冠状动脉负荷检测系统及检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于医疗检测技术领域，涉及一种冠状动脉负荷检测系统及检测方法。
【背景技术】
[0002] 随着生物医学工程迅猛发展，如何提高人类对疾病的早期预防和治疗，增强机体 功能、提高健康水平一直是人们共同关心的问题；相应的，人们对医学检测手段的要求越来 越高，检测方式已经从人工检测发展结合自动化设备进行检测，现有技术中，采用单一形态 影像诊断仪器进行检测，然而，其不能满足疾病早期诊断的需要；形态和功能相结合的新型 检测系统是医学发展的需要，向功能性检查和疾病的早期诊断发展，向疾病的康复和愈后 评价发展延伸，正是现代医学发展所追求的目标。
[0003] 目前，心血管疾病是病患人数最多，致死率最高的疾病，现有技术中，冠状动脉负 荷检测过程中，常采用CT、超声波等方式进行检测，且通过该种设备直接获得血管的狭窄 率，如此，检测成本高，且获得的检测结果精度较低；另外，上述设备仅能够对血管的狭窄率 进行分析，对弥漫性斑块（急性心梗主要病因）以及FFR(体现心脏供血能力）等信息诊断 不足。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种冠状动脉负荷检测系统及方法，所述方法包括：
[0005] 为了实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种冠状动脉负荷检测方 法，所述方法包括：S1、获取参照内腔横截面积，以及在低频和高频状态下分别获取主设备 在对应参照内腔横截面积位置的电压值；
[0006] S2、在同一电流下，且在低频和高频状态下分别获取主设备处于所述待测物底端 位置的电压值；
[0007] S3、驱动所述主设备匀速运动，在同一电流下，且在低频状态下获取所述主设备运 动过程中的电压值；
[0008] S4、根据预设的固定电流值、所述内腔横截面积、通过步骤Sl、S2、S3获得的电压 值获取待测物各个位置的横截面积。
[0009] 作为本实施方式的进一步改进，所述主设备为阻抗导管，所述阻抗导管包括：球囊 导管，设置于所述球囊导管远端的第一信号发射端子，设置于所述球囊导管近端的第二信 号发射端子，以及设置所述球囊导管上，且设置于第一信号发射端子和第二信号发射端子 之间、间距相等的三个测量端子，每两个所述测量端子均与所述第一信号发射端子、第二信 号发射端子构成回路；
[0010] 所述测量端子包括：从靠近所述第一信号发射端子开始，依次向所述第二信号发 射端子设置的第一测量端子D、第二测量端子E、第三测量端子F;其中，第一测量端子D与 第二测量端子E之间的距离等于第二测量端子E与第三测量端子F之间的距离；
[0011] 所述第一测量端子D与第二测量端子E之间构成D-E回路，所述第二测量端子E 与第三测量端子F之间构成E-F回路，所述第一测量端子D与第三测量端子F之间构成D-F回路；
[0012] 所述电压值包括：D-E回路对应的第一电压值，D-F回路对应的第二电压值，以及 E-F回路对应的第三电压值。
[0013] 作为本实施方式的进一步改进，所述步骤S4具体包括：对参照内腔横截面积、步 骤Sl获得的电压值进行处理，获得表示所述待测物中流动的液体的电导率除以对应两个 测量端子之间的有效长度的常数C;
[0014] 所述主设备处于低频状态下时得出：
[0016]且心二^二之^，
[0017] 其中，常数C1，常数C2，常数(：3分别表示在低频状态下，阻抗导管处于待测物中时、 所述待测物中流动的液体的电导率除以对应两个测量端子之间的有效长度，Areaie表示参 照内腔横截面积，U1表示第一电压值，U2表示第二电压值，U12表示第三电压值，UpU2均通 过所述阻抗导管直接获得，U12通过UrU2的计算获得，U12=U2-U1;
[0018] 所述主设备处于高频状态下时得出：
[0020] 且C' ！=(：' 2=2C，3，
