1.本发明涉及和核磁共振技术领域，具体涉及一种用于核磁共振成像系统的多功能数据采集系统和方法。


背景技术：

2.核磁共振成像是利用核磁共振（nuclear magnetic resonance，简称nmr）原理，依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减，通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波，即可得知构成这一物体原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的结构图像。将这种技术用于人体内部结构的成像，就产生出一种革命性的医学诊断工具。快速变化的梯度磁场的应用，大大加快了核磁共振成像的速度，使该技术在临床诊断、科学研究的应用成为现实，极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学的迅速发展。核磁共振成像系统价格昂贵，维修成本高；另外，操作者使用设备的同时，不能掌握系统全貌、医院设备维护处不能及时掌握设备情况，导致不能及时发现问题，也不能及时维修。
3.目前，对于设备的有效监测和综合监测不足，有的仅仅对核磁成像系统本身进行检测，有的仅仅对患者生理状态进行检测，忽略了核磁共振成像系统中重要设备的监测和线路监测，以及对设备的部分评价和综合评价不能全然掌握。同时，关于数据的处理较为繁杂并且不能进行快速、有效、可靠的信息处理，采集系统的成本和体积较高。


技术实现要素：

4.为了解决以上问题，本发明提供一种用于核磁共振成像系统的多功能数据采集系统和方法，通过对核磁共振成像系统、患者生理数据、设备信息等的采集和监测，并采用快速、有效、可靠的的数据信息处理方式，降低了采集系统的成本和体积，同时便于医院掌握系统概貌，及时或提前处理发现的问题。
5.本发明涉及一种用于核磁共振成像系统的多功能数据采集系统，包括核磁共振信号采集模块、患者生理数据采集模块和设备信息采集模块，其中设备信息采集模块包括核磁共振成像设备重要零部件的监测、线路监测和多种传感器设备，对所述多种传感器设备采集的多种同类数据进行如下处理：对同一零部件或同一线路的采集的数据两两进行处理：当有异常数据时输出异常数据，当无异常数据时输出两个数据中的任一个；对所述三个采集模块得到的数据分别进行数据融合和分类评价，并对整个所述多功能数据采集系统的数据进行综合评价。
6.进一步的，所述同类数据为采集同一零部件或同一线路的传感器数据，通过传感器数据处理装置进行两两数据的处理，所述传感器数据处理电路包括：第一开关，与所述第一开关连接的第一电阻和电源；第二开关，与所述第二开关连接的第二电阻和电源；第一放大器电路，与所述第一放大器电路输入端连接的第一电阻、第三电阻、第五电阻和第一电容、输出端与第七电阻连接；第二放大器电路，与所述第二放大器电路输入端连接的第二电阻、第四电阻、第六电阻和第二电容、输出端与第八电阻连接；第九电阻，与所述第九电阻连
接的第七电阻、第五电阻和第一电容、以及第三电容、第三开关和第一二极管；第十电阻，与所述第十电阻连接的第八电阻、第六电阻和第二电容、以及第四电容、第四开关和第二二极管；程控放大器，所述程控放大器与第一二极管、第二二极管、第三开关、第四开关、第五至第七电容和第十一电阻；第三放大器电路，与所述十三放大器电路输入端连接的第十一电阻、第八至第十电容，输出端与第十二电阻和第十一电容连接；第十二电阻，所述第十二电阻与第十三电阻和输出连接。
7.进一步的，所述融合评价，包括分别对核磁共振成像数据、患者生理数据和设备信息数据进行分别融合模型的构建：对正常数据进行贝叶斯估计，当估计值在预设范围内时，该项数据运行良好，否则需要近期内维护设备和/或快速结束患者的检查；无需对异常数据进行融合评价或分类评价，若有异常数据，语音或显示警告。
8.进一步的，三个所述融合模型构建完毕后，分别进行分类评价，核磁共振成像系统融合数据分类评价方法为算术平均法、几何平均法或混合合成法，患者生理融合数据分类评价方法为算术平均法、最大值法、最小值法或加权算术平均法，设备信息融合数据分类评价方法为算术平均法或几何平均法或混合合成法。
9.进一步的，所述分类评价的同时或之后，进行综合评价，将所述核磁共振成像系统融合数据、患者生理融合数据和设备信息融合数据再次进行综合评价，使用所述各自分类评价结果或直接采用综合评价方法，对整个系统状态做出评估；或将所述核磁共振成像系统融合数据和设备信息融合数据再次进行综合评价做出评估。
