CN216854669U - 一种多功能耳塞及磁共振设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能耳塞及磁共振设备，主要通过在耳塞上集成位置检测组件，可同时获取患者的脉搏信息、呼吸信息和身体移动信息，实现磁共振系统精确扫描，且耳塞佩戴方便，不会额外增加操作人员负担。本实用新型的主要技术方案为：包括：耳塞本体(1)和位置检测组件(2)；位置检测组件(2)连接于耳塞本体(1)，耳塞本体(1)用于放入患者耳道内，使位置检测组件(2)与患者头部相对固定；位置检测组件(2)用于检测患者位置变化信息，以及，将患者位置变化信息发送到外部接收端。本实用新型主要用于磁共振扫描。

Description

一种多功能耳塞及磁共振设备

技术领域

本实用新型涉及核磁共振技术领域，尤其涉及一种多功能耳塞及磁共振设备。

背景技术

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)是现代医学影像学的主要成像方式之一，具有软组织分辨率高、无放射性伤害以及成像参数多样化等优点，在临床诊断上应用广泛。磁共振成像对患者的运动非常敏感，主要表现为图像模糊或沿器官或组织边缘重复的带状伪影，轻则影响诊断，重则导致不得不重新扫描，甚至无法获取可用于诊断的图像。患者的运动包括：1)正常的生理活动，如呼吸、心跳、脉搏等；2)患者非自主运动，如帕金森综合征患者不可控的抖动、儿童患者不可控的活动等；3)患者自主运动，如在扫描期间挪动身体、活动头部等。

目前业内主流的解决方案是利用呼吸门控和心电门控实时获取呼吸信息和心电图，并同步控制磁共振扫描系统，使信号采集的窗口始终处于呼吸和心跳周期中相同的位置，达到磁共振扫描和呼吸及心跳周期“相对静止”的目的。心电门控的原理是在人体皮肤表面粘贴若干电极，测量皮肤表面随心跳周期而周期性波动的微小电流，并经过信号处理得到心电图。呼吸门控是在患者腹部绑定一个充满空气的带状气囊，患者呼吸过程中腹部的运动对气囊产生周期性压力，导致气囊内气压的随之周期性变化，通过实时测量气压即可得到呼吸信息。然而，传统心电门控和呼吸门控的缺点也很明显：操作复杂，呼吸门控需要额外捆绑呼吸绑带，捆绑过紧或过松都会影响测量精度；心电门控则更为复杂，需要把数个电极粘贴到患者胸前的皮肤上，对畸形、外伤或婴幼儿则不具备可操作性；功能单一，由于工作原理的显著差异，心电门控和呼吸门控被设计成为独立的系统，不仅提高了整个系统的复杂度，而且增加了成本；心电门控和呼吸门控不具备测量患者身体运动的功能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种多功能耳塞及磁共振设备，主要通过在耳塞上集成位置检测组件，实时检测患者位置变化信息，可同时获取患者的脉搏信息、呼吸信息和身体移动信息，实现磁共振系统精确扫描，且耳塞佩戴方便，不会额外增加操作人员负担，普适性强。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

一方面，本实用新型实施例提供了一种多功能耳塞，包括：

耳塞本体(1)和位置检测组件(2)；

位置检测组件(2)固定于耳塞本体(1)，耳塞本体(1)用于放入患者耳道内；

位置检测组件(2)用于检测患者位置变化信息，以及，将患者位置变化信息发送到外部接收端。

可选的，还包括：耳塞外套(3)；位置检测组件(2)设置于耳塞外套(3)内，耳塞外套(3)与耳塞本体(1)相连接；

或者，耳塞本体(1)包括一容置腔，位置检测组件(2)设置于容置腔内，耳塞本体(1)设置于耳塞外套(3)内；

耳塞外套(3)包括由内而外层叠环套的电磁屏蔽层(31)、绝缘层(32)和隔音层(33)。

可选的，位置检测组件(2)包括加速度检测装置(21)、角运动检测装置(22)、处理器(23)和信号传输组件(24)，加速度检测装置(21)、角运动检测装置(22)和信号传输组件(24)均连接于处理器(23)；

