CN201088589Y

CN201088589Y - 数字化主动型呼吸门控系统

Info

Publication number: CN201088589Y
Application number: CNU2007200057486U
Authority: CN
Inventors: 高献书
Original assignee: 高献书
Current assignee: Hebei precision medical instrument technology Co., Ltd.
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2017-02-16

Abstract

一种实用的数字化主动型呼吸门控系统，应用于受呼吸运动影响的疾病的诊断及治疗。它通过与呼吸整合装置相连接的呼吸流量计把被检者呼吸流量转化为数字信号并传输到计算机上，并根据检测到的潮气量，通过操作者控制装置由患者口含的具单向阀门作用的呼吸器主动控制被检者的呼吸。本系统还具有患者优先保护装置其手按钮握于患者手中，该装置直接控制呼吸器阀门、口含器压力感受器保护装置与呼吸器相连接、连锁延时保护装置与呼吸器及操作开关相连、及连于上述保护装置的报警装置等多项安全保护装置，以保障患者在检查、治疗中的安全。

Description

数字化主动型呼吸门控系统

所属技术领域

本实用新型技术涉及采用主动型的呼吸控制方法应用于受呼吸运动影响的疾病的诊断及治疗(如肺癌放射治疗靶区勾画、CT引导下的组织穿刺活检、放射性粒子植入等)。

背景技术

目前，我国的医学影像及放射治疗技术随着设备及技术的发展，已进入了精确治疗时代。众所周知，我们在呼吸运动时胸壁、膈肌、肺内及周围组织也在随之运动而且呼吸运动还可波及腹部，研究表明病灶位于肺下叶时，其单一方向上的位移最大可达3cm，肝脏内肿瘤也会随膈肌的运动而动。在不具备影像引导的放疗系统(IGRT)、主动呼吸控制(ABC)系统及深吸气时呼吸控制(DIBH)系统的情况下，如果不考虑运动因素就有可能造成病灶部分遗漏，甚至脱靶，因而需要在呼气末、吸气末或呼吸某个时相进行扫描，并将这些图像融合在一起，构成整个呼吸周期的靶区。同样，在进行CT引导下肺、肝等组织穿刺活检或放射粒子植入时，由于呼吸运动可能造成穿刺误差甚至气胸。呼吸门控系统能配合CT解决这一问题，当前常用的呼吸门控方法有：体外标记红外线检测呼吸门控系统，它的工作原理是将摄像机探测到的体外标记的运动轨迹，经信号化处理后显示在监视屏，操作人员根据监视屏显示的呼吸动态在适当的时间命令病人屏气，然后迅速扫描或穿刺。它的缺点是操作者不能主动控制患者的呼吸运动，以致造成患者配合不理想，尤其是沟通困难的患者(如聋哑人、儿童、依从性差的患者等)。特别是在有穿刺作业时，患者因疼痛、恐惧更不能很好配合。在目前医学实践工作中缺乏较为理想的安全可靠又有效的呼吸门控系统。

发明内容

发明目的：为了解决在诊断特别是在治疗过程当中的呼吸运动问题，针对现有产品的不足，我们设计了这套实用的数字化主动型呼吸门控系统。它能够根据检测呼气和吸气的量，主动控制患者的呼吸，在呼吸周期的某一特定时相阻断呼吸，进行CT扫描或穿刺活检，能有效减少呼吸运动的影响，从而达到精确诊断及治疗的目的。本实用新型技术设备简单，操作简便有效，还特意增加了多项安全保护装置，以保障患者在检查、治疗中的安全。

技术方案：本系统具有口含的具单向阀门作用的呼吸器，该呼吸器与呼吸流量计相连接；呼吸流量整合装置，通过与呼吸流量计连接对呼吸器阀门进行控制，可根据呼吸流量设定某一特定时相自动或者手动阻断呼吸；患者优先保护装置，连接于患者手按钮，患者优先保护装置是由患者自主控制的手开关，且与患者呼吸控制装置连锁关联。患者按下按钮可进行呼吸控制操作，松开时处于保护状态；口含呼吸器压力感受保护装置，与呼吸器相连，可感受呼吸器内压力；连锁延时保护装置及报警装置，与呼吸控制装置、压力感受保护装置及患者优先保护装置通过控制线路相连接，提供多重连锁的安全保护。本系统具有一个倒计时控制装置，连于呼吸控制器，达预设时间后可自动打开患者呼吸通道。

有益效果：

1、采用主动控制呼吸方式，能最大限度取得患者的配合。

2、可用于胸、腹部等多个部位的放射治疗前靶区勾画、CT引导下的组织穿刺活检、放射粒子植入等受呼吸影响疾病的诊断及治疗。

3、可根据患者事前呼吸功能检测进行评定，以决定患者的摒气量及时间，患者依从性好。

4、多重连锁保护装置的设计，保证本实用新型技术的安全性。

5、操作方便，易于推广。

附图说明：

图1本装置结构模式图

图2工作模式图

A为本仪器采集到的患者的呼吸波形。

B为根据患者肺功能设定达患者潮气量的80％时开始阻断呼吸，呼吸波形基本变为直线，此时进行检查和治疗。一定时间后，恢复患者呼吸。

C为根据患者肺功能设定的另一时间，为达患者潮气量30％时开始阻断患者呼吸，开始检查和治疗。一定时间后，恢复患者呼吸。

图3口含呼吸器结构模式图

1、电磁阀阀门 2、3、单向阀门

4、口含器入口 5、压力感受器

6、进气口 7、流量计

8、监视器及控制器 9、出气口

图4连锁保护装置

10、操作者“开始”按钮(带自锁装置)

