CN115209799A - 用于患者监测的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本说明书提供了一种用于患者监测的系统。该系统可以使医疗装置对仍处于屏气状态的患者执行治疗或扫描。在患者的治疗或扫描期间，系统可以使用监测装置获取与反映患者屏气状态的一个或多个状态参数相关的一个或多个参数值。系统还可以基于一个或多个参数值预测屏气状态的停止点。系统可根据屏气状态的停止点进一步调整治疗或扫描。

Description

用于患者监测的系统和方法

技术领域

本说明书主要与医学成像和/或治疗中的患者监测有关，尤其涉及在医学成像和/或治疗中监测患者屏气状态的方法和系统。

背景技术

医学成像和放射疗法广泛用于疾病诊断和/或治疗。可能会通过成像装置扫描患者(或其他对象)以获取患者的图像数据进行分析，和/或通过治疗装置对患者进行治疗。

发明内容

根据本说明书的一个方面，提供了一种用于患者监测的系统。该系统可以包括至少一个包含一组指令的存储装置，至少一个处理器配置为与至少一个存储装置进行通信。执行一组指令时，系统可以将至少一个处理器配置为指导系统执行操作。至少一个处理器可以被配置为使系统使医疗装置对处于屏气状态的患者执行治疗或扫描。在治疗或扫描患者期间，至少一个处理器可以被配置成指示系统获取与一个或多个状态参数相关的一个或多个参数值，这些参数使用监测装置反映患者的屏气状态。至少一个处理器还可以被配置成指示系统基于一个或多个参数值来预测屏气状态的停止点。至少一个处理器还可以被配置成指示系统基于屏气状态的停止点来调整治疗或扫描。

在一些实施例中，至少可以将一个处理器配置为指导系统获取与患者的一个或多个测试呼吸相关的实验数据。还可以将至少一个处理器配置为指导系统基于实验数据确定一个或多个状态参数。

在一些实施例中，实验数据可包括患者体表的运动数据。至少一个处理器可以被配置成指示系统基于患者体表的运动数据来确定与停止点相关的一个或多个前导区域。至少一个处理器还可以被配置成指示系统至少部分地基于一个或多个前导区域来确定一个或多个状态参数。一个或多个状态参数中的至少一个状态参数与所述一个或多个前导区域的运动相关。

在一些实施例中，监测装置可能监测装置包括呼吸传感器、光学装置、雷达装置或肌电图(electromyography，EMG)电极中的至少一个，其被配置为监测一个或多个前导区域的运动。

在一些实施例中，为了基于屏气状态的停止点调整治疗或所述扫描，至少一个处理器可以被配置成指示系统基于停止点确定中断所述治疗或所述扫描的中断时间点；以及使医疗装置在中断时间点中断治疗或扫描。

在一些实施例中，一个或多个参数值中的至少一个可能与患者的感兴趣区域(region of interest，ROI)的运动相关。ROI可能与患者的呼吸运动有关。至少一个处理器可被配置为使系统基于与患者的ROI的运动相关的至少一个参数值来确定ROI是有节律运动还是突然运动。以及可以将至少一个处理器配置为使系统以基于ROI是否具有是有节律运动还是突然运动的确定结果来预测停止点。

在一些实施例中，患者的ROI可以包括膈膜、肋间肌、腹肌、辅助呼吸肌、呼气肌或声门中的至少一个。

在一些实施例中，监测装置可以包括配置用于采集ROI的一个或多个图像的成像装置。

在一些实施例中，成像装置可能至少包括电阻抗断层扫描(electricalimpedance tomography，EIT)电极、超声换能器、电影x射线系统、磁共振成像(MRI)装置、正电子发射断层扫描(PET)装置或单光子发射计算机断层扫描(SPECT)装置中的至少一个。

在一些实施例中，监测装置可能包括肌电图电极，被配置为测量感兴趣区域的肌电图。

在一些实施例中，监测装置可以包括距离测量装置，其被配置为测量所述距离测量装置和所述患者体表之间的距离。为了获取与一个或多个反映患者屏气状态的状态参数相关的一个或多个参数值，可以配置至少一个处理器以指示系统使用距离测量装置获取距离测量装置与患者体表之间的距离。至少一个处理器可以被配置成指示系统至少部分地基于距离来估计一个或多个参数值。一个或多个参数值中的至少一个可能与患者的肺容量有关。

在一些实施例中，距离测量装置可以包括光学传感器、超声波传感器、雷达传感器、飞行时间传感器、基于结构光的传感器或基于标记的传感器中的至少一个。

在一些实施例中，监测装置可能包括呼吸检测装置，其被配置为监测所述患者的呼吸运动。

在一些实施例中，呼吸检测装置可能包括配备有压力传感器的封闭管，封闭管可操作地连接到所述患者的口和鼻中的一处。

在一些实施例中，一个或多个参数值中的至少一个参数值与患者的胸腔内压力有关，以及监测装置包括压力测量装置，所述压力测量装置被配置为测量患者的胸腔内压力。

在一些实施例中，压力测量装置可能包括安装在食管球囊上的压力传感器。食管球囊可以被放置在患者的食管中。

在一些实施例中，一个或多个参数值中的至少一个参数值可能与一个或多个神经的传入活动相关，一个或多个神经与所述患者的呼吸运动有关。监测装置可能包括被配置为监测所述传入活动的神经监测装置。

在一些实施例中，一个或多个参数值中的至少一个参数值可能与患者的血气水平相关，以及监测装置可能包括动脉采血装置，其被配置为采集患者的血液。

在一些实施例中，一个或多个参数值中的至少一个参数值可能与患者的高碳酸血症水平有关。监测装置可能包括脑血容量测量装置。为了获取与反映患者屏气状态的一个或多个状态参数相关的一个或多个参数值，至少一个处理器可以被配置为指示系统使用脑血容量测量装置来获取患者的脑血容量，并基于患者的脑血容量估计与患者的高碳酸水平相关的至少一个参数值。

在一些实施例中，一个或多个参数值中的至少一个参数值可能与患者的心率有关，以及监测装置可能包括心率测量装置。

在一些实施例中，一个或多个参数值中的至少一个参数值可能与患者的血压有关，以及监测装置可能包括血压测量装置。

根据本说明书的另一个方面，提供了一种患者监测的方法。该方法可能包括使医疗装置对处于屏气状态的患者进行治疗或扫描。在治疗或患者的扫描过程中，该方法可能包括使用监测装置获取与一个或多个状态参数相关的一个或多个参数值，一个或多个状态参数反映患者的屏气状态。该方法可能还包括基于一个或多个参数值预测屏气状态的停止点。该方法可能进一步包括基于屏气状态的停止点调整治疗或扫描。

根据本说明书的另一个方面，提供了非暂时性计算机可读存储介质，包括指令。当由至少一个用于患者监测的系统处理器访问时，该指令可以使系统执行一种方法。该方法可能包括使医疗装置对处于屏气状态的患者进行治疗或扫描。在治疗或患者的扫描过程中，该方法可以包括使用监测装置获取与一个或多个状态参数相关的一个或多个参数值，一个或多个状态参数反映患者的屏气状态。该方法可能还包括基于一个或多个参数值预测屏气状态的停止点。该方法可能进一步包括基于屏气状态的停止点调整治疗或扫描。

本申请的一部分附加特性可以在以下描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的研究或者对实施例的生产或操作的了解，本申请的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本说明书的特征可以通过以下讨论的详细示例中阐述的方法、工具和组合的各个方面的实践或使用来实现和获得。

附图说明

本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：

图1是根据本说明书的一些实施例所示的示例性医疗系统的示意图；

图2是根据本说明书的一些实施例所示的计算装置的示例性硬件和/或软件组件的示意图；

图3是根据本说明书的一些实施例所示的移动装置的示例性硬件和/或软件组件的示意图；

图4是根据本说明书的一些实施例所示的示例性处理装置的模块图；

图5是根据本说明书的一些实施例所示的用于监测患者屏气状态的示例性过程的流程图；以及

图6是根据本公开的一些实施例所示的患者的示例性状态参数和监测装置的示例性组件的表。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。然而，本领域技术人员应该明白，可以在没有这些细节的情况下实施本申请。在其它情况下，为了避免不必要地使本申请的各方面变得晦涩难懂，已经在较高的层次上描述了众所周知的方法、过程、系统、组件和/或电路。对于本领域的普通技术人员来讲，显然可以对所披露的实施例作出各种改变，并且在不偏离本申请的原则和范围的情况下，本申请中所定义的普遍原则可以适用于其他实施例和应用场景。因此，本申请不限于所示的实施例，而是符合与申请专利范围一致的最广泛范围。

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。然而，本领域技术人员应该明白，可以在没有这些细节的情况下实施本申请。在其它情况下，为了避免不必要地使本申请的各方面变得晦涩难懂，已经在较高的层次上描述了众所周知的方法、过程、系统、组件和/或电路。对于本领域的普通技术人员来讲，显然可以对所披露的实施例作出各种改变，并且在不偏离本申请的原则和范围的情况下，本申请中所定义的普遍原则可以适用于其他实施例和应用场景。因此，本申请不限于所示的实施例，而是符合与申请专利范围一致的最广泛范围。

本申请中所使用的术语仅出于描述特定示例实施例的目的，而非限制性的。如本申请使用的单数形式“一”、“一个”及“该”同样可以包括复数形式，除非上下文明确提示例外情形。还应当理解，如在本申请说明书中使用的术语“包括”、“包含”仅提示存在所述特征、整数、步骤、操作、组件和/或部件，但并不排除存在或添加一个或以上其它特征、整数、步骤、操作、组件、部件和/或其组合的情况。

可以理解，此处使用的术语“系统”，“引擎”，“单元”，“模块”，“模块”和/或“块”是一种区分不同组件，元素，零件，部分或组装不同级别的不同级别的方法上升顺序。然而，如果可以达到相同的目的，这些术语也可以被其他表达替换。

通常，这里使用的词语“模块”、“单元”或“块”是指体现在硬件或固件中的逻辑，或者是软件指令的集合。本文描述的模块、单元或块可以实现为软件和/或硬件，并且可以存储在任何类型的非暂时性计算机可读介质或另一存储装置中。在一些实施例中，可以编译软件模块/单元/块并将其链接到可执行程序中。应当理解，软件模块可以从其他模块/单元/块或从它们自身调用，和/或可以响应检测到的事件或中断来调用。被配置为用于在计算装置(例如，如图2所示的处理器210)上执行的软件模块/单元/块可以提供在计算机可读介质上，例如光盘、数字视频光盘、闪存驱动器、磁盘或任何其他有形介质，或者作为数字下载(最初可以以压缩或可安装的格式存储，在执行之前需要安装、解压缩或解密)。这里的软件代码可以被部分的或全部的储存在执行操作的计算装置的存储装置中，并应用在计算装置的操作之中。软件指令可以嵌入固件中，例如EPROM。还应当理解的是，硬件模块/单元/块可以包括在连接的逻辑组件中，例如门和触发器，和/或可以包括可编程单元，例如可编程门阵列或处理器。这里描述的模块/单元/块或计算装置功能可以实现为软件模块/单元/块，但是可以用硬件或固件表示。通常，这里描述的模块/单元/块指的是逻辑模块/单元/块，其可以与其他模块/单元/块组合或者分成子模块/子单元/子块，尽管它们是物理组织或存储器件。该描述可适用于系统、引擎或其一部分。