10.本发明还涉及一种用于核磁共振成像系统的多功能数据采集方法，该方法包括以下步骤：步骤1：采集核磁共振信号、患者生理数据信号和设备信息共三类信号；步骤2：对所述三类信号分别通过贝叶斯估计进行数据融合分析，而后通过分类评价方法对所述三类信号给出评价结果；步骤3：对所述三类信号通过再次的数据融合，进行综合评价分析，给出综合评价分析结果；步骤4：将所述分类评价和所述综合评价均进行显示和/或语音通报；其中，步骤1中对设备信息的采集包括核磁共振成像设备重要零部件的监测、线路监测和多种传感器设备，对所述多种传感器设备采集的多种数据进行如下处理：步骤1.1：对同一零部件或同一线路的采集的数据两两进行处理：当有异常数据时输出异常数据，当无异常数据时输出两个数据中的任一个。
11.进一步的，所述数据融合分析时，只对正常数据进行贝叶斯估计，当估计值在预设范围内时，该项数据运行良好，否则需要近期内维护设备和/或快速结束患者的检查；无需对异常数据进行融合评价或分类评价，若有异常数据，语音或显示警告。
12.进一步的，所述步骤1.1所述对同一零部件或同一线路的采集的数据两两进行处理，包括：第一开关，与所述第一开关连接的第一电阻和电源；第二开关，与所述第二开关连接的第二电阻和电源；第一放大器电路，与所述第一放大器电路输入端连接的第一电阻、第三电阻、第五电阻和第一电容、输出端与第七电阻连接；第二放大器电路，与所述第二放大器电路输入端连接的第二电阻、第四电阻、第六电阻和第二电容、输出端与第八电阻连接；第九电阻，与所述第九电阻连接的第七电阻、第五电阻和第一电容、以及第三电容、第三开
关和第一二极管；第十电阻，与所述第十电阻连接的第八电阻、第六电阻和第二电容、以及第四电容、第四开关和第二二极管；程控放大器，所述程控放大器与第一二极管、第二二极管、第三开关、第四开关、第五至第七电容和第十一电阻；第三放大器电路，与所述十三放大器电路输入端连接的第十一电阻、第八至第十电容，输出端与第十二电阻和第十一电容连接；第十二电阻，所述第十二电阻与第十三电阻和输出连接。
13.进一步的，数据融合模型按照采集模块对应为三个，三个所述融合模型构建完毕后，分别进行分类评价，核磁共振成像系统融合数据分类评价方法为算术平均法、几何平均法或混合合成法，患者生理融合数据分类评价方法为算术平均法、最大值法、最小值法或加权算术平均法，设备信息融合数据分类评价方法为算术平均法或几何平均法或混合合成法。
14.进一步的，所述分类评价的同时或之后，进行综合评价，将所述核磁共振成像系统融合数据、患者生理融合数据和设备信息融合数据再次进行综合评价，使用所述各自分类评价结果或直接采用综合评价方法，对整个系统状态做出评估；或将所述核磁共振成像系统融合数据和设备信息融合数据再次进行综合评价做出评估。
15.本发明具有如下的技术效果：1、本发明采用分类评价和综合评价，整体和细节的呈现多重数据，便于操作者和维修者及时掌握系统情况而做出相应对策；同时及时发现对应的问题，及时或提前解决或维护相关设备。
16.2、本发明的数据处理方法具备快速、有效、可靠的信息处理能力，使得采集系统的成本和体积得到降低。
附图说明
17.图1 本发明的核磁共振成像系统的多功能数据采集系统框图；图2 本发明的核磁共振成像系统的多功能数据采集评价分析方法；图3 本发明的传感器数据处理电路图；图4 本发明的核磁共振成像系统的多功能数据采集功能图。
具体实施方式
18.现在将在下文中参考示出了本发明的实施例的附图来更全面地描述本发明的实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施,并且不应被解释为限于在此阐述的实施例。而是，提供这些实施例以使得本公开将是彻底和完整的，并且将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。贯穿全文,相同的数字表示相同的元素。
19.将理解的是，尽管本文可以使用术语第一，第二等来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。 这些术语仅用于区分一个元素和另一个元素。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地,第二元件可以被称为第一元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。
20.将理解的是，当诸如层，区域或衬底的元件被称为在另一元件“上”或在另一元件上“延伸”时，其可以直接在另一元件上或直接在另一元件上延伸,或者中间元件也可以是
另一元件。相反，当一个元件被称为“直接在另一个元件上”或“直接延伸到另一个元件上”时，则不存在中间元件。还应理解，当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，它可以直接连接或耦合到另一个元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦合”至另一元件时，则不存在中间元件。