处理器(23)用于接收加速度检测装置(21)和角运动检测装置(22)检测的患者位置变化信息，以及，将患者位置变化信息通过信号传输组件(24)发送到外部接收端。

可选的，信号传输组件(24)包括无线传输器件(41)及天线(42)，无线传输器件(41)连接于处理器(23)，天线(42)连接于无线传输器件(41)。

可选的，还包括：电源组件(4)，电源组件(4)连接于位置检测组件(2)，电源组件(4)用于存储电量以及供电。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种磁共振设备，包括上述任一项的多功能耳塞。

可选的，还包括：数据接收模块(100)、数据处理模块(200)和磁共振扫描系统(300)；

数据接收模块(100)连接于位置检测组件(2)，数据处理模块(200)分别连接于数据接收模块(100)和磁共振扫描系统(300)；

数据接收模块(100)用于接收位置检测组件(2)传送的患者位置变化信息，并发送给数据处理模块(200)；

数据处理模块(200)用于对患者位置变化信息进行处理，得到患者运动信息后发送到磁共振扫描系统(300)；

磁共振扫描系统(300)用于根据患者运动信息进行扫描。

可选的，数据处理模块(200)包括位置提取模块(210)和角度位置提取模块(220)，患者运动信息包括患者位置和患者角度位置；

位置提取模块(210)分别连接于数据接收模块(100)和磁共振扫描系统(300)，角度位置提取模块(220)分别连接于数据接收模块(100)和磁共振扫描系统(300)；

位置提取模块(210)和角度位置提取模块(220)分别用于根据患者位置变化信息提取患者位置和患者角度位置，并分别将患者位置和患者角度位置发送给磁共振扫描系统(300)；

磁共振扫描系统(300)用于根据患者位置和患者角度位置确定患者目标扫描区域。

可选的，数据处理模块(200)还包括脉搏信号提取模块(230)和呼吸信号提取模块(240)，患者运动信息还包括脉搏信号和呼吸信号；

脉搏信号提取模块(230)分别连接于位置提取模块(210)和磁共振扫描系统(300)，呼吸信号提取模块(240)分别连接于位置提取模块(210)和磁共振扫描系统(300)；

位置提取模块(210)用于将患者位置分别发送给脉搏信号提取模块(230)和呼吸信号提取模块(240)；

脉搏信号提取模块(230)用于根据患者位置提取脉搏信号，并发送给磁共振扫描系统(300)，呼吸信号提取模块(240)用于根据患者位置提取呼吸信号，并发送给磁共振扫描系统(300)；