[0021] 其中，C'pC' 2，C' 3分别表示在高频状态下，阻抗导管处于待测物中时、所述待 测物中流动的液体的电导率除以对应两个测量端子之间的有效长度，Areaie表示参照内腔 横截面积，U':表示第一电压值，U' 12表示第二电压值，U' 2表示第三电压值，U'pU' 2 均通过所述阻抗导管直接获得，U' 12通过U'pU' 2的计算获得U' 12=U' 2-U' 1<3
[0022] 作为本实施方式的进一步改进，所述步骤S4具体包括：根据经过处理得到的所述 常数C，以及步骤S2获得的电压值得到所述阻抗导管处于所述待测物底端位置时，待测物 截面面积；
[0023] 所述主设备处于低频状态下时得出：
[0029]其中，示待测物的电导率，Areat=。表示所述阻抗导管处于所述待测物底 端位置时待测物截面面积，表示低频时，所述阻抗导管处于所述待测物底端位置时的 第一电压值，U1;^表示高频时，所述阻抗导管处于所述待测物底端位置时的第一电压值。
[0030] 作为本实施方式的进一步改进，在时间点t=n?At时，所述阻抗导管当前所在 位置距所述阻抗导管处于所述待测物底端位置时的距离差为：L=V?n?At，其中，V表示 所述阻抗导管的回撤速度；
[0031] 所述步骤S4还包括：对D-E回路对应的待测物的截面面积Areat = (n 1}.&和E-F 对应的待测物的截面面积Areat =n.At，进行线性插值，获取D-F回路对应的待测物的截面 面积为：
[0048] 其中，Areat= n. At表示t时刻时待测物各个位置的横截面积，Klt=n.At表示t时刻 时D-E回路对应的待测物的电导率，表示t时刻时E-F回路对应的待测物的电导率， 表示t时刻时D-E回路对应待测物的第一电压值，Am,表示t时刻时E-F回路对应 待测物的第二电压值，Ui2t=:n表示t时刻时E-F回路对应待测物的第三电压值。
[0049] 作为本实施方式的进一步改进，所述步骤S4后，所述方法还包括：
[0050] 根据获得的待测物各个位置的横截面积获取待测物各个位置的直径狭窄率；
[0051] 所述直径狭窄率=(待测物入口处正常位置的截面直径-待测物当前所在位置的 截面直径）/待测物入口处正常位置的截面直径*100%。
[0052] 作为本实施方式的进一步改进，所述步骤S4后，所述方法还包括：
[0053] 根据获得的待测物各个位置的横截面积获得待测物各个位置的血流储备分数；
[0054] 该步骤具体包括：
[0055] 根据获得的待测物各个位置的横截面积，将所述待测物分成两个区间，所述两个 区间分别为：正常区间和狭窄区间；
[0056] 对所述正常区间和所述狭窄区间分别计算压力梯度；
[0057] 对所述正常区间采用Poiseuille公式沿着长度积分计算压力梯度APnmial;
[0058] 对所述狭窄区间计算压力梯度APstencisis包括：
[0059] 对所述待测物的弯曲部位进行虚拟修正；
[0060] 将所述待测物按照其各个位置的横截面面积分解为二维轴对称模型，生成结构化 网格；
[0061] 根据流体力学理论中连续性方程和动量方程，采用有限差分法解连续性方程和动 量方程，获取所述狭窄区间中各个位置的压力梯度APstencisis;
[0062] 根据获得的所述正常区间和所述狭窄区间压力梯度，获得血流储备分数；
[0064] 其中，FFR为血流储备分数，APtotal为所述待测物各个位置的压力梯度总和，P3为 常数。
[0065] 作为本实施方式的进一步改进，所述步骤S4后，所述方法还包括：
[0066] 根据获得的待测物各个位置的横截面积，以及所述阻抗导管处于待测物各个位置 时获得的电压值获得待测物各个位置的斑块参数；
[0068] 作为本实施方式的进一步改进，所述方法还包括：
[0069] 根据获取的待测物各个位置的截面面积、斑块参数绘制待测物模型；
[0070] 接收定位指令，所述定位指令为通过所述待测物模型确定的本次定位目标；
