CN115137337A - 胸腔成像及呼吸监测测量装置及方法 - Google Patents

胸腔成像及呼吸监测测量装置及方法 Download PDF

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CN115137337A CN202210749048.7A CN202210749048A CN115137337A CN 115137337 A CN115137337 A CN 115137337A CN 202210749048 A CN202210749048 A CN 202210749048A CN 115137337 A CN115137337 A CN 115137337A
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李懋坤
张浩林
张曈
杨帆
许慎恒
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Abstract

本申请公开了一种胸腔成像及呼吸监测测量装置及方法，包括：基于围绕在受试者胸腔上的可穿戴式设备本体；设置于可穿戴式设备本体上的测量设备，其中，测量设备包括至多个天线传感器，多个天线传感器检测其上的环绕式电磁波数据；监测设备用于根据环绕式电磁波数据生成胸腔的成像结果，并获取受试者的呼吸监测信息。本申请实施例可以利用设置有多个天线传感器的可穿戴式设备对受试者胸腔进行胸腔成像及呼吸监测，有效的提升了受试者数据采集的稳定性和快速性，提高了胸腔成像及呼吸监测测量结果的准确度。

Description

胸腔成像及呼吸监测测量装置及方法
技术领域
本申请涉及电磁波生物医学成像技术领域，特别涉及一种胸腔成像及呼吸监测测量装置及方法。
背景技术
相关技术中，通过采用单侧扫描或机械旋转式扫描的方式完成电磁波胸腔探测，并且通过机械扫描采集电磁波数据，能够稳定测量胸腔各方向数据，从而可以对胸腔的生理过程(如呼吸)进行实时监测。
然而，相关技术中需要通过机械扫描采集电磁波数据，降低了测量的便利性，且未能兼顾全方位信息和时间分辨率，无法快速、稳定的全方位采集数据，降低了采集数据的效率，无法满足呼吸监测测量需求，亟待改进。
发明内容
本申请是基于发明人对以下问题和认识作出的：
电磁波生物医学成像技术是一种非侵入式、安全无电离辐射的医学影像模式，具有设备轻便、成本低廉、成像速度快的优势，在人体附近或表面放置天线传感器，向人体发射并接收电磁波对人体内部进行探测，由于生理过程和病变会改变人体相关部位的电磁特性，电磁波在人体中的传播会受到影响并反映在测量信号中，因此根据测量的电磁波信号就可以对人体相关部位的电磁特性变化进行重建。
使用电磁波对胸腔进行成像的目的是为了对胸腔的生理过程(如呼吸)进行实时监测，由于胸腔体积庞大、结构复杂，电磁波在胸腔内会产生多次、向各个方向的折反射，且胸腔内高衰减的环境，接收到的电磁波信号信噪比有限，同时呼吸过程连续发生，测量和采集过程需要持续进行，上述原因共同导致了电磁波胸腔成像及呼吸监测需要一种能够连续稳定测量胸腔各方向数据的方法。
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本申请的目的在于提出一种胸腔成像及呼吸监测测量装置，可以利用设置有多个天线传感器的可穿戴式设备对受试者胸腔进行胸腔成像及呼吸监测，其中，可穿戴式设备可以为可穿戴式设备本体，如医用弹性绷带等，且无需任何机械扫描，有效的提升了受试者数据采集的稳定性和快速性，提高了测量结果的准确度，有效的满足胸腔成像及呼吸监测测量的需求。
本申请的另一个目的在于提出一种胸腔成像及呼吸监测测量方法。
为达到上述目的，本申请实施例一方面提出了一种胸腔成像及呼吸监测测量装置，包括：
基于围绕在受试者胸腔上的可穿戴式设备本体；
设置于所述可穿戴式设备本体上的测量设备，其中，所述测量设备包括至多个天线传感器，所述多个天线传感器检测其上的环绕式电磁波数据；以及
监测设备，用于根据所述环绕式电磁波数据生成所述胸腔的成像结果，并获取所述受试者的呼吸监测信息。
可选地，所述可穿戴式设备本体为医用弹性绷带。
可选地，所述多个天线传感器呈均匀间隔排布呈阵列设置。
可选地，所述多个天线传感器的数量和间距由所述受试者的胸围得到。
可选地，还包括：
固定件，用于将所述可穿戴式设备本体固定于所述胸腔上。
可选地，所述多个天线传感器粘接或缝制于所述可穿戴式设备本体上。
可选地，还包括：外接信号源。
可选地，还包括：
测量电路，所述测量电路设置于所述可穿戴式设备本体上。
本申请实施例的另一方面提出了一种胸腔成像及呼吸监测测量方法，利用如上述的胸腔成像及呼吸监测测量装置，其中，所述方法包括以下步骤：
