本發(fā)明專利技術(shù)提供一種通過無創(chuàng)傷檢測肱動脈血壓、頸總動脈軸心血流速度信號評估頸動脈系統(tǒng)血流動力學指標和血流信號特征參數(shù)的簡便方法及系統(tǒng)。該方法利用連續(xù)多普勒血流速度波形檢測模塊檢測出頸總動脈軸心血流速度波形及數(shù)值，利用臂式電子血壓檢測模塊測出人體的舒張壓和收縮壓，然后用簡化的方法計算頸動脈系統(tǒng)血流動力學參數(shù)；同時對頸總動脈血流速度波形選擇Morlet母小波進行小波分析，計算血流信號的特征參數(shù)。本發(fā)明專利技術(shù)所用的是一種將血流動力學原理和小波變換結(jié)合的分析方法，比現(xiàn)有的腦血流動力學分析裝置具有更簡單的信號采集和分析方法，同時本發(fā)明專利技術(shù)很大程度上克服了現(xiàn)有分析裝置結(jié)構(gòu)復雜、體積龐大、操作復雜、價格昂貴等缺陷。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于一種醫(yī)療檢測方法與系統(tǒng)，涉及一種腦血管疾病的無創(chuàng)傷早期診斷方法，特別涉及一種頸動脈系統(tǒng)血流動力學與信號分析方法及系統(tǒng)，是基于血壓和頸總動脈血流速度信號的無創(chuàng)傷檢測、將 經(jīng)典血流動力學理論與現(xiàn)代信號分析技術(shù)相結(jié)合用于早期評估頸總動脈血流信號和腦血管血流動力學功能的分析方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
腦血管疾病特別是腦中風具有發(fā)病率、致殘率、死亡率和復發(fā)率高、并發(fā)癥多的特點。據(jù)2008年全國調(diào)查結(jié)果顯示，我國腦中風發(fā)病率約是美國的兩倍，每年平均患者約650萬、新增患者約120萬、直接治療花費約400億人民幣，給家庭和社會造成沉重負擔。降低腦中風發(fā)病率最有效的途徑是早期診斷與預防。腦中風的發(fā)生與腦血流動力學指標(包括血管壁彈性、外周阻力等)、血流信號特征參數(shù)的異常變化密切相關(guān)。WHO已將血流動力學參數(shù)的病理性改變列為腦中風發(fā)病的高危因素。這些參數(shù)的改變往往早于CT/MRI等影像學檢測指標的改變。腦血管血流動力學指標和血流信號特征參數(shù)的異常變化對于腦血管疾病的早期診斷非常有用。對于早期血流動力學指標和血流信號特征參數(shù)異常者，如果經(jīng)過積極的預防和治療，其動力學指標和信號特征參數(shù)可能恢復正常。因此準確而無創(chuàng)傷地檢測腦血管血流動力學指標和血流信號參數(shù)無論對于腦血管疾病的早期診斷、療效的客觀評價，還是對于腦循環(huán)的生理、病理學研究都有重要意義。由于腦血管大部分被堅硬的顱骨所包埋，直接檢測顱內(nèi)腦血管血流動力學指標和信號特征參數(shù)存在技術(shù)上的困難。頸總動脈作為腦循環(huán)系統(tǒng)的主要供血器官，匯集了來自上游心臟和下游腦血管床的血流動力學和血流信號特征信息，是心腦血管疾病早期診斷、療效評估和病情預后等措施的重要檢測“窗口”。因此，現(xiàn)有的腦血管血流動力學分析系統(tǒng)幾乎都是從頸總動脈處檢測的血流動力學信息推算出來的。現(xiàn)有的腦血管血流動力學分析裝置普遍將頸總動脈血流信號看作平穩(wěn)的周期信號。大量的臨床和動物實驗表明，頸總動脈血流速度是非平穩(wěn)、非線性、非嚴格周期的信號，不僅蘊含著下游腦血管床的血流-血管力學特性，同時還蘊含心跳、人體呼吸、肌原性活動、神經(jīng)活動、血管內(nèi)皮活動等多種因素的調(diào)節(jié)作用。另外，現(xiàn)有的腦血管血流動力學分析系統(tǒng)普遍存在結(jié)構(gòu)復雜、體積龐大、操作流程復雜、價格昂貴等缺點，因此，迫切需要一種能分析非平穩(wěn)、非線性、非嚴格周期血流信號，且結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、經(jīng)濟實用的頸動脈系統(tǒng)血流動力學與信號分析系統(tǒng)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種簡便的用于檢測和分析頸動脈血流動力學指標與血流信號特征參數(shù)的實驗系統(tǒng)。