一種呼吸監(jiān)測(cè)傳感器及呼吸引導(dǎo)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種用于呼吸監(jiān)測(cè)的呼吸監(jiān)測(cè)傳感器及呼吸引導(dǎo)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]放射治療是從1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線后開始的，隨著醫(yī)療技術(shù)的不斷發(fā)展，放射治療成為了目前腫瘤治療的發(fā)展趨勢(shì)，已成為了腫瘤治療的重要方法之一。大量的臨床數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過科學(xué)、合理的放射治療后，腫瘤患者的生存率顯著提高，壽命得到有效延長(zhǎng)。伴隨著影像技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、放射生物技術(shù)、放射物理技術(shù)、臨床治療技術(shù)等學(xué)科的發(fā)展，放療技術(shù)也從50年代的初級(jí)放療，發(fā)展為常規(guī)放療，再發(fā)展到適形放療技術(shù)、調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)，以及先進(jìn)的圖像引導(dǎo)精確放療技術(shù)。
[0003]而放射治療對(duì)于腫瘤患者而言，患者由于接受放射治療時(shí)會(huì)或多或少的存在恐懼感，難免會(huì)有呼吸的不確定性波動(dòng)，對(duì)于動(dòng)態(tài)靶區(qū)患者的放療便造成了較大的不確定性影響，如靶區(qū)定位、靶區(qū)跟蹤等問題的解決。因此，呼吸門控技術(shù)也便成了放療中常用的一種技術(shù)手段。雖然一些圖像引導(dǎo)的放療技術(shù)和設(shè)備，可以不采用呼吸門控技術(shù)，如Cyberknife系統(tǒng)，但其設(shè)備的價(jià)格昂貴，不利于推廣，同時(shí)采用的圖像引導(dǎo)方式要求實(shí)時(shí)性高，患者一旦出現(xiàn)較大的呼吸波動(dòng)，便會(huì)造成治療計(jì)劃的重新制定、患者重新擺位或者治療停止等，會(huì)極大地影響治療效率和治療的質(zhì)量。而現(xiàn)有的呼吸門控技術(shù)多采用“屏氣”一類的方式，對(duì)于患者而言具有強(qiáng)制性，會(huì)增強(qiáng)患者的不適感和不舒服性，終歸不是一種人性化的技術(shù)。
[0004]此外，在一些局部麻醉的介入外科手術(shù)中，比如局部肝臟、腎動(dòng)脈消融、動(dòng)脈血管栓塞等，呼吸運(yùn)動(dòng)會(huì)造成器官、血管等的蠕動(dòng)，對(duì)于治療帶來不利，此時(shí)如果可以引導(dǎo)患者實(shí)現(xiàn)規(guī)律性正常呼吸，對(duì)于患者實(shí)施治療會(huì)帶來一定幫助。但現(xiàn)在的介入類手術(shù)系統(tǒng)中，并無呼吸引導(dǎo)類設(shè)備與裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出一種呼吸監(jiān)測(cè)傳感器及呼吸引導(dǎo)系統(tǒng)，可以根據(jù)監(jiān)測(cè)到的患者呼吸運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，主動(dòng)式地自適應(yīng)引導(dǎo)患者趨于正常呼吸，提高治療的質(zhì)量，降低患者呼吸的不確定性波動(dòng)。
[0006]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種呼吸監(jiān)測(cè)傳感器，包括監(jiān)測(cè)應(yīng)變片和控制電路；監(jiān)測(cè)應(yīng)變片包含橫向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片、斜向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片和縱向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片，所述監(jiān)測(cè)應(yīng)變片包含有邊緣粘貼帶和傳感電路，邊緣粘貼帶設(shè)置在傳感電路外緣，邊緣粘貼帶用來將應(yīng)變片粘貼在患者胸腹皮膚表面，傳感電路用來采集呼吸造成的皮膚表面的力變化或位移變化數(shù)據(jù)；所述傳感電路與控制電路之間電通信連接，控制電路用于處理每個(gè)監(jiān)測(cè)應(yīng)變片的傳感電路采集的數(shù)據(jù)。
