【技术实现步骤摘要】
本申请涉及智能医疗领域，具体涉及一种基于eit引导肺康复的方法、系统、设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
1、慢性阻塞性肺疾病(copd)是一种严重的肺部疾病，其特征是进行性气流受限，通常与长期接触有毒颗粒或气体导致的气道和肺部慢性炎症反应增强有关。作为一种常见的呼吸系统疾病，copd已成为全球第三大死因。最近的一项研究仅在中国报告，2019年copd死亡总数高达104万例。此外，由于人口老龄化和环境污染加剧，慢性阻塞性肺病的疾病负担在全球范围内不断增加。1990年至2019年间，全球copd发病率增加了30.17％(从252万例增加到328万例)，全球copd患病率增加了84.76％(从114.9例增加到2.123亿例)。迄今为止，慢性阻塞性肺病被广泛认为是一个重大的全球健康问题。由于气流阻塞，慢性阻塞性肺病患者会出现反复进行性的呼吸道症状，包括呼吸困难、慢性咳嗽、气短、喘息、胸闷、疲劳和体重减轻，这些症状可能会限制日常生活活动并降低生活质量。不幸的是，慢性阻塞性肺病是一种不可逆且无法治愈的疾病，但治疗可以缓解症状，减缓肺功能恶化，并最大限度地减少患者的残疾。目前，肺康复作为非药物治疗的重要组成部分，已被公认为减轻症状最有效的治疗干预措施，也是copd最具成本效益的治疗方法之一。
2、肺康复(pr)一般是指由多学科康复团队对慢阻肺患者整体状况进行综合评估的基础上，实施以患者为中心的干预措施的综合治疗方案。呼吸练习是pr实际实施中的重要组成部分，旨在调节患者的呼吸模式并改善他们的锻炼，如缩唇呼吸(plb)。美国胸科
3、plb有特定的动作要求，因此copd患者通常需在专业物理治疗师进行培训和指导，以最大限度地发挥plb的效力。但临床实际发现，copd患者掌握plb动作仍面临一些挑战。首先，参与pr项目的患者大多数是老年人(copd的患病率最高在70-74岁之间)，这些患者的语言理解能力相对较差，导致物理治疗师要对plb动作的特殊细节反复向患者进行解释。其次，老年患者呼吸控制能力有限，难以实施令人满意的plb动作，从而增加了物理治疗师教授患者plb动作的工作量。第三，患者的plb绩效是通过物理治疗师的主观观察来监测和评估的，导致难以基于客观测量指标对患者进行进一步的指导。因此，临床迫切需要开发一种易于使用的工具，通过在实施plb过程中连续、客观地评估患者的呼吸状态，协助物理治疗师向患者教授plb动作。
技术实现思路
1、由于eit无创、操作简便、无辐射、实时成像和便携等独特优势，在plb过程中动态监测患者呼吸状态方面具有巨大潜力，本专利技术针对上述问题，提出一种基于eit引导肺康复的方法，具体包括：
2、获取肺康复患者通气信号数据；
3、对所述通气信号数据进行图像重建得到eit图像；
4、基于所述eit图像引导患者进行肺康复呼吸。
5、通过量化所述eit图像进行所述引导，所述量化包括整体通气评估和/或局部通气评估；
6、优选地，所述整体通气评估是先对t时刻所述eit图像的像素值进行求和得到像素和，将所述像素和作为t时刻的整体阻抗，再基于所述整体阻抗评估整体通气量；
7、优选地，整体阻抗表示为：
8、
9、其中，表示在时刻t的第i个像素值，ρt表示t时刻的整体阻抗，n表示eit图像的像素总数；
10、优选地，基于所述eit图像构建功能eit图像并通过所述功能eit图像量化局部通气特征，通过所述局部通气特征评估局部通气量；
11、优选地，所述功能eit图像采用线性回归计算得到，表示为：
12、
13、其中，δρi(t)表示原始时间序列eit图像中第i个像素随时间变化的阻抗变化；αi和βi表示第i个像素的回归系数，χi表示第i个像素的拟合误差，表示在时刻t的第i个像素值，ρt表示整体阻抗。
14、进一步，所述整体通气评估采用的指标包括下列的一种或几种：吸气深度、呼气时间与吸气时间之比、呼气速度、呼吸均匀度、呼吸稳定性；
15、优选地，所述吸气深度表示吸气力量的大小，通过计算进行肺康复呼吸的吸气量与深呼吸的吸气量的百分比得到；
16、优选地，所述吸气深度表示为：
17、
18、其中，和分别表示plb和深呼吸时的潮气阻抗变化。
19、优选地，所述呼气时间与吸气时间之比通过计算呼气时间与吸气时间的百分比得到；
20、优选地，所述呼气速度通过计算潮气阻抗变化与呼气时间的比率得到；
21、优选地，所述呼气速度表示为：
22、