磁共振扫描系统(300)用于根据脉搏信号和呼吸信号确定扫描开启和关闭时间。

可选的，多功能耳塞的数量为两个，两个多功能耳塞分别用于放入患者的左耳道和右耳道内，两个多功能耳塞均连接于数据接收模块(100)；

数据接收模块(100)和数据处理模块(200)之间还连接有降噪模块(500)；

数据接收模块(100)用于接收两个多功能耳塞中位置检测组件(2)发送的两组患者位置变化信息，并发送给降噪模块(500)；

降噪模块(500)用于根据两组患者位置变化信息进行降噪处理，得到降噪后的患者位置变化信息；

数据处理模块(200)用于对降噪后的患者位置变化信息进行处理，得到降噪后的患者运动信息，并发送到磁共振扫描系统(300)。

本实用新型实施例提出的一种多功能耳塞及磁共振设备，主要通过在耳塞上集成位置检测组件，实时检测患者位置变化信息，可同时获取脉搏信息、呼吸信息和身体移动信息，实现精确扫描，且耳塞佩戴方便，不会额外增加操作人员负担，普适性强。现有技术中，实时获取呼吸信息和心电图，控制磁共振扫描系统信号采集始终处于呼吸和心跳周期中相同的位置，达到磁共振扫描和呼吸及心跳周期“相对静止”的目的,操作复杂，功能单一，且不具备测量患者身体运动的功能。与现有技术相比，本申请文件中，将耳塞放入患者耳道内，耳塞上的位置检测组件实时检测患者的头部位置变化信息，将位置变化信息发送给磁共振扫描系统，从患者的头部位置变化信息中可分离出脉搏信息、呼吸信息和身体移动信息，通过脉搏信息和呼吸信息可确定扫描开启和关闭时间，通过身体移动信息可确定扫描区域，进而达到消除运动伪影，实现精确扫描，且为患者佩戴耳塞为常规磁共振扫描的操作，使用耳塞不会额外增加操作人员的负担。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种多功能耳塞的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种多功能耳塞的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种多功能耳塞中患者位置和角度位置变化信息的维度示意图

图4为本实用新型实施例提供的一种磁共振设备的结构框图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种磁共振设备的结构框图；

图6为本实用新型实施例提供的再一种磁共振设备的结构框图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种多功能耳塞其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

一方面，如图1-2所示，本实用新型实施例提供了一种多功能耳塞，包括：

耳塞本体(1)和位置检测组件(2)；

位置检测组件(2)固定于耳塞本体(1)，耳塞本体(1)用于放入患者耳道内；

位置检测组件(2)用于检测患者位置变化信息，以及，将患者位置变化信息发送到外部接收端。

其中，耳塞本体(1)用于放于患者耳道内，耳塞本体(1)可以为多种形状，但至少包括能够插入并固定于患者耳道内的部分。位置检测组件(2)与耳塞本体(1)之间的设置方式可以为多种，旨在使位置检测组件(2)可以跟随患者头部同步运动，如图1所示，位置检测组件(2)可以设置于耳塞本体(1)内，位置检测组件(2)与耳塞本体(1)一起固定于患者的耳道内，或者，如图2所示，位置检测组件(2)固定于耳塞本体(1)外部，耳塞本体(1)放入患者耳道时，位置检测组件(2)裸露于患者耳道外，位置检测组件(2)通过耳塞本体(1)与患者头部固定，位置检测组件(2)固定于耳塞本体(1)外部的设置方式，可以实现在任一现有的耳机上连接位置检测组件(2)，缩减加工成本。位置检测组件(2)用于将位置变化信息发送给磁共振扫描系统，外部接收端为磁共振扫描系统的接收端，也可以为耳塞与磁共振扫描系统之间设置的信号处理模块。由于头部运动是由患者非自主运动，如呼吸、心跳等，以及患者自主运动综合作用的结果，可以理解的是，头部运动包括眼睛可识别的的运动和不可识别的运动。位置检测组件(2)跟随患者的头部运动而发生位移，产生的位置变化信息能够反映患者多种运动情况，患者位置变化信息中包含患者呼吸信息、患者脉搏信息和身体移动信息等。磁共振扫描系统利用患者呼吸信息和患者脉搏信息可以确定扫描开启频率，例如，磁共振扫描系统要扫描的区域为胸腔，人体在一次呼吸过程中，呼气的后半段是胸腔最为平稳的阶段，磁共振扫描系统在每一次呼吸中呼气的后半段开启扫描，获取信号，而在一次呼吸中其他的阶段关闭信号的获取，可得到多个在呼气的后半段采集的信号，可极大的避免呼吸时胸腔的起伏对信号采集的干扰。磁共振扫描系统利用身体移动信息可以确定扫描的具体目标区域，例如，患者在扫描过程中向右侧转身，胸腔跟随患者的转身而移动，身体移动信息中包含转身的转动角度和位移量，磁共振扫描系统根据患者移动信息，调整扫描的目标区域的位置，将扫描区域调整到患者移动后的新的胸腔位置，实现扫描区域跟随患者移动实时调整。