可以理解的是，除非上下文另有明确说明，当单元、引擎、模块或块被称为在另一单元、引擎、模块或块“上”、“连接”或“耦合至”另一单元、引擎、模块或块时，其可以直接在其它单元、引擎、模块或块上，与其连接或耦合或与之通信，或者可能存在中间单元、引擎、模块或块。在本申请中，术语“和/或”可包括任何一个或以上相关所列条目或其组合。本说明书中的术语“图像”用于统称图像数据(例如，扫描数据、投影数据)和/或各种形式的图像，包括二维(2D)图像、三维(3D)图像、四维(4D)图像等。本说明书中的术语“像素”和“体素”可互换地用于指代图像的元素。

根据以下对附图的描述，本申请的这些和其它的特征、特点以及相关结构元件的功能和操作方法，以及部件组合和制造经济性，可以变得更加显而易见，这些附图都构成本申请说明书的一部分。然而，应当理解的是，附图仅仅是为了说明和描述的目的，并不旨在限制本申请的范围。应当理解的是，附图并不是按比例绘制的。

医疗程序，例如医学成像、放射疗法等，通常涉及运动管理。例如，在患者的成像扫描(或为简洁起见，在本文中称为扫描)期间，患者的区域可能由于患者的呼吸运动而移动，这可能影响结果图像的质量(例如，在结果图像中产生运动伪影)。在患者治疗期间，治疗装置可根据治疗计划向患者身上的靶区(例如肿瘤)发射辐射。由于呼吸运动等原因，靶区可能会发生运动，这可能会导致辐射被传递到靶区以外的区域。为了消除或减少患者呼吸运动的影响，可能会要求患者在扫描或治疗期间屏住呼吸。然而，患者可能会意外地中断屏气，在成像过程中获取的成像数据中产生运动伪影，或者导致治疗过程中的剂量误差等，从而对医疗过程产生不利影响。可能需要通过例如重复医疗过程的至少一部分、在图像处理中使用运动校正算法等或其组合来执行校正措施。此类校正措施可能造成，例如，患者、相关医疗保健提供者和/或装置(例如，医疗程序中涉及的成像装置、治疗装置和/或处理装置)额外为完成医疗过程需要花费额外的时间、患者受到的额外辐射剂量等，或其组合。因此，希望提供用于监测患者在医疗过程(例如成像、放射治疗等)中的屏气状态的系统和方法，从而提高成像和/或治疗的效率、准确性和/或功效。

本文提供用于非侵入性生物医学成像和/或治疗的系统和组件，例如用于疾病诊断或研究目的。在一些实施例中，可以指示医疗装置对对象执行治疗和/或扫描。出于说明目的，本说明书将患者作为示例性对象，但不是限制性的。例如，医疗装置可以包括被配置为对患者执行扫描的成像装置。在扫描期间，患者的一个或多个区域可能由于患者的呼吸运动而移动，这可能会影响结果图像的质量(例如，在结果图像中造成运动伪影)。

作为另一示例，医疗装置可以包括配置为对患者执行治疗的治疗装置(例如，放射治疗装置)。在治疗期间，医疗装置可能向患者身上的靶区(例如，治疗期间需要跟踪和/或监测的特定解剖结构)发射辐射。例如，靶区可以是需要成像和/或治疗的肿瘤、具有肿瘤的器官、具有肿瘤的组织或其任何组合。在某些情况下，由于患者的呼吸运动，靶区和/或一个或多个危及器官(Organs-at-risk，OAR)可能会发生运动。例如，由于患者的呼吸运动，辐射可能被传递到OAR，例如靠近靶区且不希望受到辐射的器官和/或组织，但由于其接近靶区而存在辐射损伤的风险。

为了消除或减少呼吸运动的影响，可在患者的治疗和/或扫描中使用运动管理技术。以治疗为例，运动管理技术可用于确保在靶区和/或OAR运动的情况下，输送给患者的辐射剂量与计划剂量分布尽可能匹配。治疗中使用的示范性运动管理技术可包括图像引导放射治疗(Image guide radiation therapy，IGRT)技术、屏气技术等，或其任何组合。IGRT技术可用于在治疗前和/或治疗过程中调整患者的位置，以确保靶区位于已确定的治疗范围内。然而，IGRT只能整体调整患者的位置，而不考虑器官之间的内部相对运动。可能需要调整治疗计划，以与治疗期间的靶区相符。

屏气技术已经使用于成像程序和治疗程序。例如，在患者的治疗和/或扫描期间，可能会要求患者屏住呼吸，从而大大减少呼吸运动。这样可以提高成像过程中的成像质量，以及治疗过程中辐射传递到靶区的精度。与其他运动管理技术(例如，通过跟踪患者呼吸器官的位置来管理呼吸运动)相比，屏气技术可能较少受到预测不确定性和/或连续呼吸周期具有统一长度的假设的影响。例如，如果患者在治疗之前或期间在某个屏气水平下成像，则可以评估患者的靶区和OAR是否处于各自的计划位置(可能在屏气水平之后，调整患者位置和/或治疗计划)。可以可靠地保持一定的屏气水平，并且可以在准确的计划传递中保持高度的置信度。

在应用屏气技术时，可能需要解决一个或多个问题。一方面，患者可能会意外地中断屏气状态(例如，呼吸或咳嗽)，如果未及时检测到这种情况，这可能会影响成像过程或导致治疗过程中的剂量传递错误。例如，在低分割治疗、烧蚀治疗或快速放射治疗中，屏气状态的意外中断可能会对患者造成伤害。仅作为示例，在输出为2400MU/min的放射治疗中，检测咳嗽或屏气失败状态的时间点与关闭光束的时间点之间的200毫秒延迟可导致8MU的额外辐射输出。在输出速率为40Gy/s的快速放射治疗中，额外的辐射输出可能等于8Gy，这可能导致对OAR产生严重的辐射损伤。另一方面，不同的患者可能有不同的屏气能力。需要解决的问题可以包括：例如，如何预测患者可能需要很快呼吸或咳嗽、如何根据预测结果调整扫描或治疗、以及对于诸如电弧治疗之类的连续递送，如何通过将医疗装置的机架/准直系统恢复到适合的位置来减少恢复时间等或其任何组合。

然而，传统的屏气技术可以使用预定义的屏气持续时间(例如20秒)，而不管不同患者之间甚至同一患者内部的屏气能力有多大差异。附加地或替代地，常规屏气技术通常只能在表面运动发生之后检测患者的表面运动来检测患者屏气状态的停止。例如，光学系统(例如AlignRT系统)可用于检测患者的表面运动。作为另一示例，呼吸带和/或光学标记可用于检测患者的表面运动，例如，瓦里安实时位置管理(Varian Real-Time PositionManagement，RPM)系统。如果检测到表面运动，可能会检测到屏气状态的意外变化，并且可以关闭射线束以减少剂量误差。其他一些传统的屏气技术可能试图延长患者的屏气持续时间。例如，通过使用带阀门的呼吸管，患者可能会被迫保持屏气状态。作为另一个示例，可通过补充氧气的空气和/或机械诱发的低碳酸血症延长屏气持续时间(例如，延长至5分钟以上)。这些传统的屏气技术可能无法预测屏气状态将很快停止，也无法确定患者呼吸的紧迫性。此外，患者在治疗和/或扫描期间可能咳嗽，这可能会中断患者的屏气状态。传统的屏气技术可能无法确定患者是否可能咳嗽。

为了解决传统屏气技术的上述问题，本说明书提供了用于监测患者屏气状态的系统和方法。该系统和方法可使医疗装置对保持屏气状态的患者执行治疗或扫描。在对患者治疗或的扫描过程中，系统和方法可能会使用监测装置获取一个或多个与一个或多个状态参数有关的参数值，这些参数反映了患者的屏气状态。系统和方法还可以根据一个或多个参数值来预测屏气状态的停止点，并根据屏气状态的停止点进一步调整处理或扫描。停止点是指患者可能停止屏气状态(例如，呼吸或咳嗽)的预测时间点。

这样，可以提前预测患者屏气状态的停止，而不是在其发生之后，这可以更有效地消除或减少屏气状态停止的影响。此外，在一些实施例中，由于不同的患者可能具有不同的呼吸(例如，不同的屏气能力)，因此可以基于患者的一个或多个测试屏气来选择用于预测停止点的患者的状态参数。这可以提高停止点预测的准确性，进而提高治疗和/或扫描的准确性。

图1是根据本说明书的一些实施例所示的示例性医疗系统100的示意图。如图所示，医疗系统100可以包括医疗装置110、网络120、一个或多个终端130、处理装置140和存储装置150。在一些实施例中，医疗装置110、终端130、处理装置140和/或存储装置150可以通过无线连接(例如，网络120)、有线连接或其组合相互连接和/或通信。医疗系统100的组件之间的连接可以是可变化的。仅作为示例，医疗装置110可以直接或通过网络120连接到处理装置140。作为另一示例，存储装置150可以通过网络120或直接连接到处理装置140。

医疗装置110可以包括成像装置和/或治疗装置。成像装置可以通过扫描对象来生成或提供与对象相关的图像数据。在一些实施例中，对象可包括生物对象(例如，患者)和/或非生物对象。例如，对象可以包括身体的特定部分，例如对象的头部、胸部、腹部等，或其组合。在一些实施例中，成像装置可以是用于疾病诊断或研究目的的非侵入性生物医学成像装置。成像装置可以包括单模态扫描仪和/或多模态扫描仪。单模态扫描仪可以包括，例如，超声扫描仪、X射线扫描仪、计算机断层扫描(CT)扫描仪、磁共振成像(MRI)扫描仪、超声扫描仪、正电子发射断层扫描(PET)扫描仪、光学相干断层扫描(OCT)扫描仪、超声(US)扫描仪、血管内超声(IVUS)扫描仪，近红外光谱(NIRS)扫描仪、远红外(FIR)扫描仪等，或其任何组合。多模态扫描仪可以包括，例如，X射线成像磁共振成像(X射线MRI)扫描仪、正电子发射断层扫描-X射线成像(PET-X射线)扫描仪、单光子发射计算机断层扫描-磁共振成像(SPECT-MRI)扫描仪、正电子发射断层扫描-计算机断层扫描(PET-CT)扫描仪、C臂扫描仪，数字减影血管造影磁共振成像(DSA-MRI)扫描仪等。