11、终止按钮

12、患者手开关

13、压力感受器开关

14、电磁阀电机

15、报警器

16、波形触发器开关

17、延时器开关

图5实施例过程流程图

具体实施方式

患者在检查或者治疗时，将仪器托架放于患者头部，患者口含仪器的气道入口，用鼻夹阻断鼻腔气道。患者平静呼吸下，操作者点击主动呼吸运动控制系统操作界面的“开始”按钮，经过系统气体流量数字转换及通信传输，在计算机屏幕上实时显示患者呼吸动运波形及肺内残余气量曲线，并设有波形整合装置反馈式控制电磁阀开启程度，以获得患者的平稳呼吸波形，防止患者过度换气。操作者根据波形在患者处于平静呼吸的不同百分值进行预设定阻断呼吸时间长短(具体百分值根据事先肺功能检查评估来决定)，操作者根据患者呼吸波形进行操作或达到预定值时本系统自动通过电磁阀主动关闭患者呼吸通道，此时进行检查或者治疗。为了保障患者在应用过程的安全，我们特意设计了保护装置，保护按钮握于患者手中，保护按钮握于患者手中，操作者进行主动控制时必须患者按下手中按钮后才能进行检查及治疗，松开时要随时中断检查及治疗，必要时患者可吐出口含器。同时还设置了报警装置，在患者松开按钮后或口含器压力感受器感受到超过预设的压力阈值时开始报警并延迟数秒才打开电磁阀控制的进气口，防止穿刺活检或粒子植入时突然呼吸引起误操作，给检查者一个缓冲时间。在阻断患者呼吸后报警装置中的倒计时装置开始根据预设阻断时间长短进行倒计时，并在倒计时末期进行报警，以提醒操作者注意时间。

如图2所示患者患者将仪器托架放于头部，患者口含仪器的气道入口4，用鼻夹阻断鼻腔气道，口含器具有单向阀门作用，吸气时阀门2打开，阀门3闭合，气体从进气口6进入患者呼吸道。呼气时阀门2闭合、阀门3打开，气体从患者呼吸道经流量计7、出气口9排出。呼吸周期中只允许气体向一个方向流动(箭头所示)。电磁阀1用来阻断患者呼吸，压力感受器5用来感受口含器内的压力变化，防止患者突然不能摒气或者咳嗽。

如图3所示首先记录患者平静呼吸下的呼吸波形A。根据患者肺功能设定潮气量的80％时阻断患者呼吸，呼吸曲线基本变为直线，此时进行诊断与治疗，到一定时间后，恢复患者呼吸B。C为另一设定时间(潮气量30％)时阻断患者呼吸，开始诊断及治疗，到一定时间后恢复患者呼吸。

如图4所示患者平静呼吸下，操作者点击主动呼吸运动控制系统操作界面的“开始”按钮10，患者按下手中开关12，通过电磁阀14主动关闭患者呼吸气道，阻断呼吸后进行检查或者治疗。保护按钮12握于患者手中，操作者设定好触发时间后患者按下按钮才能进行检查及治疗，松开时可随时中断检查及治疗，必要时患者可吐出口含气道。同时还设置了报警器15，在患者松开按钮12后或口含器压力感受器感受到突然增加的压力时，通过开关4断开电磁阀电路，同时开始报警并延迟数秒才打开电磁阀控制的进气口，防止穿刺活检或粒子植入时突然呼吸引起误操作，给检查者一个缓冲时间。

具体实施过程请看图5实施例流程图。

Claims

1.数字化主动型呼吸门控系统，其特征是：具有口含的具单向阀门作用的呼吸器，该呼吸器与呼吸流量计相连接；呼吸流量整合装置，通过与呼吸流量计连接对呼吸器阀门进行控制，可根据呼吸流量设定某一特定时相自动或者手动阻断呼吸；患者优先保护装置，连接于患者手按钮，患者按下按钮可进行呼吸控制操作，松开时处于保护状态；口含呼吸器压力感受保护装置，与呼吸器相连，可感受呼吸器内压力；连锁延时保护装置及报警装置，与呼吸控制装置、压力感受保护装置及患者优先保护装置通过控制线路相连接，提供多重连锁的安全保护。

2.如权利要求1所述的数字化主动型呼吸门控系统，其特征是：所述的患者优先保护装置是由患者自主控制的手开关，且与患者呼吸控制装置连锁关联。

3.如权利要求1所述的数字化主动型呼吸门控系统，其特征是：还具有一个倒计时控制装置，连于呼吸控制器，达预设时间后可自动打开患者呼吸通道。