专利名称：脑Willis环循环动力学分析方法及仪器的制作方法
技术领域：
本发明属医疗技术领域，是一种脑循环血液动力学分析方法及仪器。
脑血管疾病是严重威胁人类生命的常见病和多发病。脑血管病变，首先引起脑循环障碍，使得某些局部区域脑组织缺血，进而导致脑细胞死亡。
脑循环动脉系统，主要由颈动脉，椎—基底动脉和颅底WILLIS环等构成一个脑内供血网。血液分别从左右颈内动脉和左右椎动脉流入这个网络。分析这样一个多源网络内的血液运动规律及各个分支动脉血管的力学特性，对预防，诊断和治疗脑血管疾病有着十分重要的临床与理论价值。
由于脑血床深深包围在颅骨以内，因此准确测量与分析脑循环的动力学特性，无论从理论上还是技术上都非常困难。
八十年代中期国外研成功的TCD，应用超声多普勒技术可以检测到颅内某些动脉内的血流速度，但对整个脑循环的分析，特别是脑血管动力学特性的检测与分析仍然无能为力。
国外七十年代末，国内八十年代末，相继发明了从颈总动脉测量颈动脉系统血管特性的方法及仪器。但是这类仪器只能对颈动脉系统血管作定量描述与分析，但无法对整个脑循环特别是椎—基底动脉系统及WILLIS环等进行检测与分析。
因此，研制用于检测与分析整个脑循环特性的方法及仪器，成为目前临床急待解决的问题。
本发明的目的在于设计一种可以对整个脑循环特性进行快速无损伤检测分析的方法及仪器。
由于脑循环血管床无论是几何特性还是动力学特性，都和体循环有着本质的差别。因此，在体循环研究中曾广泛应用的动力学模型、分析方法等都不能简单地照搬到脑循环的研究中。本发明考虑到脑Willis环结构的特殊性，在经实验验证的理论模型基础上建立了一套适合临床实际的动力学参数分析方法。
根据解剖学结构及数据，可以将脑循环动脉血管简成如
图1.所示的解剖模型(Hillen，B et al，Analysis of flow andvascular resistance in a model of the circle of Willis，J.Biomech.，21，807-814，1988)，其中，脑循环各动脉段解剖名称和符号对照如下
RA，RM，RP分别表示大脑前，中，后动脉下游的血管床外周阻力，1和2为左右两侧颈内动脉入口，3和4为左右椎动脉入口。
根据上述脑血管解剖模型，本发明建立了脑循环血液动力学集中参数模型，其等效电路网络模型如图2所示。其中，我们采用一个七单元模型模拟颈动脉子系统，在这个子系中，我们不仅考虑了血管阻力和顺应性而且还考虑了血管的感抗(La1和La2)。用一个流阻Rac描述前交通动脉，将左右侧颈动脉系统联成一体。对椎—基底动脉系统，将每根椎动脉分别用一个R-C两单元模型模拟，基底动脉用一个流阻Rb模拟，其弹性和感抗等价到椎动脉和大脑后动脉中；对两侧大脑后动脉分别采用一个4单元模型模拟；在颈动脉系统和椎-基底动脉系统之间，采用一个R-L串联两单元模型模拟大脑后交通动脉。采用上述综合模型可以较真实地模拟出脑循环生理情况，而在数学处理方面不至于过分复杂。
对图1所示的脑循环模型，在具体应用当中还可根据实际需要进行适当简化，如可以取网络模型中的一些参数(R，C，L等)为常数甚至为零。网络模型中的各参数代表的含义具体列表如下
