磁共振时的呼吸数据；

呼吸数据判断模块，用于判断呼吸数据是否符合磁共振图像采集要求；

呼吸参数校正模块，用于呼吸数据不符合磁共振图像采集要求，生成呼吸参数校正控制数据；

语音输出模块，用于语音提醒患者校正呼吸参数；

有效呼吸参数计算存储模块，用于呼吸数据符合磁共振图像采集要求后，计算并存储适合患者的有效呼吸参数。

其中，还包括呼吸数据数据库模块，呼吸数据数据库模块为成功采集磁共振图像的患者呼吸数据数据库，患者呼吸数据数据库还包括呼吸数据与磁共振图像数据的映射关系。

图3是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图3所示，该实施例的终端设备6包括：处理器60、存储器61以及存储在所述存储器61中并可在所述处理器60上运行的计算机程序62，例如智能磁共振呼吸运动培训程序。所述处理器60执行所述计算机程序62时实现上述智能磁共振呼吸运动培训方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S1至S4。或者，所述处理器60执行所述计算机程序62时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图3所示模块的功能。

示例性的，所述计算机程序62可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器61中，并由所述处理器60执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序62在所述终端设备6中的执行过程。例如，所述计算机程序62可以被分割成同步模块、汇总模块、获取模块、返回模块(虚拟装置中的模块)，各模块具体功能如下：

所述终端设备6可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器60、存储器61。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是终端设备6的示例，并不构成对终端设备6的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器60可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器61可以是所述终端设备6的内部存储单元，例如终端设备6的硬盘或内存。所述存储器61也可以是所述终端设备6的外部存储设备，例如所述终端设备6上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器61还可以既包括所述终端设备6的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器61用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其它程序和数据。所述存储器61还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种智能磁共振呼吸运动培训方法，所述培训方法基于一种智能磁共振呼吸运动培训装置实施，其特征在于，所述培训装置包括：

呼吸数据采集模块，用于分别采集患者做磁共振时的呼吸数据；

呼吸数据判断模块，用于判断所述呼吸数据是否符合磁共振图像采集要求；

呼吸参数校正模块，用于呼吸数据不符合磁共振图像采集要求，生成呼吸参数校正控制数据；

语音输出模块，用于语音提醒患者校正呼吸参数；

有效呼吸参数计算存储模块，用于呼吸数据符合磁共振图像采集要求后，计算并存储适合患者的有效呼吸参数；

所述培训装置还包括呼吸数据数据库模块，呼吸数据数据库模块为成功采集磁共振图像的患者呼吸数据数据库，所述患者呼吸数据数据库还包括所述呼吸数据与磁共振图像数据的映射关系；

其中，所述培训方法包括以下步骤；

S1、采集患者做磁共振时的呼吸数据；

S2、判断所述呼吸数据是否符合磁共振图像采集要求；若不符合磁共振图像采集要求，执行步骤S3；若符合磁共振图像采集要求，执行步骤S4；

S3、语音提醒患者校正呼吸参数；

S4、计算并存储适合患者的有效呼吸参数；

所述呼吸数据至少包括患者呼吸幅度、频率、呼气时间、吸气时间、屏气时间、呼气和吸气时间比；

所述判断所述呼吸数据是否符合磁共振图像采集要求之前，还包括：建立成功采集磁共振图像的患者呼吸数据数据库，所述患者呼吸数据数据库还包括患者体征值以及所述呼吸数据与磁共振图像数据的映射关系；

所述判断所述呼吸数据是否符合磁共振图像采集要求，具体为：根据患者呼吸数据数据库设定能成功采集磁共振图像的呼吸数据阈值，判断患者呼气时间、吸气时间、屏气时间、呼气和吸气时间比是否在设置的能成功采集磁共振图像的呼吸数据阈值范围内；

所述语音提醒患者校正呼吸参数，具体为：基于目前患者呼吸数据，减短或者延长对应呼气、吸气或者屏气的时间；

所述计算并存储适合患者的有效呼吸参数，其中所述适合患者的有效呼吸参数为整个培训过程中患者对应的总共呼气时间t1、吸气时间t2、屏气时间t3和呼气和吸气时间比T，其中所述总共呼气时间t1、吸气时间t2或者屏气时间t3除去患者校正呼吸参数用的时间。

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