应当注意，上述成像装置仅用于说明目的，并不旨在限制本说明书的范围。本文所使用的术语“成像模态”或“模态”广义地指收集、生成、处理和/或分析对象的成像信息的成像方法或技术。在一些实施例中，与对象相关的图像数据可以包括投影数据、对象的一个或多个图像等。投影数据可以包括由成像装置通过扫描被摄体生成的原始数据和/或由被摄体图像上的前向投影生成的数据。

治疗装置可以被配置为向对象提供放射治疗。例如，治疗装置可以向对象的治疗区域(例如肿瘤)发射一个或多个射线束，以缓解受试者的症状。射线束可以包括多个小射束。在一些实施例中，治疗装置可以是适形放射治疗装置、图像引导放射治疗(IGRT)装置、调强放射治疗(IMRT)装置、调强弧光治疗(IMAT)装置、发射引导放射治疗(EGRT)装置等。

在一些实施例中，医疗装置110可包括机架111、探测器112、检测区域113、病床114和辐射源115。机架111可支撑探测器112和辐射源115。可将受试者置于病床114上进行成像或治疗。在一些实施例中，辐射源115可包括成像辐射源和/或治疗辐射源。成像辐射源可能会发射放射性射线。放射性射线可包括粒子射线、光子射线等，或其组合。在一些实施例中，r放射性射线可包括多个辐射粒子(例如中子、质子、电子、μ介子、重离子)、多个辐射光子(例如X射线、γ射线、紫外线、激光)等，或其组合。探测器112可检测从检测区域113发射的辐射和/或辐射事件(例如，伽马光子)。在一些实施例中，探测器112可以包括多个探测器单元。探测器单元可包括闪烁探测器(例如，碘化铯探测器)或气体探测器。探测器单元可以是单行探测器或多行探测器。治疗辐射源可配置为向受试者发射治疗辐射。在一些实施例中，治疗辐射源可包括直线加速器(linear accelerator，LINAC)。

应当注意，关于医疗装置110的描述仅仅是为了说明的目的而提供的，并不旨在限制本说明书的范围。医疗装置110可以包括一个或多个附加组件和/或可以省略医疗装置110中的一个或多个组件。例如，医疗装置110可以包括用于扫描对象的成像组件和用于治疗对象的治疗组件，它们可以共享相同的机架或具有各自的机架。作为另一示例，医疗装置110可以是治疗装置，并且可以省略探测器112。

在一些实施例中，当医疗装置110对受试者进行扫描和/或治疗时，受试者可能需要保持屏气状态以减少受试者的呼吸运动。医疗系统100可以包括被配置为在扫描和/或治疗期间监测受试者的屏气状态的监测装置。例如，在扫描和/或治疗期间，监测装置可以获取与反映受试者屏气状态的一个或多个状态参数相关的一个或多个参数值。参数值可用于检测屏气状态的停止，例如，预测受试者可能停止屏气状态时的停止点。关于监测装置和参数值的获取的更多描述可以参见本说明书的其他部分。例如，参见图5、6及其相关说明。

在一些实施例中，可以采用一种或多种方法来增加受试者的屏气持续时间。例如，可以通过增加受试者的吸气量来延长屏气持续时间。作为另一示例，可以通过向受试者通入氧气浓度较高的空气(安全地高达60％)来延长屏气时间。作为另一示例，可以通过机械性过度换气诱发低碳酸血症来延长受试者的屏气时间。作为另一个例子，可以通过分散患者的注意力来延长屏气持续时间，例如，通过要求患者进行心算。

网络120可以包括可促进医疗系统100的信息和/或数据交换的任何合适的网络。在一些实施例中，医疗系统100的一个或多个组件(例如，医疗装置110、处理装置140、存储装置150、终端130)可以通过网络120与医疗系统100的一个或多个其他组件通信信息和/或数据。在一些实施例中，医疗系统100的一个或多个组件(例如，医疗装置110、处理装置140、存储装置150、终端130)可以通过网络120与医疗系统100的一个或多个其他组件通信信息和/或数据。作为另一示例，处理装置140可以经由网络120从终端130获取用户指令。

网络120可以是或者包括公共网络(例如，互联网)、专用网络(例如，局域网(LAN))、有线网络、无线网络(例如，802.11网络、Wi-Fi网络)、帧中继网络、虚拟专用网络(VPN)、卫星网络、电话网络、路由器、集线器、交换机、服务器计算机、和/或其任何组合。例如，网络120可以包括有线网络、有线网络、光纤网络、电信网络、intranet、无线局域网(WLAN)、城域网(MAN)、公共电话交换网络(PSTN)、蓝牙TM网络，ZigBeeTM网络、近场通信(NFC)网络等，或其任何组合。例如，网络120可以包括有线网络、有线网络、光纤网络、电信网络、intranet、无线局域网(WLAN)、城域网(MAN)、公共电话交换网络(PSTN)、蓝牙TM网络，ZigBeeTM网络、近场通信(NFC)网络等，或其任何组合。例如，网络120可以包括有线和/或无线网络接入点，例如基站和/或互联网交换点，通过这些接入点，医疗系统100的一个或多个组件可以连接到网络120以交换数据和/或信息。

终端130可以连接到医疗装置110、处理装置140和/或存储装置150和/或与之通信。例如，终端130可以向用户(例如医生)显示对象的屏气状态的预测或实际停止点。在一些实施例中，终端130可以包括移动装置131、平板电脑132、笔记本电脑133等，或其任何组合。例如，移动装置131可以包括移动电话、个人数字助理(PDA)、游戏装置、导航装置、销售点(POS)装置、笔记本电脑、平板电脑、台式机等，或其任何组合。在一些实施例中，终端130可以包括输入装置、输出装置等。在一些实施例中，终端130可以是处理装置140的一部分。

处理装置140可以处理从医疗装置110、存储装置150、终端130或医疗系统100的其他组件获得的数据和/或信息。在一些实施例中，处理装置140可以是单个服务器或服务器组。服务器组可以集中或分布。例如，在医疗装置110对受试者进行扫描和/或治疗期间，处理装置140可以从监测装置获取与反映受试者屏气状态的一个或多个状态参数相关的一个或多个参数值。作为另一示例，处理装置140可基于参数值预测屏气状态的停止点，并基于屏气状态的停止点调整治疗和/或扫描。

在一些实施例中，处理装置140可以位于医疗系统100所在的位置，也可以是远程的。例如，处理装置140可以经由网络120访问来自医疗装置110、存储装置150和/或终端130的信息和/或数据。作为另一示例，处理装置140可以直接连接到医疗装置110、终端130和/或存储装置150以访问信息和/或数据。在一些实施例中，处理装置140可以在云平台上实现。例如，云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、云间云、多云等，或其组合。在一些实施例中，处理装置140可以由具有一个或多个组件的计算装置200来实现，如结合图2所述。

在一些实施例中，处理装置140可以包括一个或多个处理器(例如，单核处理器或多核处理器)。仅作为示例，处理装置140可以包括中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、专用指令集处理器(ASIP)、图形处理单元(GPU)、物理处理单元(PPU)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、控制器、，微控制器单元、精简指令集计算机(RISC)、微处理器等，或其任何组合。

存储装置150可以存储数据、指令和/或任何其他信息。在一些实施例中，存储装置150可以存储从处理装置140、终端130和/或医疗装置110获得的数据。在一些实施例中，存储装置150可以存储处理装置140可以执行或用于执行本说明书中描述的示例性方法的数据和/或指令。在一些实施例中，存储装置150可以包括大容量存储装置、可移动存储装置、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等，或其任何组合。示例性大容量存储装置可以包括磁盘、光盘、固态驱动器等。示例性可移动存储装置可以包括闪存驱动器、软盘、光盘、存储卡、压缩盘、磁带等。示例性易失性读写存储器可以包括随机存取存储器(RAM)。示例性RAM可包括动态随机存取内存(DRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取内存(DDRSDRAM)、静态随机存取内存(SRAM)、晶闸管随机存取内存(T-RAM)和零电容随机存取内存(Z-RAM)等。示例性ROM可以包括掩码ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、光盘ROM(CD-ROM)和数字多功能磁盘ROM等。在一些实施例中，存储装置150可以如说明书其他位置所述在云平台上实现。

在一些实施例中，存储装置150可以连接到网络120以与医疗系统100的一个或多个其他组件(例如，处理装置140、终端130)通信。医疗系统100的一个或多个组件可以经由网络120访问存储在存储装置150中的数据或指令。在一些实施例中，存储装置150可以是处理装置140的一部分。

应当注意，医疗系统100的上述描述旨在说明，而不是限制本说明书的范围。许多替代、修改和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。本文描述的示例性实施例的特征、结构、方法和其他特征可以以各种方式组合，以获得附加和/或替代示例性实施例。例如，医疗系统100可以包括一个或多个附加组件。另外或可选地，可以省略上述医疗系统100的一个或多个组件。作为另一示例，医疗系统100的两个或多个组件可以集成到单个组件中。在一些实施例中，处理装置140(或其一部分)可以集成到监测装置中，用于监测受试者的屏气状态。

图2是根据本说明书的一些实施例所示的计算装置200的示例性硬件和/或软件组件的示意图。计算装置200可用于实现本文所述的医疗系统100的任何组件。例如，可以通过计算装置200的硬件、软件程序、固件或其组合，分别在计算装置200上实现处理装置140、终端130和/或监测装置。尽管仅示出了一个这样的计算装置，但为了方便起见，可以在多个类似平台上以分布式方式实现与本文所述的医疗系统100相关的计算机功能，以分配处理负载。如图2所示，计算装置200可以包括处理器210、存储器220、输入/输出(I/O)230和通信端口240。

处理器210可以根据本文描述的技术执行计算机指令(例如，程序代码)并执行处理装置140的功能。计算机指令可以包括执行本文所述特定功能的例程、程序、对象、组件、数据结构、过程、模块和功能。例如，处理器210可以处理从医疗装置110、终端130、存储装置150和/或医疗系统100的任何其他组件获得的图像数据。在一些实施例中，处理器210可以包括一个或多个硬件处理器，例如微控制器、微处理器、精简指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、专用指令集处理器(ASIP)、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、物理处理单元(PPU)，微控制器单元、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、高级RISC机器(ARM)、可编程逻辑器件(PLD)、能够执行一个或多个功能的任何电路或处理器等，或其任何组合。