[0008]本實(shí)用新型所述的呼吸監(jiān)測(cè)傳感器方案中，所述的橫向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片優(yōu)選沿著患者寬度方向粘貼，縱向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片優(yōu)選沿著患者長(zhǎng)度方向粘貼，斜向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片沿著與橫向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片和縱向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片分別成一定斜角的方向粘貼，優(yōu)選成45斜角方向；更進(jìn)一步，人體呼吸時(shí)胸腹隔膜處的運(yùn)動(dòng)幅度較大，呼吸運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)較為明顯，為了提高呼吸監(jiān)測(cè)的精度，優(yōu)選橫向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片、縱向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片和斜向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片均貼在患者胸腹部隔膜對(duì)應(yīng)處的表面皮膚上。
[0009]一種呼吸引導(dǎo)系統(tǒng)，包括呼吸監(jiān)測(cè)傳感器、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、主控制器、顯示設(shè)備和呼吸引導(dǎo)裝置；所述呼吸監(jiān)測(cè)傳感器、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、顯示設(shè)備和呼吸引導(dǎo)裝置均與主控制器電連接；所述呼吸監(jiān)測(cè)傳感器包括監(jiān)測(cè)應(yīng)變片和控制電路，監(jiān)測(cè)應(yīng)變片包含橫向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片、斜向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片和縱向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片，所述監(jiān)測(cè)應(yīng)變片包含有邊緣粘貼帶和傳感電路，邊緣粘貼帶用來將應(yīng)變片粘貼在患者胸腹皮膚表面，傳感電路用來采集呼吸造成的皮膚表面的力變化或位移變化數(shù)據(jù)，控制電路用于處理每個(gè)監(jiān)測(cè)應(yīng)變片的傳感電路采集的數(shù)據(jù)；所述呼吸引導(dǎo)裝置包括燈光引導(dǎo)裝置或/和語音引導(dǎo)系統(tǒng)。
[0010]上述方案中，所述燈光引導(dǎo)裝置包括一組發(fā)光燈、安裝支架和引導(dǎo)控制器，所述一組發(fā)光燈設(shè)置于安裝框架的一側(cè)；所述引導(dǎo)控制器設(shè)置在安裝支架另一側(cè)或設(shè)置在呼吸引導(dǎo)系統(tǒng)的主控制器中，所述引導(dǎo)控制器控制一組發(fā)光燈按照控制規(guī)律連續(xù)發(fā)光，用于引導(dǎo)患者按照燈光變化規(guī)律呼吸。
[0011]上述方案中，所述控制規(guī)律為一種與患者正常呼吸規(guī)律自適應(yīng)變化的控制規(guī)律，該自適應(yīng)關(guān)系具體為:控制規(guī)律輸出的呼吸頻率與正常呼吸頻率成指數(shù)關(guān)系，指數(shù)關(guān)系中設(shè)置有自適應(yīng)系數(shù)，其取值確定的方法為:當(dāng)患者當(dāng)前呼吸規(guī)律較正常呼吸規(guī)律差值較大時(shí)，如當(dāng)前呼吸頻率較正常呼吸頻率過快或過慢時(shí)，控制規(guī)律與呼吸規(guī)律之間的自適應(yīng)系數(shù)的絕對(duì)值較大，可以引導(dǎo)患者盡快趨向正常呼吸規(guī)律；當(dāng)患者當(dāng)前呼吸規(guī)律較正常呼吸規(guī)律接近時(shí)，控制規(guī)律與呼吸規(guī)律之間的自適應(yīng)系數(shù)的絕對(duì)值接近于1，此時(shí)引導(dǎo)患者保持該呼吸規(guī)律的同時(shí)進(jìn)一步趨于正常呼吸規(guī)律。
[0012]上述方案中，所述自適應(yīng)系數(shù)由自適應(yīng)系數(shù)運(yùn)算器根據(jù)當(dāng)前呼吸運(yùn)動(dòng)規(guī)律與正常呼吸規(guī)律之間的差值運(yùn)算得到。
[0013]上述方案中，所述安裝支架優(yōu)選一種眼鏡框架，可以直接佩戴在患者眼部。
[0014]上述方案中，所述一組發(fā)光燈優(yōu)選6個(gè)雙色LED燈，排成一字型斜線，具有漸變上升的感覺；當(dāng)6個(gè)雙色LED燈以第一種燈光色沿著漸變上升方向依次亮燈，用于指示吸氣過程；相反，當(dāng)6個(gè)雙色LED燈以第二種燈光色沿著漸變上升的反方向依次滅燈，用于指示呼氣過程。