本实用新型实施例提出的一种多功能耳塞及磁共振设备，主要通过在耳塞上集成位置检测组件，实时检测患者位置变化信息，可同时获取脉搏信息、呼吸信息和身体移动信息，实现精确扫描，且耳塞佩戴方便，不会额外增加操作人员负担，普适性强。现有技术中，实时获取呼吸信息和心电图，控制磁共振扫描系统信号采集始终处于呼吸和心跳周期中相同的位置，达到磁共振扫描和呼吸及心跳周期“相对静止”的目的,操作复杂，功能单一，且不具备测量患者身体运动的功能。与现有技术相比，本申请文件中，将耳塞放入患者耳道内，耳塞上的位置检测组件实时检测患者的头部位置变化信息，将位置变化信息发送给磁共振扫描系统，从患者的头部位置变化信息中可分离出脉搏信息、呼吸信息和身体移动信息，通过脉搏信息和呼吸信息可确定扫描开启和关闭时间，通过身体移动信息可确定扫描区域，进而达到消除运动伪影，实现精确扫描，且为患者佩戴耳塞为常规磁共振扫描的操作，使用耳塞不会额外增加操作人员的负担。

进一步的，多功能耳塞还包括：耳塞外套(3)，位置检测组件(2)设置于耳塞外套(3)内，耳塞外套(3)与耳塞本体(1)相连接，或者，耳塞本体(1)包括一容置腔，位置检测组件(2)设置于容置腔内，耳塞本体(1)设置于耳塞外套(3)内。核磁共振设备的永磁体或者超导磁体提供强磁，强磁会对电子元件的工作产生影响，同时外界的噪音(包括核磁共振设备的梯度系统产生的噪音)也会对电子元件的工作产生影响。耳塞外套(3)可以用于屏蔽强磁和/或外界噪音对位置检测组件内电子器件的影响，提升位置检测组件的稳定性。

在一示例性实施例中，耳塞外套(3)包括由内而外层叠环套的电磁屏蔽层(31)、绝缘层(32)和隔音层(33)。电磁屏蔽层(31)、绝缘层(32)和隔音层(33)的厚度根据实际需求设定，满足功能要求即可。

在耳塞外套(3)与耳塞本体(1)相连接的设置方式中，耳塞本体(1)可以为现有的任意一种耳塞，耳塞外套(3)可以根据耳塞本体(1)的形状进行加工，耳塞外套(3)可以与耳塞本体(1)可拆卸连接。以下以一种具体结构的耳塞本体(1)进行说明，如图2所示，耳塞本体(1)呈锥形，截面较小的一端用于插入患者耳道，耳塞本体(1)可采用柔软的橡胶或泡棉加工，耳塞外套(3)为圆柱形筒状结构，一端面连接于耳塞本体(1)的截面较大的一端，位置检测组件(2)固定于耳塞外套(3)中。位置检测组件(2)设置于耳塞本体(1)的容置腔的技术方案中，如图1所示，耳塞外套(3)包覆于耳塞本体(1)外表面，耳塞外套(3)呈锥形，耳塞外套(3)截面较小的一端用于插入患者耳道，当耳塞外套(3)放入患者耳道时，位置检测组件(2)也位于患者耳道内，实现患者头部运动信息获取更加准确。

耳塞外套(3)的电磁屏蔽层(11)用于屏蔽电磁干扰，由于磁共振扫描系统在扫描中存在强磁场和射频场，对耳塞上部电路产生干扰，同时耳塞上部电路产生的电磁信号也会干扰磁共振成像，电磁屏蔽层(11)起到阻隔耳塞上部与磁共振扫描系统之间的磁干扰。绝缘层(12)具体为绝缘外壳，起到支撑和使耳塞上部各带电模块与外部隔绝，避免刺激人体的作用。隔音层(13)选用隔音材料，隔离磁共振扫描系统扫描过程中由于梯度系统的频繁切换产生的噪音，隔音层(13)具体可以为泡棉或者软橡胶层。

