[发明专利]一种用于磁共振冠状动脉成像的呼吸信号采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械，特别涉及一种用于磁共振冠状动脉成像的呼吸信号采集系统。

背景技术

冠心病是危害人类健康的重大疾病，每年由此产生的医疗费用已过千亿元人民币，给国家和人民带来沉重的经济负担。心血管病已成为日益迫切的重大社会公共问题，若不能对其进行有效防治，将影响到人民健康素质的全面提高和国民经济的高速发展。寻找一种真正无创、无X射线的方法在冠心病的早期诊断、危险分层、治疗决策和疗效评价等方面，起着十分重要的作用。

磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)的临床应用日益广泛，在冠心病的诊断中发挥越来越重要的作用，对先天性心脏病、心肌病等疾病的诊断有不可替代的价值。由于MRI成像时间相对较长，心血管MRI图像质量常受呼吸运动伪影的影响。因此，如何有效地降低呼吸运动伪影影响是能否做出正确诊断的必要保证。有学者提出在心血管MRI中通过多次屏气抑制呼吸运动伪影，射频脉冲激发和信号采集只在屏气相进行，这一技术的出现有效地减少了常规心血管MRI图像的呼吸运动伪影，因此在临床被广泛地应用。由于冠状动脉具有管径细小、走行迂曲等特点，因此冠状动脉成像所需时间较长，屏气法不能顺利完成扫描。

90年代末，有学者提出采用自由呼吸导航技术完成CMRA，在整个检查过程中，被试者自由呼吸，通过前瞻性导航波对膈肌位置实时监测，再经预先设定的校正因子对心脏位置实时校正，在此基础上完成图像重建。呼吸导航技术的应用，增加了被试者的依从性，也扩大了成像的覆盖范围。但主要缺点是，因为只在呼吸周期特定时相进行图像采集，因此其所需检查时间较长；若患者在相对较长的时间内呼吸不均匀、频繁改变呼吸频率，则易引起导航效率下降、采集时间延长、图像质量降低甚至检查失败。因此，传统呼吸导航技术成为制约MRI在冠状动脉成像临床广泛应用的主要瓶颈。

常规的CMRA检查中，受试者躺在磁共振病床上，磁共振成像系统扫描的同时，受试者不接受任何的反馈信息，检查过程中不能获知自己呼吸频率及幅度情况。如果采用射频屏蔽投影系统给受试者实时投影自己的呼吸导航波形，供其自主调整呼吸模式提供一个反馈平台，将可以提高呼吸导航效率，利于在较短时间内完成检查。在此过程中，如仅将机器操作界面上的呼吸导航波形图直接反馈给受试者，常需要检查前对其进行充分训练，这对于高龄文化程度较低的患者常常存在一定困难，而且，患者有时出于紧张，反而不能很好地配合。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于磁共振冠状动脉成像的呼吸信号采集系统。

为实现上述目的，本发明的一种用于磁共振冠状动脉成像的呼吸信号采集系统，其特征在于，所述的呼吸信号采集系统包括：压力传感器、增益放大器、模拟信号数字采样模块、数据处理模块和显示模块；

所述的压力传感器，用于将吸入和呼出时的压力转换成电信号；

所述的增益放大器，用于对压力传感器输出的电信号进行增益放大处理；

所述的模拟信号数字采样模块，用于将进行增益放大处理后的电信号转换成数字信号后，输出采样数据；

所述的数据处理模块，用于对采样数据进行去噪处理，计算平均值；

所述的显示模块，用于接受数据处理模块输出的数据，并显示输出导航波。

作为上述技术方案的一种改进，所述的增益放大器采用可编程增益放大器，用于设置从0.5～16以2的整数次幂递增。当不同ADC输入电压信号范围差距较大或需要放大一个具有较大直流偏移的信号时，可编程增益放大器是非常有用的。

作为上述技术方案的又一种改进，所述的模拟信号数字采样模块的采样频率为100KHz。

作为上述技术方案的再一种改进，所述的去噪处理为多次采样后，去掉采样数据中的数个最大值和最小值。

作为上述技术方案的另一种改进，所述的显示模块，将实时接受到的二进制数据还原成对应的采样值以导航波的形式显示在导航窗口上；且所述的显示模块还显示有一呼吸导航带，该呼吸导航带为核磁共振扫描所设定的呼吸幅度范围。

作为上述技术方案的另一种改进，所述的压力传感器采用硅压阻式传感器。

作为上述技术方案的另一种改进，所述的硅压阻式传感器为半敏感电桥硅压阻式传感器或全桥硅压阻式传感器。

作为上述技术方案的另一种改进，所述的呼吸信号采集系统还包括一存储模块，用于存储呼吸信号，以为呼吸训练和磁共振导航提供参考数据。

本发明的优点在于，本发明的用于磁共振冠状动脉成像的呼吸信号采集系统，可以实现基于自反馈呼吸导航下的改良磁共振全心冠状动脉成像。