仅仅为了说明，在计算装置200中仅描述了一个处理器。然而，应当注意，本说明书中的计算装置200还可以包括多个处理器，因此，由本说明书中描述的一个处理器执行的操作和/或方法操作也可以由多个处理器联合或单独执行。例如，如果在本说明书中，计算装置200的处理器同时执行操作A和操作B，应当理解，操作A和操作B也可以由计算装置200中的两个或多个不同处理器联合或单独执行(例如，第一处理器执行操作A，第二处理器执行操作B，或者第一和第二处理器联合执行操作A和B)。

存储器220可以存储从医疗装置110、终端130、存储装置150和/或医疗系统100的任何其他组件获得的数据/信息。在一些实施例中，存储器220可包括大容量存储装置、可移动存储装置、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等，或其任何组合。在一些实施例中，存储器220可以存储一个或多个程序和/或指令，以执行本说明书中描述的示例性方法。例如，存储器220可以存储用于处理装置140执行以生成运动预测模型的程序。

输入/输出230可以输入和/或输出信号、数据、信息等。在一些实施例中，输入/输出230可以启用用户与处理装置140的交互。在一些实施例中，输入/输出230可以包括输入装置和输出装置。在一些实施例中，输入/输出230可以包括输入装置和输出装置。通过输入装置接收的输入信息可经由例如总线传输到另一组件(例如，处理装置140)以进行进一步处理。其他类型的输入装置可以包括光标控制装置，例如鼠标、轨迹球或光标方向键等。输出装置可以包括显示器(例如，液晶显示器(LCD)、基于发光二极管(LED)的显示器、平板显示器、曲面屏幕、电视装置、阴极射线管(CRT)、触摸屏)、扬声器、打印机等，或其组合。

通信端口240可以连接到网络(例如，网络120)以促进数据通信。通信端口240可以在处理装置140和医疗装置110、终端130和/或存储装置150之间建立连接。该连接可以是有线连接、无线连接、能够实现数据传输和/或接收的任何其他通信连接，和/或这些连接的任何组合。有线连接可包括例如电缆、光缆、电话线等，或其任何组合。无线连接可以包括例如蓝牙TM链接，Wi-FiTM链接，WiMaxTM链路、WLAN链路、Zigbeet^TM链路、移动网络链路(例如3G、4G、5G)等，或其组合。在一些实施例中，通信端口240可以是和/或包括标准化通信端口，例如RS232、RS485等。在一些实施例中，通信端口240可以是专门设计的通信端口。例如，可以根据数字成像和医学通信(digital imaging and communications in medicine，DICOM)协议设计通信端口240。

图3是根据本说明书的一些实施例所示的移动装置300的示例性硬件和/或软件组件的示意图。在一些实施例中，可以在移动装置300上实现医疗系统100的一个或多个组件(例如，终端130和/或处理装置140)。

如图3所示，移动装置300可以包括通信平台310、显示器320、图形处理单元(GPU)330、中央处理单元(CPU)340、I/O 350、内存360和存储器390。在一些实施例中，任何其他合适的组件，包括但不限于系统总线或控制器(未示出)，也可包括在移动装置300内。在一些实施例中，移动操作系统370(例如，iOSTM、AndroidTM、WindowsPhoneTM)并且可以将一个或多个应用380从存储器390加载到内存360中，以便由CPU 340执行。应用380可以包括用于接收和呈现与医疗系统100相关的信息的浏览器或任何其他合适的移动应用。用户与信息流的交互可以通过输入/输出350实现，并通过网络120提供给处理装置140和/或医疗系统100的其他组件。

为了实施本申请描述的各种模块、单元及其功能，计算机硬件平台可用作本文中描述的一个或以上组件的硬件平台。具有用户接口元素的计算机可用于实施个人计算机(PC)或任何其他类型的工作站或终端装置。若计算机被适当的程序化，计算机亦可用作服务器。

图4是示出根据本说明书的一些实施例的示例性处理装置140的示意图。在一些实施例中，处理装置140可使医疗装置(例如，医疗装置110)对保持屏气状态的患者执行治疗或扫描。处理装置140可以包括获取模块401、预测模块402和调整模块403。

获取模块401可被配置为获取与反映患者屏气状态的一个或多个状态参数相关的一个或多个参数值，其中可使用监测装置获取参数值。状态参数可包括可反映患者屏气状态的任何参数，例如，前导区域的运动、与呼吸运动相关联的ROI的运动、肺容量。关于获取与一个或多个状态参数相关的一个或多个参数值的更多描述可以在本说明书的其他地方找到。例如，参见图5中的501及其相关描述。

预测模块402可被配置为基于一个或多个参数值预测屏气状态的停止点。屏气状态的停止点是指患者可能停止屏气状态的预测时间点，例如，呼吸或咳嗽。例如，预测模块402可以基于状态参数的一个或多个参数值来确定状态参数是否具有特定趋势，并且进一步基于状态参数是否具有特定趋势的确定结果来确定停止点。作为另一示例，处理装置140可以基于在特定时间点的状态参数的参数值是否在范围内或大于(或小于)阈值的确定结果来进一步确定停止点。关于停止点预测的更多描述可在本说明书的其他地方找到。例如，参见图5中的步骤502及其相关描述。

调整模块403可被配置为基于屏气状态的停止点来调整治疗或扫描。在一些实施例中，调整模块403可以基于停止点确定中断或暂停治疗或扫描的中断时间点。中断时间点是指治疗或扫描适合中断或暂停的时间点。关于调整治疗或扫描的更多描述可在本说明书的其他地方找到。例如，参见图5中的步骤503及其相关描述。

应当注意的是，以上描述仅出于说明的目的而提供，并不旨在限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本申请的描述，做出各种各样的变化和修改。然而，这些变化和修改不脱离本申请的范围。在一些实施例中，处理装置140可以包括一个或多个附加模块，和/或可以省略上述一个或多个模块。另外或者，可以将两个或多个模块集成到单个模块中，和/或将一个模块划分为两个或多个单元。然而，这些变化和修改也属于本说明书的范围。

图5是根据本说明书的一些实施例所示的用于监测患者屏气状态的示例性过程的流程图。在一些实施例中，流程500可以由医疗系统100执行。例如，流程500可以实现为存储在存储装置(例如，存储装置150、存储装置220和/或存储装置390)中的一组指令(例如，应用程序)。在一些实施例中，处理装置140(例如，计算装置200的处理器210、移动装置300的CPU 340和/或图4所示的一个或多个模块)可以执行指令集，并且可以相应地被指示执行流程500。

在一些实施例中，处理装置140可使医疗装置(例如，医疗装置110)对保持屏气状态的患者执行治疗或扫描。如上所述，患者可能会意外中断屏气状态。此外，不同的患者可能有不同的屏气能力。因此，为了提高成像或治疗精度，处理装置140可以执行流程500以在患者的治疗或扫描期间监测患者的屏气状态。

在步骤501中，处理装置140(例如，获取模块401)可以使用监测装置获取与一个或多个状态参数相关的一个或多个参数值，一个或多个状态参数反映患者的屏气状态。

状态参数可以包括可以反映患者屏气状态的任何参数，例如前导区域(例如，患者胸部上的一个点)的运动、与呼吸运动相关的ROI的运动(例如，患者的膈肌、肋间肌、腹肌或声门)、肺容量、体表与参考物体(例如，距离测量装置)之间的距离、胸腔内压力(即胸膜腔内的压力)、与患者呼吸运动相关的一条或多条神经的传入活动、血气水平、高碳酸血症水平、心率、血压等或其任何组合。

在一些实施例中，可以根据医疗系统100的默认设置来确定状态参数。另外或可选地，状态参数可由用户(例如医生)手动确定。对于不同的患者，可以使用相同的状态参数集或不同的状态参数集。

在一些实施例中，患者的状态参数可由处理装置140(或另一计算装置)通过数据分析来确定。仅作为示例，处理装置140可获得与患者的一个或多个测试屏气相关的实验数据。在扫描或治疗开始之前，可能会要求患者进行一次或多次屏气测试以获得实验数据。例如，每次测试屏气可能会持续一段时间，测试屏气后可能会要求患者进行呼吸或允许患者咳嗽。作为另一示例，患者可能被要求屏住呼吸，并在患者想要呼吸时进行呼吸。

处理装置140可以根据实验数据确定一个或多个状态参数。例如，实验数据可以包括反映患者在测试屏气期间的状态的多个候选状态参数的值。处理装置140可以在多个候选状态参数中选择一个或多个候选状态参数，这些所选的参数可以最好地预测患者可能停止屏气状态的停止点。所选候选状态参数可以被指定为患者的状态参数。例如，对于每个候选状态参数，当患者停止测试屏气时(例如，当患者从屏气状态改变为呼吸状态或咳嗽状态时)，处理装置140可以确定候选状态参数的变化。具有明显变化(例如，大于阈值的变化)的候选状态参数可被指定为状态参数之一。

在一些实施例中，处理装置140可以基于实验数据确定一个或多个前导区域，并且至少部分基于前导区域确定状态参数。例如，状态参数中的至少一个可能与前导区域的运动相关联。如本文所使用的，前导区域是指一个区域(例如，体表区域)，其运动可能导致屏气状态停止或表明屏气状态即将停止。关于前导区域的更多描述可在本说明书的其他地方找到。例如，参见图6及其相关描述。通过根据测试屏气选择患者的状态参数和/或前导区域，可以在预测停止点时考虑患者的生理特征，这可以提高患者屏气状态监测的准确性。

与状态参数相关的参数值可以包括状态参数的值、变化值、变化率、状态参数的值与状态参数的参考值的偏差值等，或任何组合。以患者的胸腔内压力为例，与胸腔内压力相关的参数值可以包括一个或多个特定时间点的每一个的胸腔内压力值、一段时间内胸腔内压力的变化值和/或变化率等，或其任何组合。

在一些实施例中，状态参数的参数值可以由监测装置测量，处理装置140可以从监测装置获得参数值。例如，患者胸腔内压力的值可以由监测装置的压力测量装置测量。在一些实施例中，监测装置可以包括一个或多个组件，被配置为获取与状态参数相关的信息。处理装置140可以从监测装置获取与状态参数相关的信息，并通过处理与状态参数相关的信息来确定状态参数的参数值。例如，可以使用监测装置的心率测量装置来测量患者的心率。处理装置140可以从监测装置获得测量的心率，并基于此确定周期内心率的变化。作为另一示例，监测装置可用于测量与第一状态参数相关的第一参数值，其中第一状态参数可能与第二状态参数具有一定的相关性。处理装置140可以从监测装置获得第一参数值，并基于第一参数值和特定相关性确定第二状态参数的第二参数值。仅作为示例，距离测量装置可用于测量身体表面和距离测量装置之间的距离。处理装置140可以获得与监测装置的测量距离，并基于测量距离和肺容量与距离之间的相关性来估计患者的肺容量值。