具体的，位置检测组件(2)包括加速度检测装置(21)、角运动检测装置(22)、处理器(23)和信号传输组件(24)，加速度检测装置(21)、角运动检测装置(22)和信号传输组件(24)均连接于处理器(23)；处理器(23)用于接收加速度检测装置(21)和角运动检测装置(22)检测的患者位置变化信息，以及，将患者位置变化信息通过信号传输组件(24)发送到外部接收端

患者位置变化信息的采集可以为多种传感器，可选的，加速度检测装置(21)为加速度传感器，用于检测患者移动的加速度，角运动检测装置(22)为陀螺仪，用于检测患者头部或身体的转动信息。加速度传感器和陀螺仪共同作用，获取包括X、Y、Z三方向的加速度和旋转角度，如图3所示。考虑到耳塞不宜过大，可选用集成度很高的微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems，MEMS)芯片，加速度传感器和陀螺仪可集成在一块芯片上也可各自独立，可通过串口、I2C、SPI等接口与处理器(23)相连，完成数据读取和传输。一个耳塞中，加速度传感器并不局限于一个，也可以设置多个加速度传感器，旨在根据不同的加速度传感器获得的信号进行降噪处理，得到准确性高的加速度信息，处理器(23)用于进行数据处理，将传感数据转化为适用于无线传输的数据，进而通过信号传输组件(24)发送给磁共振扫描系统。此外，处理器(23)也可以对位置检测组件(2)检测到的患者位置变化信息进行处理，将得到的患者运动信息发送给磁共振扫描系统。

具体的，信号传输组件(24)包括无线传输器件(241)及天线(242)，无线传输器件(241)连接于处理器(23)，天线(242)连接于无线传输器件(241)。

如图1所示的位置检测组件(2)设置于耳塞本体(1)的容置腔的技术方案中，加速度检测装置(21)和角运动检测装置(22)设置于耳塞本体(1)的容置腔内，容置腔在耳塞本体(1)截面较大一端具有开口，信号传输组件(24)和处理器(23)设置于耳塞本体(1)外的开口处，且位于耳塞本体(1)和耳塞外套(3)之间，在耳塞本体(1)放入患者耳道内时，信号传输组件(24)和处理器(23)位于耳道外，天线(42)一端连接于无线传输器件(41)，另一端位于耳塞外套(3)的电磁屏蔽层(11)和绝缘层(12)之间。信号传输组件(24)与磁共振扫描系统之间无线连接，避免患者移动过程中触碰到连接线造成耳塞的位移，避免获取的患者位置变化信息中的外力干扰。

进一步的，耳塞还包括电源组件(4)，电源组件(4)分别连接于位置检测组件(2)、处理器(23)和信号传输组件(24)，电源组件(4)用于存储电量以及供电。

电源组件(4)包括电池和电源管理模块，电池可以为放置于耳塞外套(3)内的可拆卸的蓄电池，也可以为集成于耳塞外套(3)内的充电电池，可在耳塞外套(3)上设置充电插孔，或者电池也可以采用无线充电。具体可选择能量密度较高的锂离子电池，支持循环充放电。电源管理模块连接于电池以及位置检测组件(2)、处理器(23)和信号传输组件(24)之间，电源管理模块用于管理电池的充电和放电，并为耳塞上所有器件提供所需电量。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种磁共振设备，包括上述任一项的多功能耳塞，具有如上述任一项多功能耳塞的优点，此处不再赘述。

具体的，如图4所示，磁共振设备还包括：数据接收模块(100)、数据处理模块(200)和磁共振扫描系统(300)，数据接收模块(100)连接于信号传输组件(24)，数据处理模块(200)分别连接于数据接收模块(100)和磁共振扫描系统(300)；