参数 意义P1，P2，P3，P4， 四个输入端(颈动脉和椎动脉)入口压力CC1，CC2左右侧颈总动脉顺应性Rm1，Rm2左右侧大脑中动脉床阻力Ra12，Ra22左右侧大脑前动脉床阻力Ca1，Ca2左右侧大脑前动脉顺应性Ra11，Ra21左右侧大脑前动脉段阻力La1，La2左右侧大脑前动脉感抗Rac大脑前交通动脉阻力RC1，RC2左右颈动脉阻力RV1，RV2左右椎动脉阻力Rb基底动脉阻力CV1，CV2左右侧椎动脉顺应性RPC1，RPC2左右侧大脑后交通动脉阻力LPC1，LPC2左右侧大脑后交通动脉感抗CP1， CP2左右侧大脑后动脉顺应性LP1，LP2左右侧大脑后动脉感抗RP12，RP22左右侧大脑后动脉床阻力RP11，RP21左右侧大脑后动脉阻力QC1，QC2左右颈动脉内流量Qv1，Qv2左右侧椎力脉流量Qm1，Qm2左右侧大脑中动脉流量Qa1，Qa2大脑前动脉内流量QPC1，QPC2大脑后动脉内流量QLp1，QLp2大脑后交通动脉内流量对上述参数归纳可知Pi代表压力，Qi代表流量，Ri代表血流阻力(也称流阻)，Ci表示血管顺应性(也称流容)，L表示血管感抗(也称流感)，下标代表各对应血管段的符号。
对每根血管所采用的R-C-L模拟模型中Li＝1.34li/Di2(1)Ri＝1.63li/Di4(2)其中li和Di为对应血管段的长度和直径，单位为cm。
根据这个等效网络模型，本发明建立了如下脑循环系统的控制方程(也称状态方程)DdXdt=EX+b-----(3)]]>这里D＝[dij]，E＝[eij]，为13阶矩阵，X＝[xi]，b＝[bi]，为13阶向量， 表示对时间的导数，其中X＝(Pc1，Pc2，Pa1，Pa2，Pv，Pp1，Pp2，Qa1，Qa2，Qpc1，Qpc2，QLp1，Qp2)T(4)b＝(b1，b2，0，0，b5，0，0，0，0，0，0，0，0)Tb1=P1RC,b1=P2RC2,b5=P3RV1+P4RV2,----(5)]]>矩阵D元素为d11＝CC1，d22＝CC2，d33＝Ca1，d44＝Ca1，d55＝Cv，d66＝CP1，d77＝CP2，d88＝La1，d99＝La1，d1010＝LPC1，d1111＝LPC2，d1212＝LP1，d1313＝LP2，dij＝0(i≠j) (6)矩阵E元素为e11=-RC1+Rm1RC1·Rm1,]]>e18＝-1，e110＝-1，e22=-RC2+Rm2RC2·Rm2,]]>e29＝-1，e211＝-1，e33=-Ra12+RacRa12·Rac,e34=-1Rac,]]>e38＝1，e44=-Ra22+RacRa22·Rac,e43=-1Rac,]]>e49＝1，e55=-RV1+RV2RV1·RV2,]]>e512＝-1，e513＝-1，e66=-1RP11·RP12,e610=-RP12RP12+RP11,]]>e612＝1，e77=-1RP21+RP22,e711=-1RP21+RP22,]]>e713＝1，e88＝-Ra11，e81＝1，e83＝-1，e99＝-Ra21，e92＝1，e94＝-1，e1010=-(RP11·RP12RP12+RP11+RPC1),]]>e101＝1，E106=-RP12RP12+RP11,]]>e1111=-(RP21·RP22RP22+RP21+RPC2),]]>e112＝1，e117=-RP22RP22+RP21,]]>e1212＝-Rb，e125＝1，e126＝-1，e1213＝-Rb，e1213＝-Rb，e135＝1，e137＝-1，e1312＝-Rb，其余元素为0。(7)应用方程(3)的结果，可由下列公式计算出其它血管内血流量QC1=P1-PC1RC1,QC1=P2-PC2RC2,]]>QV1=P3-PVRV,QV2=P4-PVRV2,]]>Qac=Pa1-Pa2Rac,]]>QB＝QLP1+QLP2，Qm1=PC1Rm1,Qm2=PC2Rm2,]]>Qa12=Pa1Ra12,Qa22=Pa2Ra22,]]>QP12=PP1RP12+RP11+RP11RP11+RP12QPC1,]]>QP22=PP2RP22+RP21+RP21RP21+RP22QPC2,]]>QP11＝QP12+QPC1，QP21＝QP22+QPC2， (8)控制方程(3)给出了网络的物理特性(如流阻Ri，流容Ci，感抗Li)等与血液流动特性(如压力Pi，流量Qi)之间的定量关系。