在一些实施例中，在监测装置获取监测结果(例如，状态参数的参数值、与状态参数相关的信息)之后，监测装置可以将监测结果发送给处理装置140以进行进一步分析。在一些实施例中，在监测装置获取监测结果(例如，状态参数的参数值、与状态参数相关的信息)之后，监测装置可以将监测结果发送给处理装置140以进行进一步分析。在一些实施例中，监测装置获取监测结果，将监测结果从监测装置传输到处理装置140，并且可以基本实时地执行监测结果的分析，以便状态参数的参数值可以提供表征患者的基本实时状态的信息。

在步骤502中，处理装置140A(例如，预测模块402)可以基于一个或多个参数值预测屏气状态的停止点。

屏气状态的停止点是指患者可能停止屏气状态(例如，呼吸或咳嗽)的预测时间点。例如，处理装置140可以根据状态参数的一个或多个参数值确定状态参数是否具有特定的趋势。处理装置140可以基于状态参数是否具有特定趋势的确定结果进一步确定停止点。仅作为示例，如上所述，状态参数的参数值可以提供表征患者的基本实时状态的信息。特定状态参数的增加趋势或减少趋势可被视为停止点的预测因子或证据。如果特定状态参数具有增加趋势或减少趋势，则处理装置140可以确定当前时间点或特定时间段(例如，0.5秒、1秒、2秒等)之后的时间点作为停止点。停止点的示例性预测因子或证据可包括血流和/或肺容量内CO₂分压(paCO₂)升高、血流和/或肺容量内O₂分压(paO₂)降低、来自膈肌的传入神经反馈(可能通过膈肌中本体感受器和化学感受器的迷走神经)、肺容量减少(当O₂从肺内容物中去除时，由于肺泡CO₂浓度过高，CO₂不能完全返回肺容量)等或其任何组合。作为另一示例，处理装置140可以根据状态参数的参数值确定患者仍然可以屏住呼吸的预测时段，并基于当前时间点和预测时段估计停止点。

作为又一示例，处理装置140可以确定在某个时间点的状态参数的参数值是在值范围内还是大于(或小于)阈值。处理装置140可以基于特定时间点的状态参数的参数值是否在范围内或大于(或小于)阈值的确定结果来进一步确定停止点。仅作为示例，如果特定时间点的肺容量值低于阈值容积，则处理装置140可以将特定时间点或特定时间点之后的时间点确定为停止点。作为又一示例，处理装置140可以根据肺容量和估计的屏气持续时间之间的相关性，基于肺容量的值来确定停止点。在一些实施例中，关于状态参数的值范围或阈值可以基于结合步骤502所述的实验数据来确定，以便可以在患者监测中考虑患者的生理特征。

在一些实施例中，处理装置140可以基于两个或多个状态参数预测停止点。例如，对于每个状态参数，处理装置140可以基于其对应的状态参数来确定候选停止点。处理装置140可以基于两个或多个状态参数的候选停止点的组合来进一步确定停止点。仅作为示例，每个状态参数可以具有表征其重要性的权重，并且处理装置140可以基于候选停止点和每个状态参数的权重来确定停止点。作为另一示例，处理装置140可以将候选停止点中最早的候选停止点指定为停止点。作为又一示例，处理装置140可以通过应用停止点预测模型(例如，用于预测停止点的经过训练的机器学习模型)，基于状态参数的参数值来确定停止点。通过基于两个或多个状态参数预测停止点，预测的停止点可能更准确，和/或扫描或处理可能以更高的精度执行。关于停止点预测的更多描述可在本说明书的其他地方找到。例如，参见图6及其相关描述。

在步骤503中，处理装置140(例如，调整模块403)可以基于屏气状态的停止点调整治疗或扫描。

在一些实施例中，处理装置140可以基于停止点来确定中断时间点，以中断或暂停治疗或扫描。中断时间点是指治疗或扫描适合中断或暂停的时间点。例如，中断时间点可以是停止点之后的时间窗口内的时间点(例如，1秒、2秒、3秒等)。作为另一个示例，中断时间点可以是停止点本身。处理装置140可使医疗装置在中断时间点暂停治疗或扫描。例如，处理装置140可以指示医疗装置在中断时间点暂停向患者发送辐射。

在一些实施例中，处理装置140可预测恢复治疗或扫描的起始时间点，并使医疗装置在起始时间点恢复治疗或扫描。例如，可以允许患者在中断时间点后的特定时间段内呼吸，并要求患者在特定时间段后再次屏住呼吸。开始时间点可能是患者再次屏住呼吸时或之后的时间点。

应当注意，上述关于流程500的描述仅仅是为了说明的目的而提供的，并不旨在限制本说明书的范围。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本申请的描述，做出各种各样的变化和修改。然而，这些变化和修改不脱离本申请的范围。在一些实施例中，流程500可以使用一个或多个未描述的附加操作和/或不使用上面讨论的一个或多个操作来完成。例如，流程500可以包括的附加操作将停止点或中断时间点发送到终端装置(例如，医生的终端装置130)以进行显示。

图6示出了根据本说明书的一些实施例的患者的示例性状态参数和监测装置的示例性组件的表600。

结合图5所述，在对保持屏气状态的患者进行扫描或治疗期间，可以使用监测装置获取患者的一个或多个状态参数的一个或多个参数值。参数值可用于监测患者的屏气状态，例如，预测屏气状态的停止点，以消除或减少屏气状态意外中断的影响。如图6所示，在治疗或扫描期间，可以监测对应于患者不同器官或组织的各种状态参数。对于每个状态参数，监测装置可以包括一个或多个能够测量状态参数或收集与状态参数相关的信息的组件。

应注意的是，表600仅供说明，并非旨在限制。在一些实施例中，用于监测屏气状态的状态参数可以不限于表600中列出的那些参数。此外，监测装置可以包括用于测量每个状态参数的一个或多个其他组件。另外或可选地，可以省略表600中列出的监测装置的一个或多个状态参数和/或一个或多个组件。

如图6所示，状态参数可以包括或与患者的ROI的运动相关，该ROI与患者的呼吸运动相关，例如在患者进行呼吸运动之前或进行呼吸运动时器官或组织可能移动。与呼吸运动相关联的示例性ROI可包括患者的膈肌、肋间肌、腹肌、声门等或其任何组合。仅作为示例，通常情况下，患者的屏气状态可能经历呼吸肌活动受自愿抑制控制的第一个时期，以及患者具有非自主呼吸活动的第二个时期。非自主呼吸是指不受患者直接和/或有意识控制的任何形式的呼吸控制。可通过检测患者的一个或多个特定器官的运动来检测非自主呼吸活动(或第二周期)的发生。例如，膈肌活动可能在第一个周期结束时开始增加；因此，膈肌的运动增加可能表明第二个周期可能开始。作为另一个例子，可以通过检测对闭合声门的“气管牵拉”来检测非自主呼吸活动(或称为中枢呼吸节律)。“气管牵拉”是指患者的气管和喉部向下拉动。作为另一示例，检测到变化的心脏运动(例如，通过变化的心率显示出来)可能表明中枢呼吸节律的恢复(即，不在患者的有意识控制下，因此患者无法指示(例如，通过按钮)以便在呼吸状态改变之前暂停该程序)。

在一些实施例中，监测装置可以包括成像装置和/或EMG电极，其被配置为监测装置ROI的运动。成像装置可以被配置为在多个时间点采集ROI的多个图像。监测装置或处理装置140可以基于成像装置采集的图像确定表明ROI的运动的参数值。例如，处理装置140可以确定ROI在每个图像中的位置，以便跟踪ROI在多个时间序列上的运动。示例性成像装置可包括电阻抗断层成像(EIT)电极、超声换能器、电影x射线系统(产生x射线帧的时间序列)、MRI装置、PET装置、SPECT装置、植入的基准系统(例如，射频信标系统，如Calypso系统)、超声成像系统等，或其组合。EMG电极可被配置为测量ROI的肌电图。

在一些实施例中，处理装置140可以基于与患者ROI的运动相关的参数值来预测患者的屏气状态的停止点。仅作为示例，处理装置140可以基于与ROI的运动相关的参数值来确定ROI是有节律运动还是突然运动。有节律运动的ROI可能或基本上以特定的速度和/或幅度移动。突然运动的ROI可以从静止状态(或基本静止状态)突然改变为运动状态。处理装置140可以基于关于ROI是有节律运动还是突然运动的确定结果来进一步预测停止点。通常，ROI(例如膈肌、腹肌和/或肋间肌)的节律性运动或节律性运动增加(通常以患者的预期呼吸速率)可作为提示呼吸急迫性增加的因素。当患者即将咳嗽时，可能会发生ROI的突然剧烈运动。因此，可以将检测到ROI的突然运动作为信号来尽可能快地关闭辐射束，因为ROI的突然运动表明患者即将咳嗽。因此，在一些实施例中，如果确定ROI具有是有节律运动或突然运动，则处理装置140可以将当前时间点或紧随当前时间点之后的时间点确定为屏气状态的停止点。

出于说明目的，下文将患者在医疗过程(例如，治疗或扫描)期间膈肌和/或声门的运动分析描述为示例。在一些实施例中，处理装置140可以基于作为监测装置的成像装置来确定患者的膈肌或声门是有节律运动还是突然运动。例如，一个或多个EIT电极可配置在第一带子上，第一带子可放置在患者(例如，胸部)上，以在医疗过程中采集膈肌的多个第一图像。作为另一个示例，一个或多个超声换能器可配置在第二带子上，例如，使用柔性电容式微机械超声换能器(capacitive micro machined ultrasonic transducer，CMUT)阵列。可以第二带子放置在患者身上(例如，患者的并置区域)，以在治疗或扫描期间采集膈膜的多个第二图像。患者的并置区域是指膈肌的垂直区域，从下肋骨内侧的插入点开始，一直延伸到膈肌的顶部。

作为又一示例，电影x射线系统可用于通过从一个或多个视角扫描膈肌来采集多个第三图像。监测装置或处理装置140可以跟踪膈肌在成像装置采集的图像(例如，第一图像、第二图像和/或第三图像)中的位置。处理装置140可以根据膈肌的位置进一步确定膈肌是有节律运动还是突然的运动。作为又一示例，可以使用配置为对患者体表成像的超声成像系统来检测患者声门的节律性运动(例如，有节律的气管牵拉闭合的声门)。处理装置140可以基于超声成像系统收集的图像数据，检测由于中央呼吸节律而受到负压波影响的患者的任何表面。正常情况下，人体胸腔内的压力(即胸腔内压力)可能小于大气压力，胸腔内的压力可称为负压。负压波可能是由胸腔内负压波动引起的。负压波可能表征出现中枢呼吸节律(即患者的呼吸运动)。

