一种肺水含量定量检测方法、装置和存储介质

本发明属于肺水检测，具体涉及一种肺水含量定量检测方法、装置和存储介质。

背景技术：

1、血管外肺水（extravascular lung water，evlw）是指肺内血管外的水，包括间质、肺泡、细胞内和淋巴液（胸腔积液除外）的总和，和肺血管内液体共同构成肺的液体总量。evlw量过大是危重症患者常见和严重的特征、且与死亡率相关，因此是急危重症患者需要监测的重要目标。

2、定量检测血管外肺水指数(evlw index, evlwi)最重要的用途在于早期识别及评估各种程度和类型的肺水肿，因为无论是心源性还是非心源性肺水肿其特征都是evlw的集聚和增多。evlw还能较临床表现更早提示病变，能提前22天预示慢性心衰的肺淤血、可比临床标准提前约2.6天预测患者进展为ards。evlwi的第二大用途在于指导危重症患者的液体管理策略。很多危急重症患者既要保持足够的循环容量以保证心、脑、肾等重要脏器的血流，又要避免造成呼吸功能障碍的肺水肿风险，这是一个进退两难的问题；而evlw可以做为液体风险管理的标志，指导临床医生根据患者病情选择液体种类、应用时机、用量及用法，能改善患者预后；evlw的增加可被视为危险液体负荷的警报信号，如感染性休克中evlw＞10ml/kg应采取限制性液体复苏策略。定量检测evlw的第三个用途在于预测疾病严重程度及死亡。evlwi≥15ml/kg可确定99%的弥漫性肺泡损伤患者，evlw是心力衰竭管理和预后的一个关键变量，evlw还能预测ards、脓毒血症、循环性休克、复杂手术围手术期或其他危重症患者的风险并被纳入其管理的当前标准。此外evlw还与危重患者的死亡率相关，evlwi＞21ml/kg的患者的死亡率为70%。

3、因此，床旁定量检测evlw对危急重症患者有重要意义。

4、临床通过症状和体征评估肺水含量是主观和不可靠的。现有技术中，肺水含量检测方法可简单分为有创方法和无创方法，有创法主要包括重量法和基于热稀释的方法，无创法主要包括基于密度的影像方法、基于介电特性的检查方法、超声等。

5、有创法通常能够获得较为准确的结果，可以作为检测肺水含量的“金标准”。然而，由于有创、价格昂贵以及存在并发症等问题，有创法在床旁检测中的应用受到了限制。在无创法中，基于密度的影像方法存在设备庞大、价格昂贵等因素的限制，同样难以实现床旁的检测；而基于介电特性的检查方法和超声方法则存在检测准确性的问题。

6、因此，本领域亟需开发新的肺水含量无创检测方法，从而实现低成本、准确的肺水含量床旁检测。

技术实现思路

1、针对现有技术的问题，本发明提供一种肺水含量定量检测方法和装置，目的在于提供低成本、准确的无创肺水含量定量检测方法和装置，实现肺水含量床旁检测。

2、一种肺水含量定量检测方法，包括如下步骤：

3、步骤1，向受试者肺部发射脉冲电磁波信号；

4、步骤2，采集受试者肺部产生的热声信号；

5、步骤3，对所述热声信号进行数据处理，得到受试者肺部的血管外肺水含量的检测结果。

6、优选的，步骤1中，所述脉冲电磁波信号的参数为：

7、发射机频率为10 mhz-10 thz；脉冲电磁波脉宽＜1 s，脉冲峰值功率＞10 dbm，脉冲重复频率＞1 hz。

8、优选的，步骤3中，所述数据处理的步骤包括：

9、步骤3a，信号放大、滤波和模数转换；

10、步骤3b，利用所述热声信号与血管外肺水含量的线性相关，通过线性模型计算得到血管外肺水含量。

11、本发明还提供一种肺水含量定量检测装置，包括：

12、脉冲电磁波发生器，被配制为通过天线向受试者肺部发射脉冲电磁波信号；

13、接收器，被配制为通过超声换能器接收受试者肺部产生的热声信号；

14、信号处理装置，被配置为对所述热声信号进行处理，计算得到受试者肺部的血管外肺水含量的检测结果。

15、优选的，所述脉冲电磁波信号的参数为：

16、发射机频率为10 mhz-10 thz；脉冲电磁波脉宽＜1 s，脉冲峰值功率＞10 dbm，脉冲重复频率＞1 hz。

17、优选的，所述信号处理装置被配制为对所述热声信号进行如下处理：

18、步骤3a，信号放大、滤波和模数转换；

19、步骤3b，利用所述热声信号与血管外肺水含量的线性相关，通过线性模型计算得到血管外肺水含量。

20、优选的，所述天线选自喇叭天线或柔性天线。

21、本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有：用于实现上述肺水含量定量检测方法或肺水含量定量检测装置的计算机程序。

22、本发明采用一种新的原理进行肺水含量的定量检测，具体的：选取对水分含量变化敏感且具有较好穿透特性的电磁波进行激发，有助于实现对肺水含量的高对比度和高敏感性检测；肺部吸收脉冲电磁波信号能量，并基于电磁波热致声效应产生超声波信号(热声信号)，所产生的热声信号幅值大小与肺水含量相关，且由于超声传播速度远小于电磁波传播速度，因此可以轻易的区分出诸如胸腔壁的不同组织结构而获得来自肺部的热声信号；利用超声换能器接收热声信号，并经由信号处理可定量获取肺水含量。基于上述原理，本发明提供的方法和装置具有装置和检测成本低、检测结果准确、检测属于无创检测等优点，特别适用于床旁检测，具有很好的应用前景。

23、显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。

24、以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

技术特征：

1.一种肺水含量定量检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.按照权利要求1所述的肺水含量定量检测方法，其特征在于，步骤1中，所述脉冲电磁波信号的参数为：

3.按照权利要求1所述的肺水含量定量检测方法，其特征在于：步骤3中，所述数据处理的步骤包括：

4.一种肺水含量定量检测装置，其特征在于，包括：

5.按照权利要求4所述的肺水含量定量检测装置，其特征在于：所述脉冲电磁波信号的参数为：

6.按照权利要求4所述的肺水含量定量检测装置，其特征在于：所述信号处理装置被配制为对所述热声信号进行如下处理：

7.按照权利要求4所述的肺水含量定量检测装置，其特征在于：所述天线选自喇叭天线或柔性天线。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有：用于实现权利要求1-3任一项所述的肺水含量定量检测方法，或用于实现权利要求4-6任一项所述的肺水含量定量检测装置的计算机程序。

技术总结
本发明属于肺水检测技术领域，具体涉及一种肺水含量定量检测方法、装置和存储介质。本发明的方法包括如下步骤：步骤1，向受试者肺部发射脉冲电磁波信号；步骤2，采集受试者肺部产生的热声信号；步骤3，对所述热声信号进行数据处理，得到受试者肺部的血管外肺水含量的检测结果。本发明还进一步提供了实现上述方法的装置。本发明提供的方法和装置具有装置和检测成本低、检测结果准确、检测属于无创检测等优点，特别适用于床旁检测，具有很好的应用前景。

技术研发人员：罗燕,黄林
受保护的技术使用者：四川大学华西医院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16