將血流動力學原理和小波變換結(jié)合，設(shè)計出一種既能簡便計算頸動脈系統(tǒng)血流動力學指標、又能準確分析呼吸、神經(jīng)等其他系統(tǒng)對血流信號調(diào)節(jié)作用的無損傷檢測和分析系統(tǒng)。由于采用了比已有的腦血流動力學分析裝置更簡單的信號采集和分析方法，因此能克服已有裝置結(jié)構(gòu)復雜、體積龐大、操作復雜、價格昂貴等缺陷。本專利技術(shù)提供以下頸動脈系統(tǒng)的血流動力學指標I.血流外周阻力Rv血管外周阻力是反映血液在腦外周血管床中流動暢通狀況的指標。血管血栓、梗塞、狹窄、血液粘度增大都將使Rv增加。2.搏動指數(shù)PI表示血液脈動和血管脈動狀態(tài)的指標，脈動指數(shù)不僅和腦動脈血管壁彈性有關(guān)，而且顯著地受到體循環(huán)動脈彈性、心肌收縮力及血管幾何尺寸等的影響。3.動態(tài)阻力DR表示頸動脈系統(tǒng)的血液壓力改變量與血流流速的相應(yīng)改變量的關(guān)系。在正常情況 下，盡管腦血管床的血流灌注有一定的波動，但由于腦血管自身調(diào)節(jié)功能使腦血流相對保持在一個較恒定的范圍。因此DR反映腦血管自身調(diào)節(jié)功能，與腦血管阻塞和腦動脈硬化程度有關(guān)。腦血管調(diào)節(jié)功能越差，腦動脈硬化程度越高，DR越大。此外，本專利技術(shù)提供以下血流信號特征參數(shù)I.特征頻率A描述心跳、人體呼吸、肌原性活動、神經(jīng)活動、血管內(nèi)皮活動等的影響在頸總動脈血流信號中的特征頻率。2.絕對能量Ei表示一種生理活動的影響在頸總動脈血流信號中所具有的能量。3.相對能量61表示一種生理活動的影響在頸總動脈血流信號中所具有能量占總能量的相對比例。4.平均振幅Ai表示一種生理活動的影響在頸總動脈血流信號中所具有的強度大小。5.相對振幅Bi表示一種生理活動的影響在頸總動脈血流信號中所具有幅度大小占總幅度和的相對比例。本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下頸總動脈系統(tǒng)血流動力學分析系統(tǒng)包括兩部分檢測系統(tǒng)、采集分析存儲系統(tǒng)。其中檢測系統(tǒng)包括一個連續(xù)波多普勒血流速度檢測裝置該檢測裝置由多普勒超聲探頭以及多普勒超聲模塊構(gòu)成，多普勒超聲探頭連接多普勒超聲模塊的輸入端，該超聲模塊的輸出端連接USB采集卡中AD轉(zhuǎn)換模塊。用于檢測顱外頸總動脈的血流速度波形。一個人體血壓檢測裝置該檢測裝置由壓力檢測袖帶以及臂式自動血壓檢測模塊所構(gòu)成，壓力檢測袖帶連接臂式自動血壓檢測模塊的輸入端，模塊輸出端通過USB接口與頸總動脈血流信號及動力學分析計算模塊通信。用于檢測人體的收縮壓和舒張壓。采集分析存儲系統(tǒng)主要包括計算機、USB采集卡、頸總動脈血流信號及動力學分析計算模塊、顯示屏、硬盤等。連續(xù)多普勒血流速度波形檢測模塊與USB采集卡相連。連續(xù)多普勒血流速度波形檢測模塊所獲得的模擬信號通過采集分析存儲系統(tǒng)中的USB采集卡后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。將USB采集卡輸出的數(shù)字信號量化處理后得到頸總動脈的血流速度波形及數(shù)值v(t)。將頸總動脈的血流速度V(t)和臂式電子血壓測量模塊所得到的收縮壓和舒張壓一起輸入到頸總動脈血流信號及動力學分析計算模塊，作為分析數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)。可以根據(jù)上述的血液流速和血壓信息，分析計算各項頸動脈系統(tǒng)血流動力學指標及頸總動脈血流信號特征參數(shù)。并將計算得到頸動脈系統(tǒng)血流動力學指標和血流信號特征參數(shù)和正常參考值比較，分析得出結(jié)果并顯示和儲存。