[0071] 再次驱动所述主设备置于待测物底端，采用与前次相同的回撤速度再次匀速回撤 所述主设备；
[0072] 当主设备再次获得的参数与所述定位指令相同时，停止驱动所述主设备移动。
[0073] 为了实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种冠状动脉负荷检测系 统，所述系统包括：所述系统包括：控制模块、数据采集模块、数据处理模块；
[0074] 所述数据采集模块用于：获取参照内腔横截面积，以及在低频和高频状态下分别 获取主设备在对应参照内腔横截面积位置的电压值；
[0075] 在同一电流下，且在低频和高频状态下分别获取主设备处于所述待测物底端位置 的电压值；
[0076] 所述控制模块用于驱动所述主设备匀速运动，所述数据采集模块还用于在同一电 流下，且在低频状态下获取所述主设备运动过程中的电压值；
[0077] 所述数据处理模块用于根据预设的固定电流值、所述内腔横截面积、获得的所述 电压值获取待测物各个位置的横截面积。
[0078] 作为本实施方式的进一步改进，所述主设备为阻抗导管，所述阻抗导管包括：球囊 导管，设置于所述球囊导管远端的第一信号发射端子，设置于所述球囊导管近端的第二信 号发射端子，以及设置所述球囊导管上，且设置于第一信号发射端子和第二信号发射端子 之间、间距相等的三个测量端子，每两个所述测量端子均与所述第一信号发射端子、第二信 号发射端子构成回路；
[0079] 所述测量端子包括：从靠近所述第一信号发射端子开始，依次向所述第二信号发 射端子设置的第一测量端子D、第二测量端子E、第三测量端子F;其中，第一测量端子D与 第二测量端子E之间的距离等于第二测量端子E与第三测量端子F之间的距离；
[0080] 所述第一测量端子D与第二测量端子E之间构成D-E回路，所述第二测量端子E 与第三测量端子F之间构成E-F回路，所述第一测量端子D与第三测量端子F之间构成D-F 回路；
[0081] 所述电压值包括：D-E回路对应的第一电压值，D-F回路对应的第二电压值，以及 E-F回路对应的第三电压值。
[0082] 作为本实施方式的进一步改进，所述数据处理模块具体用于：对参照内腔横截面 积、所述电压值进行处理，获得表示所述待测物中流动的液体的电导率除以对应两个测量 端子之间的有效长度的常数C;
[0083] 所述主设备处于低频状态下时得出：
[0085] 且^二^二之^，
[0086] 其中，常数C1，常数C2，常数(：3分别表示在低频状态下，阻抗导管处于待测物中时、 所述待测物中流动的液体的电导率除以对应两个测量端子之间的有效长度，Areaie表示参 照内腔横截面积，U1表示第一电压值，U2表示第二电压值，U12表示第三电压值，UpU2均通 过所述阻抗导管直接获得，U12通过UrU2的计算获得，U12=U2-U1;
[0087] 所述主设备处于高频状态下时得出：
[0089]且C，2=2C，3，
[0090] 其中，C'pC' 2，C' 3分别表示在高频状态下，阻抗导管处于待测物中时、所述待 测物中流动的液体的电导率除以对应两个测量端子之间的有效长度，Areaie表示参照内腔 横截面积，U':表示第一电压值，U' 12表示第二电压值，U' 2表示第三电压值，U'pU' 2 均通过所述阻抗导管直接获得，U' 12通过U'i、U' 2的计算获得u' 12=u' 2-u'i。
[0091] 作为本实施方式的进一步改进，所述数据处理模块具体用于：根据经过处理得到 的所述常数C，以及获得的所述电压值得到所述阻抗导管处于所述待测物底端位置时，待测 物截面面积；
[0092] 所述主设备处于低频状态下时得出：
[0098] 其中，表示待测物的电导率，Areat=。表示所述阻抗导管处于所述待测物底 端位置时待测物截面面积，表示低频时，所述阻抗导管处于所述待测物底端位置时的 第一电压值，表示高频时，所述阻抗导管处于所述待测物底端位置时的第一电压值