通过方程(3)可以求解出13个未知量。如果已知全部的Ri，Li，Ci，并且知道四个入口端的压力P1-P4，那么可以精确求解出每根血管内的流量Qi。反之，若已知四端点压力P1-P4及某些可测量到的血管内流量Qi(如颈动脉，椎动脉，大脑中动脉，前交通动脉，等等)，就可以应用方程(3)采用拟合方法求解出相应管段的物理特性(如阻力Ri，顺应性Ci等)，称为反问题。具体方法见发明人的另一个专利申请(No95111513.8)。但是，该方法在临床应用中，分析一个病人的状况需时较长，一般要2个小时以上。本发明在上述模型的基础上，利用当今颅内超声的最新技术，提供一种新的分析计算方法，并研制相应仪器。本发明采用经颅多普勒检测颅内主要分支血管内血流速度，采用影像学方法获取脑血管几何参数，并对方程作合理的简化，从而可以快速准确地计算出反映脑Willis环血液循环状态的动力学参数。
具体地根据上述脑血管动力学模型及状态方程，由下述步骤可快速精确地得到脑循环动力学参数值。
1.应用生理压力传感器或超声血管直径检测仪，检测患者颈动脉和椎动脉的压力搏动，并应用肱动脉压数值，对其波形进行标定，从而得到P1(t)、P2(t)、P3(t)，P4(t)P1(t)的波形及数值。
2.应用B型超声波探头和多普勒超声血液流速探头，直接检测出颈动脉和椎动脉内血流量波形及数值Qc1(t)、Qc2(t)、Qv1(t)，Qv2(t)。
3.应用经颅超声多普勒探头(TCD)检测颅内大脑中动脉，大脑前动脉及大脑后动脉内的血流速度波形及数值。通过患者DSA或/和MRA血管影像学数据，得到颅内动脉直径与颅外动脉(如颈总动脉、椎动脉等)直径的比例关系，应用B型超声探头或血管管径超声探头测得的颅外动脉直径的数值，可得到颅内血管的管径，用公式组(8)进一步计算出大脑前、中、后动脉内的血流量波形及数值，即Qa1(t)、Qa2(t)、Qm1(t)、Qm2(t)、Q1p1(t)和Q1p2(t)。
4.应用DSA和MRA数据，得到有关血管段的长度和直径，运用公式(1)，(2)计算出颅内一些单根血管的阻力及感抗。即Ra11、Ra12、Rpc1、Rpc2、Rac、Rb、La1、La2、Lpc1、Lpc2、Lp1、Lp2的数值。
5.计算颈动脉和椎动脉阻力Rc1、Rc2、Rv1、Rv2.Rci=1k-2Σj=3k|Zcij|-----(9)]]>Rvi=1k-2Σj=3k|Zvij|]]>其中，i＝1，2，k可取10，11 或12，Zc1、Zc2和Zv1、Zv2分别为颈动脉和椎动脉的输入阻抗模。它们可通过颈动脉及椎动脉压力及流量波的Fouriev分析得到，即Pi(t)=Σj=0mPijcos((ωjt)+φpij)]]>i＝1，2…，4 (10)Qci(t)=Σj=0mQcijcos((ωjt)+φqcij)]]>Qvi(t)=Σj=0mQvijcos((ωjt)+φqvij)]]>i＝1，2 (11)这里pij，φpij，Qcij，φqcij和Qvij，φqvij分别为压力和流量Fourier变化的模与幅角|Zcij|=PijQciji=1,2;j=0,1,…,m---(12)]]>|Zvij|=Pi+2,jQviji=1,2;j=0,1,…,m---(13)]]>6采用定常理论方法，由下列公式可得到颅内各血管终端的阻力Rm1=P‾1-Q‾c1·Rc1Q‾m1.Rm2=P‾2-Q‾c2·Rc2Q‾m2---(14)]]>Rp12=P‾3-Q‾v1·Rv1-(Q‾v1+Q‾v2)·Rb-Q‾Lp1·Rp11Q‾p12---(15)]]>Rp22=P‾4-Q‾v2·Rv2-(Q‾v1+Q‾v2)·Rb-Q‾Lp2·Rp21Q‾p22---(16)]]>Ra12=f1·h22-f2·h12h11·h22-h12·h21.Ra22=f2·h11-f1·h21h11·h22-h12·h21--(17)]]>这里P和Q表示P(t)和Q(t)在一个心动周期的平均值，并且Pi＝Qci·Rci+(Qai2+(-1)i+1Qac)·Rai1+Qai2·Rai2(18)Qac＝(Qa12·Ra12-Qa22·Ra22)/Rac(19)Qpi2＝QLpi+Qci-Qmi-Qai2+(-1)i+1Qac(20)fi＝Pi-Qci·Rci-Qai2·Rai1(21)hii＝(1+Rai1/Rac)·Qai2(22)h12＝-(Ra11/Rac)·Qa22，h21＝-(Ra21/Rac)·Qa12(23)i＝1，27.应用方程组(8)可进一步求出各管段内的压力Pc1＝P1-Qc1·Rc1， Pc2＝P2-Qc2·Rc2(24)Pv=12(P3+P4-Qv1·Rv1-Qv2·Rv2)----(25)]]>Pa1＝Qa12·Ra12， Pa2＝Qa22·Ra22(26)Pp1=Pv-Rb·Qb-Lp1·dQLp1dt----(27)]]>Pp2=Pv-Rb·Qb-Lp2·dQLp2dt----(28)]]>8.颅内其他血管内流量Qa1，Qa2，Qpc1和Qpc2为Qai=e-Rai1Lait[∫0tPci(τ)-Pai(τ)Lai·eRai1Laiτdτ+S1i]----(29)]]>其中S1i=T(Q‾ai2-(-1)iQ‾ac)-∫0Te-Rai1Lait·∫0tPci(τ)-Pai(τ)Lai·eRai1Laiτdτdt∫0Te-Rai1Laitdt]]>i=1，2Qpci=e-Ki·t[∫0tPci(τ)-Rpi2·Pai(τ)/(Rpi2+Rpi1)Lpci·eKi·τdτ+S2i]---(30)]]>其中S2i=TQ‾pci-∫0Te-Ki·t·∫0tPci(τ)-Rpi2·Pai(τ)/(Rpi2+Rpi1)Lpci·eKi·τdτdt∫0Te-Ki·tdt]]>Ki=Rpci+Rpi1·Rpi2/(Rpi1+Rpi2)Lpcii=1,2]]>9.颅内顺应性为Cc1=1Pc1(Ts)-Pc1(T0)(∫T0Ts(e11·Pc1-Qpc1-Qa1+P1Rc1)dt--(31)]]>Cc2=1Pc2(Ts)-Pc2(T0)(∫T0Ts(e22·Pc2-Qpc2-Qa2+P2Rc2)dt--(32)]]>Cv=Cv1+Cv2=1Pv(Ts)-Pv(T0)·∫T0Ts(-Rv1+Rv2Rv1·Rv2Pv+P3Rv1+P4Rv2-Qb)dt--(33)]]>Cp1=1Pp1(Ts)-Pp1(T0)(∫T0Ts(-PP1Rp11+Rp12-RP12·Qpc1Rp11+Rp12+QLp1)dt--(34)]]>Cp2=1Pp2(Ts)-Pp2(T0)(∫T0Ts(-PP2Rp21+Rp22-RP22·Qpc2Rp21+Rp22+QLp2)dt--(35)]]>Ca1=1Pa1(Ts)-Pa1(T0)∫T0Ts(e33·Pa1+e34·Pa2-Qa1)dt--(36)]]>Ca2=1Pa2(Ts)-Pa2(T0)∫T0Ts(e44·Pa2+e43·Pa2-Qa2)dt--(37)]]>这里，To和Ts是心脏收缩开始与结束的时间。