数据接收模块(100)用于接收信号传输组件(24)传送的患者位置变化信息，并发送给数据处理模块(200)，数据处理模块(200)用于对患者位置变化信息进行处理，得到患者运动信息后发送到磁共振扫描系统(300)，磁共振扫描系统(300)用于根据患者运动信息进行扫描。

数据接收模块(100)与信号传输组件(24)无线连接，实时获取患者位置变化信息，数据处理模块(200)对患者位置变化信息进行数据处理，得到包括患者脉搏信息、患者呼吸信息和身体移动信息中至少一个数据的患者运动信息，磁共振扫描系统(300)用于根据患者运动信息进行扫描，具体为根据患者脉搏信息、患者呼吸信息确定扫描开启和关闭时间，根据身体移动信息确定扫描的目标区域。数据处理模块(200)可放置在系统机柜，也可放置在磁体旁、病床中或扫描间内的任何位置。同时，磁共振扫描系统(300)在开始工作时，向耳塞发送开启指令，开启指令依次通过数据处理模块(200)、数据接收模块(100)和信号传输组件(24)后到达耳塞的处理器(23)中，进而处理器(23)开始接受加速度检测装置(21)和角运动检测装置(22)的检测数据，并向磁共振扫描系统(300)反馈数据。

具体的，如图5所示，数据处理模块(200)包括位置提取模块(210)和角度位置提取模块(220)，位置提取模块(210)分别连接于数据接收模块(100)和磁共振扫描系统(300)，角度位置提取模块(220)分别连接于数据接收模块(100)和磁共振扫描系统(300)；

位置提取模块(210)和角度位置提取模块(220)分别用于根据患者位置变化信息提取患者位置和患者角度位置，并分别将患者位置和患者角度位置发送给磁共振扫描系统(300)，磁共振扫描系统(300)用于根据患者位置和患者角度位置确定患者目标扫描区域。

加速度传感器和陀螺仪获取三方向加速度和六自由度运动数据，位置提取模块(210)对加速度数据沿时间轴进行二次积分，第一次积分得到速度，第二次积分得到位置，角度位置提取模块(220)对三方向旋转数据沿时间轴进行二次积分，第一次积分得到角速度，第二次积分得到角度位置。继续对位置和角度位置信号进行处理，包括但不限于用各种时域、频域方法进行降噪等。磁共振扫描系统可利用位置和角度位置信号对梯度、射频、接收设备进行实时控制，锁定患者目标扫描区域，从而达到消除运动伪影的目的。

进一步的，磁共振设备还包括数据显示模块(400),数据处理模块(200)还包括脉搏信号提取模块(230)和呼吸信号提取模块(240)；

脉搏信号提取模块(230)分别连接于位置提取模块(210)和磁共振扫描系统(300)，呼吸信号提取模块(240)分别连接于位置提取模块(210)和磁共振扫描系统(300)，数据显示模块(400)分别连接于脉搏信号提取模块(230)和呼吸信号提取模块(240)；

位置提取模块(210)用于将患者位置分别发送给脉搏信号提取模块(230)和呼吸信号提取模块(240)，脉搏信号提取模块(230)用于根据患者位置提取脉搏信号，并发送给磁共振扫描系统(300)和数据显示模块(400)，呼吸信号提取模块(240)用于根据患者位置提取呼吸信号，并发送给磁共振扫描系统(300)和数据显示模块(400)，磁共振扫描系统(300)用于根据脉搏信号和呼吸信号确定扫描开启和关闭时间，数据显示模块(400)用于接收并显示脉搏信号和呼吸信号。