23、其中，fn表示呼吸速度，表示plb潮气阻抗变化，texp表示呼气时间；
24、优选地，所述呼吸均匀度通过计算单位时间内呼出量在整个呼吸相的变化得到；
25、优选地，所述呼吸稳定性通过计算呼吸末整体阻抗的变化得到。
26、所述局部通气评估采用的指标包括下列的一种或几种：腹背侧通气比率、左右侧通气比率、通气中心、局部呼吸时间常数；
27、优选地，所述腹背侧通气比率通过计算腹侧像素总和与背侧像素总和的比率得到的；
28、优选地，所述腹背侧通气比率vtod的计算表示为:
29、
30、其中，与分别表示腹侧像素值总和与背侧像素值总和，zi为功能eit图像的第i个像素的值；
31、优选地，所述左右侧通气比率通过计算右侧像素值总和与左侧像素值总和的比率得到的，所述左右侧通气比率rtol的计算表示为:
32、
33、其中，与分别表示右侧像素值总和与左侧像素值总和，zi为功能eit图像的第i个像素的值；
34、优选地，所述通气中心通过计算功能eit图像的各像素的像素值与其坐标位置加权计算得到；
35、优选地，所述通气中心表示为：
36、cov＝∑(zi·yi)/∑zi·100％
37、其中，cov表示通气中心，yi表示缩放后第i个像素的高度，zi为功能eit图像的第i个像素的值；
38、优选地，所述局部呼吸时间常数是通过对呼气阻抗信号进行指数曲线拟合，再计算每个像素的时间常数；
39、优选地，所述局部呼吸时间常数表示为：
40、
41、其中，τi表示第i个像素的时间常数，δρi表示第i个像素的值，ci表示第i个像素的呼气末阻抗，表示初始局部呼吸时间常数。
42、所述图像重建采用的算法包括下列的一种或几种：离散傅里叶变换、快速傅里叶变换、最近邻插值算法、双线性插值算法、奇异值分解、grei本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于EIT引导肺康复的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于EIT引导肺康复的方法，其特征在于，通过量化所述EIT图像进行所述引导，所述量化包括整体通气评估和/或局部通气评估；
3.根据权利要求2所述的基于EIT引导肺康复的方法，其特征在于，所述整体通气评估采用的指标包括下列的一种或几种：吸气深度、呼气时间与吸气时间之比、呼气速度、呼吸均匀度、呼吸稳定性；
4.根据权利要求2所述的基于EIT引导肺康复的方法，其特征在于，所述局部通气评估采用的指标包括下列的一种或几种：腹背侧通气比率、左右侧通气比率、通气中心、局部呼吸时间常数；
5.根据权利要求1所述的基于EIT引导肺康复的方法，其特征在于，所述图像重建采用的算法包括下列的一种或几种：离散傅里叶变换、快速傅里叶变换、最近邻插值算法、双线性插值算法、奇异值分解、GREIT算法；
6.根据权利要求1所述的基于EIT引导肺康复的方法，其特征在于，所述方法还包括数据预处理，采用滤波器对所述患者通气信号数据进行过滤得到过滤后的信号数据；
8.一种基于EIT引导肺康复的设备，其特征在于，包括：
9.一种计算机可读存储介质，其上有计算机程序，其特征在于，包括：
10.一种基于EIT评估肺康复的方法，其特征在于，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于eit引导肺康复的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于eit引导肺康复的方法，其特征在于，通过量化所述eit图像进行所述引导，所述量化包括整体通气评估和/或局部通气评估；
3.根据权利要求2所述的基于eit引导肺康复的方法，其特征在于，所述整体通气评估采用的指标包括下列的一种或几种：吸气深度、呼气时间与吸气时间之比、呼气速度、呼吸均匀度、呼吸稳定性；
4.根据权利要求2所述的基于eit引导肺康复的方法，其特征在于，所述局部通气评估采用的指标包括下列的一种或几种：腹背侧通气比率、左右侧通气比率、通气中心、局部呼吸时间常数；
5.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨琳，曹新生，高志军，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军军医大学，
类型：发明
国别省市：
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