(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210840238.X (22)申请日 2022.07.18 (71)申请人 复旦大学附属中山医院 地址 200032 上海市徐汇区医学院路13 6号 (72)发明人 宋元林　童琳　闫宇　王璐　 蒋维芃　李丽　龚颖　陈书哲　 王谊冰　 (74)专利代理 机构 上海申汇 专利代理有限公司 31001 专利代理师 翁若莹　柏子雵 (51)Int.Cl. A61B 5/08(2006.01) A61B 5/091(2006.01) A61B 5/0536(2021.01) G06T 7/11(2017.01)G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种实时可视化的分区评估肺 功能的工具 (57)摘要 本发明是提供了一种肺功能检查工具， 包括 数据采集子系统； 数据处理子系统， 其特征在于： 所述数据处理子系统进一步包括： 模型生成模 块； 区域分割模块； 实测肺功能计算模块； 正 常肺 功能参数计算模块； 肺通气功能结果判断模块； 肺通气量异常预警模块。 本发明的工具使用操作 便捷， 在医疗相关工作人员在场时， 通过本发明 的工具， 能够实现实时、 无创、 可视化、 分区精确 评估肺功能。 对需要进行肺叶/段手术切除的患 者， 可对目标区域进行精准肺功能评估， 利于术 区范围决策及术后肺功能康复。 对使用呼吸机、 高流量吸氧等辅助治疗的重症患者， 能够实现实 时、 无创、 可视化、 分区精确监测潮气量并报警， 便于医务工作者实时、 便捷地 监测和管理气道。 权利要求书4页 说明书7页 附图3页 CN 115005806 A 2022.09.06 CN 115005806 A 1.一种肺 功能检查的工具， 包括： 数据采集子系统， 用于采集患者的电阻抗数据； 数据处理子系统， 用于实时地对电阻抗数据进行处 理， 其特征在于： 所述数据处 理子系统进一 步包括： 模型生成模块， 用于基于电阻抗数据实时生成三维通气立体模型IV； 区域分割模块， 用于将三维通气立体模型IV中的左肺分割为ML个区域、 右肺分割为MR个 区域， ML≥1， MR≥1； 实测肺功能计算模块， 用于计算通过区域分割模块得到的左肺ML个区域以及右肺MR个 区域的实测肺 功能参数， 进一 步包括： 潮气量计算单元， 用于计算通过区域分割模块得到的左肺ML个区域以及右肺MR个区域 的潮气量VT； 用力肺活量计算单元， 用于计算通过区域分割模块得到的左肺ML个区域以及右肺MR个 区域的用力肺活量FVC； 一秒量计算单元， 用于计算通过区域分割模块得到的左肺ML个区域以及右肺MR个区域 的一秒量FEV1； 一秒率计算单元， 用于计算通过区域分割模块得到的左肺ML个区域的一秒量与用力肺 活量比值FEV1％以及右肺MR个区域的一秒量与用力肺活量比值FEV1％， 其中， 任一区域 的 一秒量与用力肺活量比值 为同一区域的一秒量与用力肺活量比值； 正常肺功能参数计算模块， 用于计算通过区域分割模块得到的左肺ML个区域以及右肺 MR个区域的正常肺 功能参数参 考值， 进一步至少包括： 用力肺活量预计值计算单元， 用于计算通过区域分割模块得到的左肺ML个区域以及右 肺MR个区域的用力肺活量预计值FVC  Pred； 一秒量预计值计算单元， 用于计算通过区域分割模块得到的左肺ML个区域以及右肺MR 个区域的一秒量预计值FEV1  Pred； 一秒量占预计值百分比计算模块， 用于计算通过一秒量计算单元得到的左肺ML个区域 以及右肺MR个区域的一秒量 FEV1与通 过一秒量 预计值计 算单元得到的左肺ML个区域以及右 肺MR个区域的一秒量预计值FEV1  Pred的比值FEV1/FEV1Pred； 肺通气功能结果判断模块： 通过用力肺活量计算单元、 一秒量计算单元、 一秒率计算单元、 一秒量占预计值百分比 计算模块得到的肺通气功能参数， 判别受试者肺 功能有无异常、 异常类型、 异常程度； 肺通气量异常预警模块： 根据潮气量计算单元， 获得任一区域或全局潮气量与正常人潮气量比较， 判段患者该 区域或总体有无低通气情况。 