附加地或替代性地，处理装置140可以基于监测装置的EMG电极确定患者的膈肌是有节律运动还是突然运动。肌电图电极可配置为测量患者表面或表面内膈肌的肌电图。肌电图电极可包括表面肌电图电极、插入患者身体(例如膈肌)的针状肌电图电极等，或其组合。例如，双极食管导线可用于记录膈肌的肌电图。作为另一示例，外部电极可用于记录外部腹斜肌的肌电图。作为又一示例，食管内肌电图电极可用于测量膈肌的肌电图。处理装置140可以基于膈肌的EMG来确定膈肌是有节律运动还是突然运动。

另外或可选地，处理装置140可以基于监测装置的EMG电极确定患者的一个或多个辅助呼吸肌肉是有节律运动还是突然运动。用于呼吸的辅助呼吸肌肉可能包括患者的胸锁乳突肌和/或斜角肌。正常情况下，这些辅助呼吸肌在休息时的正常呼吸中不起作用，但在咳嗽和打喷嚏时会被激活。肌电图电极可配置为测量患者表面处或表面内的辅助呼吸肌的肌电图。

另外或可选地，处理装置140可以基于监测装置的EMG电极确定患者的一个或多个呼气肌肉是有节律运动还是突然运动。呼气肌可包括患者的肋间内肌和/或腹壁肌肉。肌电图电极可以被配置为测量患者体表或体表下呼气呼吸肌肉的肌电图。

如图6所示，状态参数可包括或涉及与停止点相关联的前导区域的运动(或屏气状态的停止)。前导区域是指其运动可能导致或表明即将停止的屏气状态的一个区域(例如，体表区域)。前导区的运动可被视为表明患者将呼气且屏气状态可能停止的第一个迹象。例如，在患者停止屏气状态之前，患者腹部上的特定点(例如，右腹肌)可能比患者胸部上的点移动得更早。患者腹部的特定点可被视为与停止点相关的前导区域。在一些实施例中，前导区域可包括对应于与患者呼吸运动相关联的内部ROI的体表区域。

在一些实施例中，患者的前导区域可由用户(例如医生)手动确定，例如根据经验确定。另外或可选地，可以根据医疗系统100的默认设置来确定前导区域。在一些实施例中，如结合步骤501所述，处理装置140可以基于与患者的一个或多个测试屏气相关的实验数据来确定前导区域。例如，实验数据可以包括测试屏气期间患者体表的运动数据。患者体表的运动数据可通过例如光学系统在一次或多次屏气状态测试获得。处理装置140可以基于患者体表的运动数据确定与停止点相关联的一个或多个前导区域。仅作为示例，基于患者体表的运动数据，处理装置140可以确定患者的不同体表区域在屏气状态测试开始运动的时间点。处理装置140可进一步识别在患者停止每次屏气状态停止的时间点之前移动的一个或多个体表区域，并将所识别的体表区域指定为前导区域。例如，如果患者腹部上的一个点在每次患者停止屏气状态测试之前移动，则腹部上的该点可被确定为前导区域。

在一些实施例中，处理装置140可以基于来自相同或不同类型的一个或多个先前医疗程序(例如，相同或不同类型的成像程序、相同或不同类型的治疗程序、相同或不同类型的治疗程序、在监测期或程序等)来确定前导区域。仅作为示例，基于一个或多个样本患者的体表运动数据，处理装置140可以确定样本患者的不同体表区域在一个或多个先前医疗程序的屏气状态下开始移动的时间点。处理装置140可以进一步识别在样本患者在一个或多个先前医疗程序中停止屏气的时间点之前移动的一个或多个体表区域，并将所识别的体表区域指定为前导区域。例如，如果样本患者的腹部上的一个点在每次样本患者在一个或多个先前医疗过程中停止屏气之前移动，则腹部上的该点可被识别为前导区域。

在一些实施例中，监测装置可包括呼吸传感器、光学装置、雷达装置、肌电图(EMG)电极等中的一个或多个，被配置为用于监测前导区域的运动。例如，呼吸传感器(例如，腹部呼吸带)可以放置在前导区域，以便记录前导区域中的运动。作为另一示例，光学装置可用于对前导区域的运动进行非接触式监测。作为又一示例，肌电图电极可用于测量前导区域(例如，右腹肌)的肌电图，其可用于检测前导区域的运动。

在某些情况下，如果监测装置检测到前导区域的运动，可以预测患者即将中断屏气状态进行呼吸。即与前导区域的运动相关的一个或多个状态参数可用于预测患者屏气状态的停止点。在这种情况下，处理装置140可以按照本说明书其他地方描述的方式，基于预测的停止点调整处理或扫描。参见例如步骤503及其相关描述。

如图6所示，状态参数可以包括肺容量或与患者的肺容量相关。当患者保持屏气状态时，患者的肺容量可能会减少，因为O₂会从患者的肺中排出，而CO₂由于肺泡CO₂浓度较高而无法完全返回到肺容量。在屏气持续时间(即，屏气状态的持续时间)增加期间，当屏气状态保持时，肺容量可能会减少，例如，肺容量随着屏气状态的保持以200到500ml/min的速度减少。屏气期间肺容量减少的速率可能与患者消耗肺容量中氧气的速率有关，并可能表征氧气消耗量以及恢复呼吸的紧急程度。在一些实施例中，可以使用诸如呼吸阻抗体积描记器和/或光学系统(例如，飞行时间传感器)之类的测量装置来确定肺内容物被吸收到血流中的程度。在一些实施例中，可以确定患者的肺容量相对于屏气持续时间的减少速率(与屏气期间肺容量相对于时间曲线的斜率相关)。屏气状态中断前的肺容量(或肺容量减少)和/或肺容量减少率可用作预测患者呼吸急迫程度的因素(即停止点)。

在一些实施例中，可以基于监测装置的距离测量装置来确定与肺容量相关的一个或多个参数值。距离测量装置可被配置为测量距离测量装置与患者体表之间的距离。示例性距离测量装置可包括光学传感器、超声波传感器、雷达传感器(包括毫米波扫描仪)、飞行时间传感器、基于结构光的传感器或基于标记的传感器等，或其任何组合。在一些实施例中，雷达装置可以监测患者内部结构(例如膈肌)的运动。例如，雷达传感器可被配置为发射可穿透患者体表的波，并测量雷达传感器与患者内部结构之间的距离。雷达传感器与患者内部结构之间的距离在一段时间内的变化可用于检测患者内部结构的运动。

仅作为示例，处理装置140可以从距离测量装置获取距离测量装置与患者身体表面(例如，患者胸部)之间的距离，处理装置140可以基于该距离估计与患者肺容量相关的一个或多个参数值。例如，与肺容量相关的一个或多个参数值可包括肺容量的值、肺容量与参考肺容量的变化或偏差值(例如，吸气结束时的肺容量、呼气结束时的肺容量、平均肺容量等)、肺容量相对于屏气持续时间的减少率等。处理装置140可基于与肺容量相关的参数值进一步预测屏气状态的停止点。仅作为示例，如果肺容量减少到屏气持续时间的速率在某个时间点超过阈值，则处理装置140可以将该特定时间点或紧接该特定时间点之后的时间点确定为停止点。如本文所用，紧随其后的时间点可包括该时间点之后不超过5秒、3秒、2秒或1秒等。

如图6所示，状态参数可以包括患者的呼吸运动参数或与患者的呼吸运动相关。监测装置可包括呼吸检测装置，其被配置为监测患者的呼吸运动。例如，呼吸检测装置可包括配备有压力传感器的封闭管。封闭管可操作地连接到患者的口或鼻中的至少一处。压力传感器可通过确定患者是否开始吸或吹封闭管来检测患者的呼吸运动。如果压力传感器检测到患者开始吸或吹封闭管，呼吸检测装置可确定检测到患者的呼吸运动。

在一些实施例中，处理装置140可以基于呼吸检测装置的检测结果预测屏气状态的停止点。例如，当呼吸检测装置检测到患者的呼吸运动时的时间点或紧接该时间点之后的另一时间点可以被确定为停止点。

如图6所示，状态参数可以包括胸腔内压力或与患者的胸腔内压力相关。在步骤501中获得的一个或多个参数值中的至少一个可能与患者的胸腔内压力相关。例如，一个或多个参数值可以包括胸腔内压力的值、胸腔内压力相对于参考胸腔内压力的变化或偏差值等。在一些实施例中，检测到患者呼吸系统中的负压波可以表明屏气状态向停止点进展。可以通过测量患者的胸腔内压力来检测负压波。此外，也可以将胸腔内压力与环境大气压力(作为示例性参考胸腔内压力)进行比较。例如，如果胸腔内压力和大气压之间的差值为负值，这可能被视为表明患者胸部正在趋向或准备扩张(吸气)。又例如，如果胸腔内压力和大气压之间的差值为正且稳定，则可以认为患者保持屏气状态。如果该正值的变化超过了恒定值的阈值，则可能表明或者预测患者停止屏气状态。

在一些实施例中，监测装置可包括配置为测量患者胸腔内压力的压力测量装置。仅作为示例，压力测量装置可包括安装在食道球囊上的压力传感器。食管球囊可放置在患者的食管内。例如，食管球囊可经由患者的鼻道插入并置于食管中。食管球囊可连接至压力传感器，用于记录治疗或扫描期间的胸腔内压力。

在一些实施例中，处理装置140可以从压力测量装置获取与胸腔内压力相关的参数值(例如，具体值或变化值)。处理装置140可基于与胸腔内压力相关的参数值进一步预测停止点。例如，处理装置140可以基于与胸腔内压力相关的参数值来确定膈肌是有节律运动还是突然运动。仅作为示例，如果胸腔内压力的值在某个时间点突然改变，则处理装置140可以确定膈肌有突然运动。处理装置140可以进一步确定特定时间点或紧随该特定时间点之后的时间点作为屏气状态的停止点。

如图6所示，状态参数可能与患者的呼吸运动相关联的一条或多条神经的传入活动有关。在步骤501中获取的一个或多个参数值中的至少一个可以与传入活动相关。例如，一个或多个参数值可以包括参数值，该参数值表明是否从例如患者的膈肌接收到传入神经反馈。与呼吸运动相关联的一条或多条神经可包括例如迷走神经和/或膈神经。通常，如果患者即将呼吸，则可通过迷走神经等从膈肌(例如，膈肌中的本体感受器和/或化学感受器)接收传入神经反馈。因此，对来自膈肌的传入神经反馈的检测可反映从膈肌输出的化学感受器传入活动和/或本体感受器传入活动，其表明患者即将呼吸。