发送电磁波信号；
利用所述多个天线传感器检测所述环绕式电磁波数据；以及
根据所述环绕式电磁波数据生成所述胸腔的成像结果，并获取所述受试者的呼吸监测信息。
根据本申请实施例提出的胸腔成像及呼吸监测测量装置及方法，可以利用设置多个天线传感器构成的可穿戴式设备，采用环绕式的方法对佩戴该设备的受试者进行连续而稳定的胸腔成像及呼吸监测测量，且无需任何机械扫描，有效的提升了受试者数据采集的稳定性和快速性，提高了测量结果的准确度，有效的满足胸腔成像及呼吸监测测量的需求。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本申请实施例提供的可穿戴式设备的结构示意图；
图2为根据本申请实施例提供的一种胸腔成像及呼吸监测测量方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参照附图描述根据本申请实施例提出的胸腔成像及呼吸监测测量装置及方法。
图1为根据本申请实施例提供的可穿戴式设备的结构示意图。
如图1所示，该胸腔成像及呼吸监测测量装置包括：可穿戴式设备本体100、测量设备200和监测设备。
其中，如图1所示，可穿戴式设备本体100基于围绕在受试者胸腔上。测量设备200设置于可穿戴式设备本体100上，其中，测量设备200包括多个天线传感器(如图1中天线传感器201、天线传感器202、…和天线传感器20N)，多个天线传感器可以检测可穿戴式设备上的环绕式电磁波数据。监测设备用于根据环绕式电磁波数据生成胸腔的成像结果，并获取受试者的呼吸监测信息。本申请实施例的胸腔成像及呼吸监测测量装置可以基于由天线传感器阵列构成的可穿戴式设备，采用环绕式的方法对佩戴可穿戴式设备的受试者进行连续而稳定的胸腔电磁波测量和数据采集，且无需任何机械扫描，能够快速稳定的采集电磁波数据，从而提升受试者的胸腔成像及呼吸监测测量的准确性。
举例而言，如图1所示，胸腔成像及呼吸监测测量装置可以基于由测量设备200，如天线传感器阵列，以及监测设备构成的可穿戴式设备，且通过监测设备根据环绕式电磁波数据生成胸腔的成像结果，并获取受试者的呼吸监测信息，从而对佩戴可穿戴式设备的受试者进行胸腔电磁波测量和数据采集，进而提升胸腔成像的速度，提高受试者数据采集的稳定性和连续性。
可选地，在本申请的一个实施例中，可穿戴式设备本体100为医用弹性绷带。
在实际执行过程中，如图1所示，可穿戴式设备本体100可以为医用弹性绷带，需要说明的是，可穿戴式设备也可以为背心式、马甲式等，但是，本申请实施例可以使用医用弹性绷带作为可穿戴式设备，可以根据受试者胸围选择具有合适长度的医用弹性绷带，并确保受试者在佩戴时能够将医用弹性绷带首尾相连，从而有效的提升了可穿戴式设备与受试者的贴合性，提高测量结果的精准度。
可选地，在本申请的一个实施例中，多个天线传感器呈均匀间隔排布呈阵列设置。
举例而言，本申请实施例可以根据胸腔成像及呼吸监测测量装置的工作频率，采用满足小型、低剖面等特点的天线传感器，其中，天线传感器具有贴身工作的模式，可以将多个天线传感器设置呈均匀间隔排布呈阵列，并将天线传感器与医用弹性绷带相结合，制成可穿戴式设备，从而可以确保天线传感器阵列与受试者的紧密贴合，提升了测量结果的稳定性。
可选地，在本申请的一个实施例中，多个天线传感器的数量和间距由受试者的胸围得到。
作为一种可能实现的方式，可穿戴式设备中的多个天线传感器与医用弹性绷带组合可以为各种形式，包括但不限于天线传感器的数量、间距和天线传感器与医用弹性绷带的结合方法，其中，可以根据受试者的胸围设计多个天线传感器的数量和间距，增加多个天线传感器与受试者胸腔的贴合性，从而确保对受试者进行数据采集的稳定性和连续性。
可选地，在本申请的一个实施例中，本申请实施例的胸腔成像及呼吸监测测量装置还包括：固定件，用于将可穿戴式设备本体100固定于胸腔上。
在一些实施例中，本申请实施例还包括固定件，可以将可穿戴式设备本体100固定于胸腔上，从而确保天线传感器相对受试者位置的固定，增加天线传感器阵列与受试者的贴合性，能够接收受试者胸腔内各方向的数据，提高胸腔成像及呼吸检测测量数据的精准度。
可选地，在本申请的一个实施例中，多个天线传感器粘接或缝制于可穿戴式设备本体100上。
在实际执行过程中，多个天线传感器与医用弹性绷带的结合可以采用粘接或缝制的方式，可以根据所选择的结合方式，在多个天线传感器的设计时预留相应的空间，比如缝制时用于布线的过孔等，天线传感器的具体数量可以根据多个天线传感器及受试者胸腔的实际尺寸来确定，多个天线传感器位于医用弹性绷带的位置可以根据受试者具体情况安排，可以遵循均匀分布且尽量避开骨骼结构的原则，从而确保天线传感器阵列与受试者的紧密贴合，提升受试者数据采集的稳定性。
