一种头部控温系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种头部控温系统及其方法，其中头部控温系统包括：头部冷却装置，佩戴于患者头部，其上设有若干用于配准的标记物，其内设有覆盖患者头部的冷却模块，所述冷却模块包括多个冷却单元；供给装置，用于向所述冷却单元注入冷却介质，单独控制每个冷却单元的温度；CT设备，采集佩戴前述头部冷却装置的患者头部的3D影像；上位机，根据所述配准及患者头部的3D影像中的出血位置确定实际中患者头部的出血位置，并据此控制供给装置向对应冷却单元注入冷却介质。本发明专利技术根据采集的3D影像中得到的患者头部出血位置，并通过头部冷却装置中设置的冷却单元为患者头部出血位置进行精准控温。控温。控温。

【技术实现步骤摘要】
一种头部控温系统及其方法


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种头部控温系统及其方法。

技术介绍

[0002]对于急救病人来说，手术过程中需要持续对头部进行降温，能有效的减缓脑细胞的代谢过程，减少脑细胞的耗氧量，从而达到保护脑细胞的作用，有效提高手术成功率。此外，当人的脑部受到撞击后，会出血带来生命危险，在急救前也需要对患者头部进行降温，防止血流过快。
[0003]目前医院的做法通常是直接在头部放置冰袋进行降温，这种方式一是冰袋融化后温度逐渐升高温度不可控，二是会因冷凝现象弄湿患者头部引起不良反应。
[0004]为了解决以上问题，临床上还设计了电子降温帽，通过电子元件制冷达到降温和控温目的，但由于脑内出血肉眼无法识别具体出血点，这种方式的降温帽无法根据出血部位精准控温，整个冰帽的持续低温容易引起低温冻伤，且对出血点的降温效果不佳。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术针对上述不足，提出了一种头部控温系统及其方法，可以自适应患者头部，并能够实现精准控温。
[0006]技术方案：一种头部控温系统，包括：头部冷却装置，佩戴于患者头部，其上设有若干用于配准的标记物，其内设有覆盖患者头部的冷却模块，所述冷却模块包括多个冷却单元；供给装置，用于向所述冷却单元注入冷却介质，单独控制每个冷却单元的温度；CT设备，采集佩戴前述头部冷却装置的患者头部的3D影像；上位机，根据所述配准及患者头部的3D影像中的出血位置确定实际中患者头部的出血位置，并据此控制供给装置向对应冷却单元注入冷却介质。
[0007]各所述冷却单元均匀间隔排布。
[0008]所述冷却介质为冷却液或冷却气体。
[0009]所述头部冷却装置包括三层结构，其中内层为保护层，中间层为设有覆盖患者头部的所述冷却模块，外层为设有所述标记物的外壳。
[0010]所述保护层采用的材料为塑胶、绵质材料或皮革材料。
[0011]所述标记物为至少3颗钢珠，且两两所述钢珠之间的距离不等，各所述钢珠之间的位置关系已知。
[0012]所述冷却单元采用气囊，每个所述气囊均设有一进气管路和一出气管路与所述供给装置连接。
[0013]一种应用前述头部控温系统的头部控温方法，包括步骤：（1）通过CT设备对佩戴所述头部冷却装置的患者进行头部CT扫描，得到患者头部
3D影像；（2）根据所述头部冷却装置上的标记物进行配准得到所述头部冷却装置与3D影像之间的变换关系；（3）根据3D影像提取得到的患者头部出血位置，并结合步骤（2）得到的所述头部冷却装置与3D影像之间的变换关系确定实际中患者头部的出血位置；（4）上位机根据步骤（3）得到的实际中患者头部的出血位置控制供给装置向对应冷却单元充入设定温度的冷却介质。
[0014]所述步骤（4）中的冷却单元为以实际中患者头部的出血位置为中心向外扩展直径2cm的范围内的冷却单元。
[0015]所述步骤（4）中的供给装置向以患者头部的实际出血位置为中心向外扩展直径2cm的范围内的冷却单元输送第一温度的冷却介质，同时向向外扩展直径2~4cm的范围内的冷却单元输送第二温度的冷却介质，所述第一温度低于第二温度。
[0016]所述第一温度为20~30℃，所述第二温度为25~35℃。
[0017]所述步骤（3）中，在3D影像中，以3D影像的中心点为中心，获取三个方向的截面图，并对各截面图进行阈值分割，计算得到边缘轮廓，进而得到三个方向的截面图的边缘轮廓，将该三个方向的截面图的边缘轮廓融合在影像坐标系下，即得到影像坐标系下患者头部的轮廓。
[0018]所述步骤（3）中得到实际中患者头部的出血位置具体为：根据预先训练好的分割模型进行分割得到该患者头部出血位置，并根据得到的影像坐标系下患者头部的轮廓计算得到在影像坐标系下该患者头部出血位置，结合所述头部冷却装置与所述3D影像之间的变换关系计算得到实际中患者头部的出血位置。
[0019]所述步骤（4）中，根据步骤（3）得到的实际中患者头部的出血位置及头部冷却装置的设计参数计算得到对应所述病人头部的出血位置的冷却单元，并控制供给装置向对应冷却单元充入设定温度的冷却介质。
[0020]在所述步骤（1）前还包括步骤：在患者头部进行CT扫描前所述上位机控制所述供给装置向所有冷却单元充入冷却介质，所述冷却介质的温度设为10~30℃。