[0015]上述方案中，所述語音引導(dǎo)系統(tǒng)優(yōu)選地包括一個(gè)語音輸出設(shè)備和耳機(jī)，語音輸出設(shè)備用于向患者提供語音信息，耳機(jī)用于患者收聽語音輸出設(shè)備的信息。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0017](1)采用多個(gè)監(jiān)測(cè)應(yīng)變片作為呼吸傳感器的數(shù)據(jù)采集端，數(shù)據(jù)采集的可靠性提高，即使有一個(gè)應(yīng)變片出現(xiàn)了漂移和數(shù)據(jù)失真現(xiàn)象，也不會(huì)較大的影響數(shù)據(jù)的真實(shí)性；同時(shí)在所述監(jiān)測(cè)應(yīng)變片有邊緣粘貼帶，可以直接粘貼在患者體表，免去了穿戴背心等；
[0018](2)呼吸引導(dǎo)系統(tǒng)包含用于數(shù)據(jù)采集的呼吸傳感器，數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，主控制器和呼吸引導(dǎo)裝置，從患者的呼吸監(jiān)測(cè)到最終的呼吸引導(dǎo)，構(gòu)成了一個(gè)閉環(huán)反饋系統(tǒng)，提高了呼吸引導(dǎo)控制的精度，且其“引導(dǎo)”是一種自適應(yīng)患者正常呼吸的引導(dǎo)策略，對(duì)于有效地控制患者呼吸在正常呼吸頻率狀態(tài)微小波動(dòng)，而不強(qiáng)迫或者影響患者的呼吸，對(duì)于患者是一種適應(yīng)，而非強(qiáng)制，是一種以“患者為中心”的人性化設(shè)計(jì)，其對(duì)于提高動(dòng)態(tài)靶區(qū)腫瘤的治療和呼吸運(yùn)動(dòng)模型分析精度具有非常明顯的作用；
[0019](3)采用一組一字型斜線排列的雙色燈，按照燈光與色彩漸變的方式作為引導(dǎo)的指示符號(hào)，能夠更加清楚的指示患者趨向正常的呼吸規(guī)律。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型所述一種呼吸監(jiān)測(cè)傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本實(shí)用新型所述一種呼吸引導(dǎo)系統(tǒng)的系統(tǒng)組成方框圖。
[0022]圖3為本實(shí)用新型所述的一種呼吸引導(dǎo)裝置為燈光引導(dǎo)裝置的實(shí)施例的示意圖。
[0023]圖中數(shù)字的含義為:
[0024]1:監(jiān)測(cè)應(yīng)變片；11:橫向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片；12:斜向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片；13:縱向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片；111，121，131:邊緣粘貼帶；112，122，132:傳感電路；2:控制電路；3:發(fā)光燈；4:眼鏡框架。
具體實(shí)施例
[0025]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步詳述本實(shí)用新型，但本實(shí)用新型不僅限于所述實(shí)施例。
[0026]實(shí)施例一
[0027]如圖1所示，一種呼吸監(jiān)測(cè)傳感器，包括監(jiān)測(cè)應(yīng)變片1和控制電路2 ;監(jiān)測(cè)應(yīng)變片包含橫向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片11、斜向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片12和縱向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片13，所述橫向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片11包含有邊緣粘貼帶111和傳感電路112，邊緣粘貼帶111設(shè)置在傳感電路112外緣，所述斜向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片12包含有邊緣粘貼帶121和傳感電路122，邊緣粘貼帶121設(shè)置在傳感電路122外緣，所述縱向監(jiān)測(cè)應(yīng)變片13包含有邊緣粘貼帶131和傳感電路132，邊緣粘貼帶131設(shè)置在傳感電路132內(nèi)部，邊緣粘貼帶用來將應(yīng)變片粘貼在患者胸腹皮膚表面，傳感電路用來采集呼吸造成的皮膚表面的力變化或位移變化數(shù)據(jù)；所述傳感電路與控制電路2之間電通信連接，控制