可选地，在本申请的一个实施例中，本申请实施例的胸腔成像及呼吸监测测量装置还包括：外接信号源。
举例而言，受试者可以将可穿戴式设备围绕在胸腔的指定位置，指定位置可根据受试者胸腔的具体情况来确定，在进行电磁波测量与数据采集时，可通过外接信号源等方式，以一定规则控制环绕式天线传感器阵列发射并接收电磁波信号，监测设备可以根据环绕式电磁波数据生成胸腔的成像结果，获取受试者的呼吸监测信息，从而有效的接收受试者胸腔内各方向的数据，提升受试者数据采集的效率。
可选地在本申请的一个实施例中，本申请实施例的胸腔成像及呼吸监测测量装置还包括：测量电路，测量电路设置于可穿戴式设备本体100上。
在实际执行过程中，本申请实施例可以将测量电路设置于可穿戴式设备本体100上，在进行电磁波测量与数据采集时，可通过测量电路等方式，以一定规则控制环绕式天线传感器阵列发射并接收电磁波信号，监测设备根据环绕式电磁波数据生成胸腔的成像结果，获取受试者的呼吸监测信息，从而有效的接收受试者胸腔内各方向的数据，提升受试者数据采集的稳定性和快速性。
根据本申请实施例提出的胸腔成像及呼吸监测测量装置，可以利用设置多个天线传感器构成的可穿戴式设备，采用环绕式的方法对佩戴该设备的受试者进行连续而稳定的胸腔成像及呼吸监测测量，且无需任何机械扫描，有效的提升了受试者数据采集的稳定性和快速性，提高了测量结果的准确度，有效的满足胸腔成像及呼吸监测测量的需求。
此外，本申请实施例还提出了一种胸腔成像及呼吸监测测量方法，利用如上述的胸腔成像及呼吸监测测量装置。
其中，如图2所示，本申请实施例的胸腔成像及呼吸监测测量方法包括以下步骤：
在步骤S201中，发送电磁波信号。
在步骤S202中，利用多个天线传感器检测环绕式电磁波数据。
在步骤S203中，根据环绕式电磁波数据生成胸腔的成像结果，并获取受试者的呼吸监测信息。
根据本申请实施例提出的胸腔成像及呼吸监测测量方法，可以利用设置多个天线传感器构成的可穿戴式设备，采用环绕式的方法对佩戴该设备的受试者进行连续而稳定的胸腔成像及呼吸监测测量，且无需任何机械扫描，有效的提升了受试者数据采集的稳定性和快速性，提高了测量结果的准确度，有效的满足胸腔成像及呼吸监测测量的需求。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。
此外，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至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种胸腔成像及呼吸监测测量装置，其特征在于，包括：
基于围绕在受试者胸腔上的可穿戴式设备本体；
设置于所述可穿戴式设备本体上的测量设备，其中，所述测量设备包括至多个天线传感器，所述多个天线传感器检测其上的环绕式电磁波数据；以及
监测设备，用于根据所述环绕式电磁波数据生成所述胸腔的成像结果，并获取所述受试者的呼吸监测信息。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述可穿戴式设备本体为医用弹性绷带。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个天线传感器呈均匀间隔排布呈阵列设置。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述多个天线传感器的数量和间距由所述受试者的胸围得到。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
固定件，用于将所述可穿戴式设备本体固定于所述胸腔上。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个天线传感器粘接或缝制于所述可穿戴式设备本体上。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：外接信号源。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
测量电路，所述测量电路设置于所述可穿戴式设备本体上。
9.一种胸腔成像及呼吸监测测量方法，其特征在于，利用如权利要求1-9任一项所述的胸腔成像及呼吸监测测量装置，其中，所述方法包括以下步骤：
发送电磁波信号；
利用所述多个天线传感器检测所述环绕式电磁波数据；以及
根据所述环绕式电磁波数据生成所述胸腔的成像结果，并获取所述受试者的呼吸监测信息。
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