在一些实施例中，监测装置可包括神经监测装置，其被配置为监测神经中的传入活动(例如，来自膈肌的传入神经反馈)。例如，神经监测装置可包括电极、电极阵列(例如，微加工碳化硅阵列)等，或其组合。仅作为示例，可将电极插入患者的迷走神经或膈神经中以监测这些神经中的传入活动，从而检测相应的传入神经反馈。

在一些实施例中，处理装置140可以获取表征是否从神经监测装置接收到监测装置神经反馈的参数值，并基于此确定停止点。例如，当神经监测装置检测到来自膈肌的传入神经反馈时的时间点或该时间点之后的时间点可以被确定为停止点。

如图6所示，状态参数可以包括患者的血气水平或与患者的血气水平相关。在步骤501中获取的一个或多个参数值中的至少一个可能与患者的血气水平相关。例如，一个或多个参数值可包括血液中的O₂水平、血液中O₂水平的变化、血液中CO₂水平、血液中CO₂水平的变化等，或其组合。当患者保持屏气状态时，O₂可能会从肺部排出，CO₂可能不会完全返回肺部。随着屏气持续时间的增加，患者血液中的O₂水平可能会降低，而患者血液中的CO₂水平可能会升高。

在一些实施例中，监测装置可包括动脉采血装置，其被配置为从患者处取样以测量患者的血气水平。例如，动脉采血装置可包括桡动脉插管，用于采集的患者的血液，以确定血液中的O₂水平和/或CO₂水平。处理装置140可以从动脉血液采样装置获取与血气水平有关的参数值(例如，O₂水平和/或CO₂水平)。处理装置140可以基于与血气水平相关的参数值来预测停止点。例如，如果在某个时间点O₂水平小于第一阈值和/或CO₂水平大于第二阈值，则处理装置140可以将该时间点或紧随该时间点之后的时间点确定为停止点。作为另一示例，如果血液中CO₂浓度在某一时段内的增加大于第三阈值，则处理装置140可将某一时段后的时间点确定为停止点。

如图6所示，状态参数可包括高碳酸血症水平或与患者的高碳酸血症水平相关。在步骤501中获得的一个或多个参数值中的至少一个可能与患者的高碳酸血症水平相关。高碳酸血症是指患者血液中CO₂水平异常升高，可能导致患者屏气状态中断。例如，如果患者的高碳酸血症水平达到一定水平，患者可能需要呼吸。

在一些实施例中，高碳酸血症水平可随着患者脑血容量的增加而增加。高碳酸血症水平可以通过测量患者的脑血容量来确定。例如，监测装置可以包括被配置为测量患者的脑血容量的脑血容量测量装置。可通过测量大脑中动脉(middle cerebral artery，MCA)(和/或另一大脑动脉)的直径和/或MCA(和/或另一大脑动脉)中脑血的流速来测量脑血容量。

例如，脑血容量测量装置可用于测量MCA的直径。作为另一示例，脑血容量测量装置可用于通过使用经颅多普勒超声测量技术测量MCA中脑血的流速，并基于流速估计脑血容量。脑血容量测量装置或处理装置140可以基于MCA的直径和/或MCA中脑血的流速来确定脑血容量。处理装置140可以例如根据高碳酸血症水平和脑血容量之间的关系，基于患者的脑血容量，进一步估计与患者的高碳酸血症水平相关的至少一个参数值。然后，处理装置140可以基于高碳酸血症水平预测停止点。例如，处理装置140可以根据高碳酸血症水平确定患者仍然可以屏住呼吸的预测时间段，并基于当前时间点和预测时间段估计停止点。

如图6所示，状态参数可以包括患者的心率或与患者的心率相关。在步骤501中获得的一个或多个参数值中的至少一个可能与患者的心率相关。例如，一个或多个参数值可以包括心率、心率的变化(或变化)、心率变异性(例如，对应于典型呼吸率的频带中的心率变异性)等，或其任何组合。心率变异性是指连续心跳之间时间间隔变化的生理现象，通过测量心跳间隔的变化来测量。在一些实施例中，心率可随屏气持续时间增加。心率的增加可能表明中枢呼吸节律的重新出现(即停止屏气状态)。此外，心率变异性的增加可能表明中枢呼吸动力的出现，以结束屏气状态并恢复自然呼吸。

在一些实施例中，监测装置可包括心率测量装置，例如心电图(ECG)、光体积描记器等，以测量患者的心率。监测装置或处理装置140可以基于心率测量装置或脉搏计的测量结果来确定与心率相关的参数值。例如，处理装置140可以基于心率测量装置的测量结果来确定时域中的心率变异性。处理装置140可以例如通过使用傅立叶变换算法，将心率变异性从时域进一步变换到频域。然后，处理装置140可以分析对应于典型呼吸速率的频域中的心率变异性。例如，可以确定中枢呼吸系统对心率变异性的贡献。处理装置140可以基于中枢呼吸系统对心率变异性的贡献来预测停止点。例如，中枢呼吸系统对心率变异性的贡献越大，可能表明呼吸的紧迫性越高。

作为另一示例，可以基于与心率相关的参数值来执行基于阈值的分析，以确定停止点。例如，如果心率在某个时间点大于阈值心率，则处理装置140可以将某个时间点或紧随该时间点之后的时间点确定为停止点。作为另一示例，如果在某个时段内心率的变化率大于阈值速率，则处理装置140可以将当前时间点或该时段之后的时间点确定为停止点。

如图6所示，状态参数可以包括患者的血压或与患者的血压相关。在步骤501中获取的一个或多个参数值中的至少一个可能与患者的血压相关。监测装置可以包括用于测量患者血压的血压测量装置。处理装置140可以从血压测量装置获取血压，并基于血压预测停止点。在一些实施例中，患者的血压可以被患者胸腔内压力的变化来调节。血压可用于确定膈肌活动引起的压力波的存在和/或压力波的强度/大小。例如，处理装置140可以基于血压的变化来确定是否存在负压波。如果确定在某个时间点发生负压波，则处理装置140可以将该时间点或紧随该时间点之后的时间点确定为停止点。另一个例子是，血压可能会随着屏气状态的保持而升高。在一些实施例中，可以通过测量患者血压的变化和/或血压变化的一个或多个相关因素(或相关参数)来检测负压波，例如动脉脉搏随时间的变化。在一些实施例中，与血压相关的参数值可用于确定膈肌是有节律运动还是突然运动。

在一些实施例中，可以基于与血压相关的参数值执行基于阈值的分析来确定停止点。例如，如果血压在某个时间点大于阈值，则处理装置140可以将某个时间点或紧随该时间点之后的时间点确定为停止点。作为另一示例，如果在某一时段内血压的变化率大于阈值率，则处理装置140可以将当前时间点或该时段之后的时间点确定为停止点。

应注意，图6中的表格仅用于说明目的，并不旨在限制本说明书的范围。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本申请的描述，做出各种各样的变化和修改。然而，这些变化和修改不脱离本申请的范围。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于阅读此申请后的本领域的普通技术人员来说，上述发明披露仅作为示例，并不构成对本申请的限制。虽然此处并未明确说明，但本领域的普通技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。例如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特性。因此，应当强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或以上提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或以上实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

此外，本领域的普通技术人员可以理解，本申请的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的过程、机器、产品或物质的组合，或对其任何新的和有用的改进。因此，本说明书的各个方面可以完全由硬件、软件(包括固件、驻留软件、微代码等)或结合软件和硬件实现来实现，它们在本文中通常被称为“单元”、“模块”或“系统”此外，本说明书的各个方面可以采取计算机程序产品的形式，该计算机程序产品体现在一个或多个计算机可读介质中，其上体现有计算机可读程序代码。

计算机可读信号介质可以包含一个内含有计算机程序代码的传播数据信号，例如，在基带上或作为载波的一部分。此类传播信号可以有多种形式，包括电磁形式、光形式等或任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或装置以实现通信、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读信号介质上的程序代码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、RF等，或任何上述介质的组合。

用于执行本说明书各方面操作的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言的任意组合编写，包括面向对象编程语言，如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等、常规过程编程语言，如“C”编程语言、Visual Basic、Fortran2103、Perl、COBOL2102、PHP、ABAP、动态编程语言，如Python、Ruby和Groovy，或其他编程语言。程序代码可以完全在用户计算机上执行，部分在用户计算机上执行，作为独立软件包，部分在用户计算机上执行，部分在远程计算机上执行，或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络连接到用户的计算机，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，或者可以连接到外部计算机(例如，通过互联网使用互联网服务提供商)，或者在云计算环境中，或者作为服务提供，例如软件即服务(SaaS)。

此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其它名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，尽管上述各种组件的实现可以体现在硬件装置中，但也可以实现为仅软件的解决方案，例如，现有服务器或移动装置上的安装。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或以上发明实施例的理解，前文对本申请的实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。然而，本申请的该方法不应被解释为反映所声称的待扫描对象物质需要比每个权利要求中明确记载的更多特征的意图。相反，发明的主体应具备比上述单一实施例更少的特征。

在一些实施例中，表示用于描述和要求保护本申请的某些实施例的数量或特性的数字应理解为在某些情况下被术语“大约”、“近似”或“实质上”修改例如，“大约”、“近似”或“实质上”可能表示其所描述值的±1％、±5％、±10％或±20％变化，除非另有说明。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

此处引用的每项专利、专利申请、专利申请出版物和其他材料，如文章、书籍、规范、出版物、文件、物品和/或类似材料，均通过本引用全部并入此处，用于所有目的，但与之相关的任何检控文件历史除外，与本文件不一致或冲突的任何内容，或可能对目前或以后与本文件相关的权利要求的最广泛范围产生限制作用的任何内容。举例来说，如果在描述、定义和/或与任何所结合的材料相关联的术语的使用和与本文件相关联的术语之间存在任何不一致或冲突，则描述、定义和/或在本文件中使用的术语以本文件为准。

最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地，本申请的实施例不仅限于本申请明确介绍和描述的实施例。

Claims (43)