本專利技術(shù)頸動脈系統(tǒng)血流動力學指標及血流信號特征參數(shù)分析方法如下應(yīng)用連續(xù)多普勒血流速度檢測模塊檢測出的顱外頸總動脈的血流速度波形V(t)，t e ，按時間積分取平均可得采樣時間內(nèi)的平均流速￥_;對每個心動周期取得的血流速度最大值和最小值分別進行三次樣條插值得到插值后的最大和最小血流速度包絡(luò)線，對最大和最小血流速度包絡(luò)線按時間數(shù)值積分取平均可得出一段采樣時間內(nèi)的平均最大血流速度Vmax、平均最小血流速度vmin。應(yīng)用臂式電子血壓測量模塊，同步檢測人體肱動脈每個心動時間內(nèi)的收縮壓和舒張壓求平均得到采樣時間內(nèi)的平均收縮壓Ps和平均舒張壓Pd。根據(jù)經(jīng)驗公式計算平均壓力P_n 權(quán)利要求1.一種頸動脈系統(tǒng)血流動力學與信號分析系統(tǒng)，包括檢測系統(tǒng)和采集分析存儲系統(tǒng)，其特征在于， 檢測系統(tǒng)包括一個連續(xù)波多普勒血流速度檢測裝置和一個人體血壓檢測裝置； 一個連續(xù)波多普勒血流速度檢測裝置該檢測裝置由多普勒超聲探頭以及多普勒超聲模塊構(gòu)成，多普勒超聲探頭連接多普勒超聲模塊的輸入端，該超聲模塊的輸出端連接USB采集卡中AD轉(zhuǎn)換模塊，用于檢測顱外頸總動脈的血流速度波形； 一個人體血壓檢測裝置該檢測裝置由壓力檢測袖帶以及臂式自動血壓檢測模塊所構(gòu)成，壓力檢測袖帶連接臂式自動血壓檢測模塊的輸入端，模塊輸出端通過USB接口與頸總動脈血流信號及動力學分析計算模塊通信；用于檢測人體的收縮壓和舒張壓； 采集分析存儲系統(tǒng)包括計算機、USB采集卡、頸總動脈血流信號及動力學分析計算模塊、顯示屏、硬盤；連續(xù)多普勒血流速度波形檢測模塊與USB采集本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種頸動脈系統(tǒng)血流動力學與信號分析系統(tǒng)，包括檢測系統(tǒng)和采集分析存儲系統(tǒng)，其特征在于，?檢測系統(tǒng)包括一個連續(xù)波多普勒血流速度檢測裝置和一個人體血壓檢測裝置；?一個連續(xù)波多普勒血流速度檢測裝置：該檢測裝置由多普勒超聲探頭以及多普勒超聲模塊構(gòu)成，多普勒超聲探頭連接多普勒超聲模塊的輸入端，該超聲模塊的輸出端連接USB采集卡中AD轉(zhuǎn)換模塊，用于檢測顱外頸總動脈的血流速度波形；?一個人體血壓檢測裝置：該檢測裝置由壓力檢測袖帶以及臂式自動血壓檢測模塊所構(gòu)成，壓力檢測袖帶連接臂式自動血壓檢測模塊的輸入端，模塊輸出端通過USB接口與頸總動脈血流信號及動力學分析計算模塊通信；用于檢測人體的收縮壓和舒張壓；?采集分析存儲系統(tǒng)包括計算機、USB采集卡、頸總動脈血流信號及動力學分析計算模塊、顯示屏、硬盤；連續(xù)多普勒血流速度波形檢測模塊與USB采集卡相連；連續(xù)多普勒血流速度波形檢測模塊所獲得的模擬信號通過采集分析存儲系統(tǒng)中的USB采集卡后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，將USB采集卡輸出的數(shù)字信號量化處理后得到頸總動脈的血流速度波形及數(shù)值：V(t)，將頸總動脈的血流速度V(t)和臂式電子血壓測量模塊所得到的收縮壓和舒張壓一起輸入到頸總動脈血流信號及動力學分析計算模塊，作為分析數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)；根據(jù)上述的血液流速和血壓信息，分析計算各項頸動脈系統(tǒng)血流動力學指標及頸總動脈血流信號特征參數(shù)，將計算得到頸動脈系統(tǒng)血流動力學指標和血流信號特征參數(shù)和正常參考值比較，分析得出結(jié)果并顯示和儲存。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：覃開蓉，侯杰，張子威，陳英，
申請(專利權(quán))人：大連理工大學，株洲新時代環(huán)保科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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