2.如权利要求1所述的一种肺功能检查的工具， 其特征在于， 所述数据采集子系统包括 环绕固定于患者胸部上端和下端的两条电极带， 根据患者的体型、 胸围选择对应尺寸的电 极带， 以确保电极带稳妥地环绕固定于患者胸部上端和下端， 并确保电极带上 的电极与患 者皮肤接触良好。 3.如权利要求1所述的一种肺功能检查的工具， 其特征在于， 设所述三维通气立体模型 IV表示为Iv＝{vi}， i＝1,2, …,N， 其中， vi为三维通气立体模型IV中第i个像素点的阻抗值， N权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115005806 A 2为像素点的总个数， 则有： 所述潮气量计算单元 能够计算每个像素点的像素潮气量pVT、 全局潮气量gVT以及左肺 ML个区域或者右 肺MR个区域中任意 一个区域的区域潮气量r VT， 其中： 所述潮气量计算单 元采用以下步骤计算像素潮气量pVT： 步骤101、 潮气段识别： 识别并截取EIT成像区域内的每 个像素点的像素阻抗 ‑时间曲线的准周期变化段ZT； 步骤102、 峰值识别： 识别准周期变化段ZT中所有的极大值 点 和极小值 点 计算均值ZTmmax以及ZTmmin， 步骤103、 像素潮气量pVT计算： pVT＝ZTmmax‑ZTmmin； 所述潮气量计算单 元采用以下步骤计算全局潮气量gVT： 设第i个像素点的像素潮气量 为pVTi， 权重为wi， 则全局潮气量gVT表示 为： 所述潮气量计算单 元采用以下步骤计算区域潮气量r VT： 设左肺ML个区域或者右肺MR个区域中任意一个区域内肺部像素点的总数为M， 其中， 第m 个像素点的像素潮气量 为pVTm， 权重为wm， 则区域潮气量r VT表示为： 所述用力肺 活量计算单元能够计算每个像素点的像素用力肺 活量pFVC、 全局用力肺活 量gFVC以及左肺ML个区域或者右 肺MR个区域中任意 一个区域的区域用力肺活量rFVC， 其中： 所述用力肺活量计算单 元采用以下步骤计算像素用力肺活量pFVC： 步骤201、 用力呼气段识别： 识别并截取EIT成像区域内的每个像素点的像素阻抗 ‑时间曲线用力呼气段ZF， 相应确 定用力呼气起点ES与用力呼气终点EE， 相应读取用力呼气起始阻抗值ZES和用力呼气终末阻 抗值ZEE； 步骤202、 计算像素用力肺活量pFVC： pFVC＝ZES‑ZEE； 所述用力肺活量计算单 元采用以下步骤计算全局用力肺活量gFVC： 设第i个像素点的像素用力肺活量pFVCi， 权重为wi， 则全局用力肺活量gFVC表示 为： 所述用力肺活量计算单 元采用以下步骤计算区域用力肺活量rFVC： 设左肺ML个区域或者右肺MR个区域中任意一个区域内肺部像素点的总数为M， 其中， 第m 个像素点的像素用力肺活量 为pFVCm， 权重为wm， 则区域用力肺活量rFVC表示 为： 所述一秒量计算单元 能够计算每个像素点的像素一秒量p FEV1、 全局一秒量gFEV1以及 左肺ML个区域或者右 肺MR个区域中任意 一个区域的区域 一秒量rFEV1， 其中： 所述一秒量计算单 元采用以下步骤计算像素一秒量pFEV1：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115005806 A 3