[0021]在检测得到患者头部出血、患者肛温降低至25℃或鼻咽温降至18~22℃时，所述上位机控制所述供给装置向所有冷却单元充入冷却介质，所述冷却介质的温度设为10~30℃。
[0022]通过脑氧饱和度检测仪实时检测患者的脑氧饱和度信息，并实时控制所述供给装置向所有冷却单元充入冷却介质进行控温，使得所述脑氧饱和度处在60%~75%之间。
[0023]有益效果：本专利技术根据采集的3D影像中得到的患者头部出血位置，并通过头部冷却装置中设置的冷却单元为患者头部出血位置进行精准控温。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的头部冷却装置的示意图；图2为本专利技术的头部冷却装置上标记点示意图；图3为本专利技术的头部冷却装置侧视图；图4为本专利技术的气囊层的结构示意图；图5为本专利技术的头部控温方法的流程图；
图6为本专利技术的头部冷却装置的冷却控制区域示意图，其中，A为出血位置，B为冷却区域；图7为头部CT截面图，其中，圆形标记区域表示出血位置；图8为头部CT截面图边缘提取示意图。
[0025]其中，10为头部冷却装置，11为保护层，12为气囊层，13为外壳，121为气囊，122为输气管路，131为钢珠。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术。
[0027]图1为本专利技术的头部冷却装置的示意图，如图1所示，本专利技术的头部冷却装置10设计为头戴式结构，具体为帽子，包括三层结构，其中内层为保护层11，采用的材料为塑胶、绵质材料或皮革材料，更具体地，保护层11设计为衬垫结构；中间层为气囊层12；外层为外壳13，采用塑料材料，起到保护作用；因为病人要戴着本专利技术的头部冷却装置10进行CT扫描，在外壳13上嵌入至少3颗钢珠131，且两两钢珠131之间的距离不等，各钢珠131之间的位置关系已知，如图2所示；气囊层12排布有若干个气囊，每个气囊均设有一进气管路和一出气管路，且其进气管路和出气管路均与充气装置连接，并通过充气装置根据需求充气相应温度的气体，如图3、4所示。
[0028]本专利技术中，在外壳上嵌入5颗钢珠。
[0029]在本专利技术中，气囊层12上的气囊为均匀间隔排布，且气囊层12的大小在本专利技术的头部冷却装置10佩戴在患者头部时正好完整覆盖患者头部位置。
[0030]本专利技术提供了一种头部控温系统，包括前述头部冷却装置10、充气装置、CT设备及上位机，头部冷却装置内每个气囊的进气管路和出气管路分别与充气装置的出气口和进气口连接，上位机分别与充气装置及CT设备连接；前述头部冷却装置10在患者头部出血时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种头部控温系统，其特征在于：包括：头部冷却装置，佩戴于患者头部，其上设有若干用于配准的标记物，其内设有覆盖患者头部的冷却模块，所述冷却模块包括多个冷却单元；供给装置，用于向所述冷却单元注入冷却介质，单独控制每个冷却单元的温度；CT设备，采集佩戴前述头部冷却装置的患者头部的3D影像；上位机，根据所述配准及患者头部的3D影像中的出血位置确定实际中患者头部的出血位置，并据此控制供给装置向对应冷却单元注入冷却介质。2.根据权利要求1所述的头部控温系统，其特征在于：各所述冷却单元均匀间隔排布。3.根据权利要求1所述的头部控温系统，其特征在于：所述冷却介质为冷却液或冷却气体。4.根据权利要求1所述的头部控温系统，其特征在于：所述头部冷却装置包括三层结构，其中内层为保护层，中间层为设有覆盖患者头部的所述冷却模块，外层为设有所述标记物的外壳。5.根据权利要求4所述的头部控温系统，其特征在于：所述保护层采用的材料为塑胶、绵质材料或皮革材料。6.根据权利要求1所述的头部控温系统，其特征在于：所述标记物为至少3颗钢珠，且两两所述钢珠之间的距离不等，各所述钢珠之间的位置关系已知。7.根据权利要求1所述的头部控温系统，其特征在于：所述冷却单元采用气囊，每个所述气囊均设有一进气管路和一出气管路与所述供给装置连接。8.一种应用权利要求1~7任一所述的头部控温系统的头部控温方法，其特征在于：包括步骤：（1）通过CT设备对佩戴所述头部冷却装置的患者进行头部CT扫描，得到患者头部3D影像；（2）根据所述头部冷却装置上的标记物进行配准得到所述头部冷却装置与3D影像之间的变换关系；（3）根据3D影像提取得到的患者头部出血位置，并结合步骤（2）得到的所述头部冷却装置与3D影像之间的变换关系确定实际中患者头部的出血位置；（4）上位机根据步骤（3）得到的实际中患者头部的出血位置控制供给装置向对应冷却单元充入设定温度的冷却介质。9.根据权利要求8所述的头部控温方法，其特征在于：所述步骤（4）中的冷却单元为以实际中患者头部的出血位置为中心向外扩展直径2cm的范围内的冷却单元。10.根据权利要求8所述的头部控温方法，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐金海，陈宇，吴旸，绍永峰，张劲松，堵俊杰，
申请(专利权)人：江苏省人民医院南京医科大学第一附属医院，
类型：发明
国别省市：