脉搏信号提取模块(230)和呼吸信号提取模块(240)分别利用巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、或贝塞尔滤波器对患者位置数据进行频谱分离得到脉搏信号和呼吸信号，呼吸信号的频谱范围为0.01-0.5赫兹，脉搏信号的频谱范围为0.5-5赫兹。磁共振扫描系统(300)根据脉搏信号和呼吸信号确定患者非自主运动的频率，通过调整扫描开启和关闭时间，在患者处于呼吸和心跳周期中相同的位置进行扫描，达到磁共振扫描和呼吸及心跳周期“相对静止”的目的。数据显示模块(400)接收脉搏信号和呼吸信号，并以波形的形式进行显示，使得患者可以直观的观察非自主运动信息。

进一步的，如图6所示，磁共振设备包括的多功能耳塞的数量为两个，两个多功能耳塞分别用于放入患者的左耳道和右耳道内，两个多功能耳塞均连接于数据接收模块(100)；

数据接收模块(100)和数据处理模块(200)之间还连接有降噪模块(500)，数据接收模块(100)用于接收两个多功能耳塞中信号传输组件(24)发送的两组患者位置变化信息，并发送给降噪模块(500)，降噪模块(500)用于根据两组患者位置变化信息进行降噪处理，得到降噪后的患者位置变化信息，数据处理模块(200)用于对降噪后的患者位置变化信息进行处理，得到降噪后的患者运动信息后发送到磁共振扫描系统(300)。

数据接收模块(100)接收两个多功能耳塞发送的左右耳的患者位置变化信息后，先将左右耳的患者位置变化信息发送给降噪模块(500)，降噪模块(500)结合左右耳的患者位置变化信息进行降噪处理，得到降噪后的患者位置变化信息，并将降噪后的患者位置变化信息发送给数据处理模块(200)，降噪后的患者位置变化信息包括降噪后的加速度信息和降噪后的旋转角度信息，进而数据处理模块(200)中的位置提取模块(210)根据降噪后的加速度信息计算患者位置，角度位置提取模块(220)根据降噪后的旋转角度信息计算患者角度位置，脉搏信号提取模块(230)和呼吸信号提取模块(240)通过患者位置数据进行频谱分离得到脉搏信号和呼吸信号。

由于患者的不自主运动可能带来噪声干扰，利用左右两侧耳塞的数据进行降噪和抗干扰处理，具体算法包括但不限于主成分分析法(Principle Component Analysis，PCA)和独立成分分析法(Independent Component Analysis，ICP)等。如额外增加其他信号采集装置，如在头部其他部位粘贴或放置传感器，并将信号传送到数据接收模块(100)，还能进一步提高系统的抗干扰能力。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种多功能耳塞，其特征在于，包括：

耳塞本体(1)和位置检测组件(2)；

所述位置检测组件(2)固定于所述耳塞本体(1)，所述耳塞本体(1)用于放入患者耳道内；

所述位置检测组件(2)用于检测患者位置变化信息，以及，将所述患者位置变化信息发送到外部接收端。

2.根据权利要求1所述的多功能耳塞，其特征在于，还包括：

耳塞外套(3)；

所述位置检测组件(2)设置于所述耳塞外套(3)内，所述耳塞外套(3)与所述耳塞本体(1)相连接；

或者，所述耳塞本体(1)包括一容置腔，所述位置检测组件(2)设置于所述容置腔内，所述耳塞本体(1)设置于所述耳塞外套(3)内；

所述耳塞外套(3)包括由内而外层叠环套的电磁屏蔽层(31)、绝缘层(32)和隔音层(33)。

3.根据权利要求1所述的多功能耳塞，其特征在于，

所述位置检测组件(2)包括加速度检测装置(21)、角运动检测装置(22)、处理器(23)和信号传输组件(24)，所述加速度检测装置(21)、所述角运动检测装置(22)和所述信号传输组件(24)均连接于所述处理器(23)；

所述处理器(23)用于接收所述加速度检测装置(21)和所述角运动检测装置(22)检测的所述患者位置变化信息，以及，将所述患者位置变化信息通过所述信号传输组件(24)发送到所述外部接收端。