21.在本文中可以使用诸如“在...下方”或“在上方”，“在上方”或“在下方”或“水平”或“垂直”之类的相对术语来描述一个元件，层或区域与另一元件，层或区域的关系。如图所示，将理解的是,这些术语除了附图中描绘的取向之外还意图涵盖装置的不同取向。
22.本文所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。如本文所使用的,单数形式“一”，“一个”和“该”也旨在包括复数形式,除非上下文另外明确指出。 将进一步理解的是,当在本文中使用时,术语“包括”，“包含”，“包括”和/或“包括”指定存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其组。
23.除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。 将进一步理解的是，除非在此明确地定义，否则本文中使用的术语应被解释为具有与本说明书和相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且将不以理想化或过度正式的意义来解释。
24.下面参考根据本发明实施例的方法，系统和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本发明。将理解的是，可以通过计算机程序指令来实现流程图图示和/或框图的一些框以及流程图图示和/或框图中的一些框的组合。这些计算机程序指令可以存储或实现在微控制器，微处理器，数字信号处理器(dsp)，现场可编程门阵列(fpga)，状态机，可编程逻辑控制器(plc)或其他处理电路,通用计算机,专用计算机中。用途计算机或其他可编程数据处理设备(例如生产机器)，以便通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实现流程图和/或中指定的功能/动作的装置或方框图块。
25.这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读存储器中，该计算机可读存储器可以指导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作，从而使得存储在计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制品。实现流程图和/或框图中指定的功能/动作。
26.也可以将计算机程序指令加载到计算机或其他可编程数据处理设备上，以使一系列操作步骤在计算机或其他可编程设备上执行以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令成为可能。其他可编程装置提供用于实现流程图和/或框图方框中指定的功能/动作的步骤。应当理解,方框中指出的功能/动作可以不按照操作图中指出的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/动作，实际上可以基本上同时执行连续示出的两个框,或者有时可以以相反的顺序执行这些框。尽管一些图在通信路径上包括箭头以示出通信的主要方向,但是应当理解，通信可以在与所描绘的箭头相反的方向上发生。
27.本发明具体实施过程如下：如图1-4所示，本发明涉及一种用于核磁共振成像系统的多功能数据采集系统，包括核磁共振信号采集模块、患者生理数据采集模块和设备信息采集模块，其中设备信息采集模块包括核磁共振成像设备重要零部件的监测、线路监测和多种传感器设备，对所述多种传感器设备采集的多种同类数据进行如下处理：对同一零部件或同一线路的采集的数据两两进行处理：当有异常数据时输出异常数据，当无异常数据时输出两个数据中的任一个；
对所述三个采集模块得到的数据分别进行数据融合和分类评价，并对整个所述多功能数据采集系统的数据进行综合评价。
28.所述设备信息采集包括重要零部件的信息采集和线路状况采集，重要零部件信息的采集和线路状况采集可以使用多种传感器，多种传感器的供电方式可以采用自供电的方式，以减少电源的使用或电源线路的排布，自供电的方式可以是机械能转化为电能或纳米摩擦发电方式或其他方式。