1.一种用于患者监测的系统，包括：

至少一个存储装置，包括一组指令；以及

至少一个处理器，被配置为与所述至少一个存储装置通信，其特征在于，当执行所述一组指令时，所述至少一个处理器被配置为使所述系统执行以下操作，包括：

使医疗装置对处于屏气状态的患者执行治疗或扫描，其中，在对所述患者的所述治疗或所述扫描期间，

使用监测装置获取与一个或多个状态参数相关的一个或多个参数值，所述一个或多个状态参数反映所述患者的屏气状态；

基于所述一个或多个参数值预测所述屏气状态的停止点；以及

基于所述屏气状态的所述停止点调整所述治疗或所述扫描。

2.根据权利要求1所述的系统，所述操作进一步包括：

获取与所述患者的一次或多次测试屏气相关的实验数据；以及

基于所述实验数据确定所述一个或多个状态参数。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述实验数据包括所述患者体表的运动数据，所述基于所述实验数据确定所述一个或多个状态参数包括：

基于所述患者体表的所述运动数据，确定与所述停止点相关联的一个或多个前导区域；以及

至少部分地基于所述一个或多个前导区域确定所述一个或多个状态参数，其中所述一个或多个状态参数中的至少一个状态参数与所述一个或多个前导区域的运动相关。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述监测装置包括呼吸传感器、光学装置、雷达装置或肌电图电极中的至少一个，其被配置为监测所述一个或多个前导区域的所述运动。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基于所述屏气状态的所述停止点调整所述治疗或所述扫描包括：

基于所述停止点确定中断所述治疗或所述扫描的中断时间点；以及

使所述医疗装置在所述中断时间点中断所述治疗或所述扫描。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述一个或多个参数值中的至少一个参数值与所述患者的感兴趣区域的运动相关，所述感兴趣区域与所述患者的呼吸运动相关，以及

所述基于所述一个或多个参数值预测所述屏气状态的停止点包括：

基于与所述患者的所述感兴趣区域的所述运动相关的所述至少一个参数值，确定所述感兴趣区域是有节律运动还是突然运动；以及

基于所述感兴趣区域是有节律运动还是突然运动的判断结果，预测所述停止点。

7.根据权利要求6所述的系统，所述患者的所述感兴趣区域包括所述患者的膈肌、肋间肌、腹肌、辅助呼吸肌、呼气肌或声门中的至少一个。

8.根据权利要求6所述的系统，所述监测装置包括成像装置，其被配置为采集所述感兴趣区域的一个或多个图像。

9.根据权利要求8所述的系统，所述成像装置包括电阻抗断层扫描(EIT)电极、超声换能器、电影x射线系统、磁共振成像(MRI)装置、正电子发射断层扫描(PET)装置或单光子发射计算机断层扫描(SPECT)装置中的至少一个。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述监测装置包括肌电图电极，被配置为测量所述感兴趣区域的肌电图。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述监测装置包括距离测量装置，其被配置为测量所述距离测量装置和所述患者体表之间的距离，以及

所述获取与反映所述患者的所述屏气状态的所述一个或多个状态参数相关的所述一个或多个参数值包括：

使用所述测距装置获取所述距离测量装置与所述患者体表之间的所述距离；以及

至少部分地基于所述距离估计所述一个或多个参数值，所述一个或多个参数值中的至少一个参数值与所述患者的肺容量有关。

12.根据权利要求11所述的系统，所述距离测量装置包括光学传感器、超声波传感器、雷达传感器、飞行时间传感器、基于结构光的传感器或基于标记的传感器中的至少一个。

13.根据权利要求1所述的系统，所述监测装置包括呼吸检测装置，其被配置为监测所述患者的呼吸运动。

14.根据权利要求13所述的系统，所述呼吸检测装置包括配备有压力传感器的封闭管，所述封闭管可操作地连接到所述患者的口和鼻中的一处。

15.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述一个或多个参数值中的至少一个参数值与所述患者的胸腔内压力有关，以及

所述监测装置包括压力测量装置，所述压力测量装置被配置为测量所述患者的胸腔内压力。

16.根据权利要求15所述的系统，所述压力测量装置包括安装在食管球囊上的压力传感器，所述食管球囊被放置在所述患者的食管中。

17.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述一个或多个参数值中的至少一个参数值与一个或多个神经的传入活动相关，所述一个或多个神经与所述患者的呼吸运动有关，以及

所述监测装置包括被配置为监测所述传入活动的神经监测装置。

18.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述一个或多个参数值中的至少一个参数值与所述患者的血气水平相关，以及

所述监测装置包括动脉采血装置，其被配置为采集所述患者的血液。

19.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述一个或多个参数值中的至少一个参数值与所述患者的高碳酸血症水平有关，所述监测装置包括脑血容量测量装置，以及

所述获取与反映所述患者屏气状态的所述一个或多个状态参数相关的所述一个或多个参数值包括：

使用所述脑血容量测量装置获取所述患者的脑血容量；以及

基于所述患者的脑血容量，估计与所述患者高碳酸血症水平相关的至少一个参数值。

20.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述一个或多个参数值中的至少一个参数值与所述患者的心率有关，以及

所述监测装置包括心率测量装置。

21.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述一个或多个参数值中的至少一个参数值与所述患者的血压有关，以及

所述监测装置包括血压测量装置。

22.一种在具有至少一个处理器和至少一个存储装置的计算装置上实现的患者监测方法，所述方法包括：

使医疗装置对仍处于屏气状态的所述患者执行治疗或扫描，其中在所述患者的所述治疗或所述扫描期间，

使用监测装置获取与一个或多个状态参数相关的一个或多个参数值，所述一个或多个状态参数反映所述患者的屏气状态；

基于所述一个或多个参数值预测所述屏气状态的停止点；以及

根据所述屏气状态的所述停止点调整所述治疗或所述扫描。

23.根据权利要求22所述的方法，所述患者监测方法还包括：

获取与所述患者的一次或多次测试屏气相关的实验数据；以及

基于所述实验数据确定所述一个或多个状态参数。

24.根据权利要求23所述的方法，所述实验数据包括所述患者的体表的运动数据，所述基于所述实验数据确定所述一个或多个状态参数包括：

基于所述患者的所述体表的所述运动数据，确定与所述停止点相关联的一个或多个前导区域；以及

至少部分地基于所述一个或多个前导区域确定所述一个或多个状态参数，其中所述一个或多个状态参数中的至少一个状态参数与所述一个或多个前导区域的运动相关。

25.根据权利要求24所述的方法，所述监测装置包括呼吸传感器、光学装置、雷达装置或肌电图电极中的至少一个，其被配置为监测所述一个或多个前导区域的所述运动。

26.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述基于所述屏气状态的所述停止点调整所述治疗或所述扫描包括：

基于所述停止点确定中断所述治疗或所述扫描的中断时间点；以及

使所述医疗装置在所述中断时间点中断所述治疗或所述扫描。

27.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，

所述一个或多个参数值中的至少一个参数值与所述患者的感兴趣区域的运动相关，所述感兴趣区域与所述患者的呼吸运动相关，以及

所述基于所述一个或多个参数值预测所述屏气状态的停止点包括：

基于与所述患者的所述感兴趣区域的所述运动相关的所述至少一个参数值，确定所述感兴趣区域是有节律运动还是突然运动；以及

基于所述感兴趣区域是有节律运动还是突然运动的判断结果，预测所述停止点。

28.根据权利要求27所述的方法，所述患者的所述感兴趣区域包括所述患者的膈肌、肋间肌、腹肌、辅助呼吸肌、呼气肌或声门中的至少一个。

29.根据权利要求27所述的方法，所述监测装置包括成像装置，其被配置为采集所述感兴趣区域的一个或多个图像。

30.根据权利要求29所述的方法，所述成像装置包括电阻抗断层扫描(EIT)电极、超声换能器、电影x射线系统、磁共振成像(MRI)装置、正电子发射断层扫描(PET)装置或单光子发射计算机断层扫描(SPECT)装置中的至少一个。

31.根据权利要求27所述的方法，所述监测装置包括肌电图电极，被配置为测量所述感兴趣区域的肌电图。

32.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，

所述监测装置包括距离测量装置，其被配置为测量所述距离测量装置和所述患者体表之间的距离，以及

获取与反映所述患者的所述屏气状态的一个或多个状态参数相关的一个或多个参数值包括：

使用所述测距装置获取所述距离测量装置与所述患者的所述体表之间的所述距离；以及

至少部分地基于所述距离估计所述一个或多个参数值，所述一个或多个参数值中的至少一个参数值与所述患者的肺容量有关。

33.根据权利要求32所述的方法，所述距离测量装置包括光学传感器、超声波传感器、雷达传感器、飞行时间传感器、基于结构光的传感器或基于标记的传感器中的至少一个。

34.根据权利要求22所述的方法，所述监测装置包括呼吸检测装置，被配置为监测所述患者的呼吸运动。

35.根据权利要求34所述的方法，所述呼吸检测装置包括配备有压力传感器的封闭管，所述封闭管可操作地连接到所述患者的口和鼻中的一处。

36.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，

所述一个或多个参数值中的至少一个参数值与所述患者的胸腔内压力有关，以及

所述监测装置包括压力测量装置，所述压力测量装置被配置为测量所述患者的胸腔内压力。

37.根据权利要求36所述的方法，所述压力测量装置包括安装在食管球囊上的压力传感器，所述食管球囊被放置在所述患者的食管中。

38.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，

所述一个或多个参数值中的至少一个参数值与一个或多个神经的传入活动相关，所述一个或多个神经与所述患者的呼吸运动有关，以及

所述监测装置包括被配置为监测所述传入活动的神经监测装置。

39.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，

所述一个或多个参数值中的至少一个参数值与所述患者的血气水平相关，以及

所述监测装置包括动脉采血装置，其被配置为采集所述患者的血液。

40.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，

所述一个或多个参数值中的至少一个参数值与所述患者的高碳酸血症水平有关，所述监测装置包括脑血容量测量装置，以及

获取与反映所述患者的所述屏气状态的一个或多个状态参数相关的一个或多个参数值包括：

使用所述脑血容量测量装置获取所述患者的脑血容量；以及

基于所述患者的所述脑血容量，估计与所述患者的所述高碳酸血症水平相关的所述至少一个参数值。

41.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，

所述一个或多个参数值中的至少一个参数值与所述患者的心率有关，以及

所述监测装置包括心率测量装置。

42.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，

所述一个或多个参数值中的至少一个参数值与所述患者的血压有关，以及

所述监测装置包括血压测量装置。

43.一种非暂时性计算机可读存储介质，包括指令，当被用于患者监护的系统的至少一个处理器访问时，使所述系统执行一种方法，所述方法包括：

使医疗装置对处于屏气状态的患者执行治疗或扫描，其中，在所述患者的所述治疗或所述扫描期间，

使用监测装置获取与一个或多个状态参数相关的一个或多个参数值，所述一个或多个状态参数反映所述患者的屏气状态；

基于所述一个或多个参数值预测所述屏气状态的停止点；以及

基于所述屏气状态的所述停止点调整所述治疗或所述扫描。

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