4.根据权利要求3所述的多功能耳塞，其特征在于，

所述信号传输组件(24)包括无线传输器件(241)和天线(242)，所述无线传输器件(241)连接于所述处理器(23)，所述天线(242)连接于所述无线传输器件(241)。

5.根据权利要求1所述的多功能耳塞，其特征在于，还包括：

电源组件(4)，所述电源组件(4)连接于所述位置检测组件(2)，所述电源组件(4)用于存储电量以及供电。

6.一种磁共振设备，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一项所述的多功能耳塞。

7.根据权利要求6所述的磁共振设备，其特征在于，还包括：

数据接收模块(100)、数据处理模块(200)和磁共振扫描系统(300)；

所述数据接收模块(100)连接于所述位置检测组件(2)，所述数据处理模块(200)分别连接于所述数据接收模块(100)和所述磁共振扫描系统(300)；

所述数据接收模块(100)用于接收所述位置检测组件(2)发送的所述患者位置变化信息，并发送给所述数据处理模块(200)；

所述数据处理模块(200)用于对所述患者位置变化信息进行处理，得到患者运动信息后发送到所述磁共振扫描系统(300)；

所述磁共振扫描系统(300)用于根据所述患者运动信息进行扫描。

8.根据权利要求7所述的磁共振设备，其特征在于，

所述数据处理模块(200)包括位置提取模块(210)和角度位置提取模块(220)，所述患者运动信息包括患者位置和患者角度位置；

所述位置提取模块(210)分别连接于所述数据接收模块(100)和所述磁共振扫描系统(300)，所述角度位置提取模块(220)分别连接于所述数据接收模块(100)和所述磁共振扫描系统(300)；

所述位置提取模块(210)和所述角度位置提取模块(220)分别用于根据所述患者位置变化信息提取所述患者位置和所述患者角度位置，并分别将所述患者位置和所述患者角度位置发送给所述磁共振扫描系统(300)；

所述磁共振扫描系统(300)用于根据所述患者位置和所述患者角度位置确定患者目标扫描区域。

9.根据权利要求8所述的磁共振设备，其特征在于，

所述数据处理模块(200)还包括脉搏信号提取模块(230)和呼吸信号提取模块(240)，所述患者运动信息还包括脉搏信号和呼吸信号；

所述脉搏信号提取模块(230)分别连接于所述位置提取模块(210)和所述磁共振扫描系统(300)，所述呼吸信号提取模块(240)分别连接于所述位置提取模块(210)和所述磁共振扫描系统(300)；

所述位置提取模块(210)用于将所述患者位置分别发送给所述脉搏信号提取模块(230)和所述呼吸信号提取模块(240)；

所述脉搏信号提取模块(230)用于根据所述患者位置提取脉搏信号，并发送给所述磁共振扫描系统(300)，所述呼吸信号提取模块(240)用于根据所述患者位置提取呼吸信号，并发送给所述磁共振扫描系统(300)；

所述磁共振扫描系统(300)用于根据所述脉搏信号和所述呼吸信号确定扫描开启和关闭时间。

10.根据权利要求7所述的磁共振设备，其特征在于，

所述多功能耳塞的数量为两个，两个所述多功能耳塞分别用于放入患者的左耳道和右耳道内，两个所述多功能耳塞均连接于所述数据接收模块(100)；

所述数据接收模块(100)和所述数据处理模块(200)之间还连接有降噪模块(500)；

所述数据接收模块(100)用于接收两个所述多功能耳塞中所述位置检测组件(2)发送的两组所述患者位置变化信息，并发送给所述降噪模块(500)；

所述降噪模块(500)用于根据两组所述患者位置变化信息进行降噪处理，得到降噪后的患者位置变化信息；

所述数据处理模块(200)用于对所述降噪后的患者位置变化信息进行处理，得到降噪后的患者运动信息，并发送到所述磁共振扫描系统(300)。

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