29.所述同类数据为采集同一零部件或同一线路的传感器数据，通过传感器数据处理装置进行两两数据的处理，如图3所示，所述传感器数据处理电路包括：第一开关s1，与所述第一开关s1连接的第一电阻r1和电源；第二开关s2，与所述第二开关s2连接的第二电阻r2和电源；第一放大器电路a1，与所述第一放大器电路a1输入端连接的第一电阻r1、第三电阻r3、第五电阻r5和第一电容c1、第一放大器电路a1的输出端与第七电阻r7连接；第二放大器电路a2，与所述第二放大器电路a2输入端连接的第二电阻r2、第四电阻r4、第六电阻r6和第二电容c2、第二放大器电路a2的输出端与第八电阻r8连接；第九电阻r9，与所述第九电阻r9连接的第七电阻r7、第五电阻r5和第一电容c1、以及第三电容c3、第三开关s3和第一二极管d1；第十电阻r10，与所述第十电阻r10连接的第八电阻r8、第六电阻r6和第二电容c2、以及第四电容c4、第四开关s4和第二二极管d2；程控放大器u1，所述程控放大器u1与第一二极管d1、第二二极管d2、第三开关s3、第四开关s4、第五至第七电容和第十一电阻r11；第三放大器电路a3，与所述十三放大器电路a3输入端连接的第十一电阻r11、第八至第十电容，第三放大器电路a3的输出端与第十二电阻r12和第十一电容c11连接；第十二电阻r12，所述第十二电阻r12与第十三电阻r13和输出连接。
30.所述融合评价，包括分别对核磁共振成像数据、患者生理数据和设备信息数据进行分别融合模型的构建：对正常数据进行贝叶斯估计，当估计值在预设范围内时，该项数据运行良好，否则需要近期内维护设备和/或快速结束患者的检查；无需对异常数据进行融合评价或分类评价，若有异常数据，语音或显示警告。
31.三个所述融合模型构建完毕后，分别进行分类评价，核磁共振成像系统融合数据分类评价方法为算术平均法、几何平均法或混合合成法，患者生理融合数据分类评价方法为算术平均法、最大值法、最小值法或加权算术平均法，设备信息融合数据分类评价方法为算术平均法或几何平均法或混合合成法。
32.所述分类评价的同时或之后，进行综合评价，将所述核磁共振成像系统融合数据、患者生理融合数据和设备信息融合数据再次进行综合评价，使用所述各自分类评价结果或直接采用综合评价方法，对整个系统状态做出评估；或将所述核磁共振成像系统融合数据和设备信息融合数据再次进行综合评价做出评估。
33.患者生理数据的采集包括横膈膜的位置信息采集，人在正常呼气吸气时的横膈膜位置范围为1~3cm，深度呼气吸气时的横膈膜位置范围为3~6cm，而且人在正常呼吸时气息平稳，没有大的波动，在呼气末期停留时间较长，所以在这个时期采集数据，对于超出3~6cm范围内的数据为异常数据，提醒患者及时调整呼吸，比如延长吸气时间、或延长呼气时间，或放慢呼吸速度，或加快呼吸速度，依据数据提醒患者做出有针对性的调整，相比于目前只是通报异常数据而不知异常数据的缘由，更能有针对性和快速的是患者调整到合适状态。对于处于正常范围1~3cm的数据，经过前面的数据融合分析和评价分析进行处理，对于处于
深度呼吸范围3~6cm的数据，也同样经过前面的数据融合分析和评价分析进行处理，给出良好或需要持续观察的评价结果或分值。
34.如图2所示，本发明还涉及一种用于核磁共振成像系统的多功能数据采集方法，该方法包括以下步骤：步骤1：采集核磁共振信号、患者生理数据信号和设备信息共三类信号；步骤2：对所述三类信号分别通过贝叶斯估计进行数据融合分析，而后通过分类评价方法对所述三类信号给出评价结果；步骤3：对所述三类信号通过再次的数据融合，进行综合评价分析，给出综合评价分析结果；步骤4：将所述分类评价和所述综合评价均进行显示和/或语音通报；其中，步骤1中对设备信息的采集包括核磁共振成像设备重要零部件的监测、线路监测和多种传感器设备，对所述多种传感器设备采集的多种数据进行如下处理：步骤1.1：对同一零部件或同一线路的采集的数据两两进行处理：当有异常数据时输出异常数据，当无异常数据时输出两个数据中的任一个。
35.如图4所示，核磁共振成像系统的多功能数据采集系统运行时，首先进行初始化，其次判断综合评价指标是否在预设范围内，若在，则进行正常作业，若不在，则判断三个分类评价是否正常；若分类评价1不正常，则需要综合评价3考察，进行设备的维护或维修，若分类评价3不正常，则需要关注重点零部件或线路，及时维护或维修或更换零部件或线路；若分类评价2不正常，则语音提醒或画面显示提醒患者如何调节呼气吸气，如何放松身体，或者患者不适合做核磁共振检查或需要快速做完以免患者不能坚持配合到最后。
36.综上，整个核磁共振成像系统的多功能数据采集和监测，通过核磁共振成像系统的监测、患者生理数据的监测和设备信息的监测，以及采用更简单有效的数据处理电路和快速、有效、可靠的数据处理方式，能够对整个核磁共振成像系统进行有效监测，有助于院方了解系统概貌，提前或及时维护设备，降低维修成本。
37.最后应该说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的技术人员阅读本技术后，参照上述实施例对本发明进行种种修改或变更的行为，均在本发明申请待批的权利申请要求保护范围之内。