根据上述分析方法，本发明还研制了相应的仪器，即脑Willis环循环动力学分析仪器。该仪器分为3个部分检测系统、采集分析系统、存贮输出系统。其中检测系统有两部分，第一部分是颅内血管血流速度检测部分，它是一个超声多普勒探头，超声频率为2-3MHZ，采用脉冲穿颅多普勒技术，可检测大脑中动脉、前动脉和后动脉及基底动脉内的血流速度。这部分也可以采用目前比较成熟的TCD技术。第二部分是颅外血管压力流量检测部分，包括一个频率为5-8MHZ的连续超声波多普勒探头，生理压力传感器或超声血管径探头。连续超声波探头用于检测颅外颈动脉或椎动脉内的血流速度和血流量。压力传感器或超声管径探头用于检测血管壁搏动波形，再应用肱动脉血压数值对其进行标定，进而得到压力波形数值。采集计算系统由一个主计算机和A/D转换器、通讯微机及相应于上述方法的分析计算软件组成。由A/D转换器将前述检测到的模拟信号转换成数字信号，并采入计算机中作为分析计算的原始数据。如果上述信号在采集中已转换成数字信号(如TCD中数据)，则可采用微机通讯方式，将数据传入主计算机。分析计算软件是根据本发明方法而编制的，软件框图见图5.它根据上述血液流量和压力信息，以及从影像学检查得到的脑血管的几何参数，分析计算出脑Willis环循环的各项血液动力学指标。数据贮存与输出部分由硬盘、软盘、磁带、打印机等组成，它可将分析计算系统得到的患者脑循环动力学指标与主机内贮存的正常参数值对比判断，输出分析检测结果，并提示患者的血液动力学状态，为临床分析脑血管功能提供定量指标与参考建议。
仪器结构框图如图6和图7所示。本发明可提供两种形式。一种分散式，即检测部分利用现有设备，如TCD、CVA等，即检测颅内血管血流速度为一单机，检测颅外血管血流速度和压力为一单机，与主机采用通讯方式联结。另一种为集成式，其中将所有探头都安装在一个主机上，形成一个整体。
临床应用举例某男性患者，应用压力传感器测得左侧颈动脉压力波形，如图8所示，用超声技术检测得流量波形，如图9所示。椎动脉流量波形，如图10中虚线所示。应用本发明方法，在Compaq486 DX-100计算机上运行了30秒左右，即计算出脑循环动力学参数，列入下表中理论计算获得的脑循环动力数值
将这些值反代入上述计算公式，计算出理论的颈动脉和椎动脉流量波形见图9和图10中的实线，对比发现，理论计算结果与实测量值非常接近。这充分说明本发明提出的方法是成功的。临床实际应用是可行的，而且分析计算速度大大提高。图1为脑循环血管床解剖模型示意图；图2为相应于图1解剖模型的等效电路网络模型；图3为集中参数单元模型示意图；图4为本发明中数据流程框图；图5为本发明中分析计算软件框图；图6为本发明仪器分散式框图；图7为本发明仪器集中式框图；图8为检测到的颈动脉压力波形；图9为颈动脉流波形，其中虚线为检测波形，实线为理论计算波形；图10为椎动脉流量波形，其中虚线为检测波形，实线为理论计算波形；
权利要求
1 一种脑Willis环循环动力学分析方法，根据脑血管床的解剖模型，建立等效电路网络模型及相应的控制方程，其特征在于由下述步骤计算获得脑循环动力学参数(1)应用生理压力传感器或超声血管直径检测仪，检测患者颈动脉和椎动脉的压力搏动，并应用肱动脉压数值，对其波形进行标定，从而得到P1(t)、P2(t)、P3(t)，P4(t)的波形及数值。(2)应用B型超波探头和多普勒超声血液流速探头，直接检测出颈动脉和椎动脉内血流量波形及数值Qc1(t)、Qc2(t)、Qv1(t)、Qv2(t)。(3)应用经颅超声多普勒探头(TCD)检测颅内大脑中动脉，大脑前动脉及大脑后动脉内的血流速度波形及数值。通过患者DSA或/和MRA血管影像学数据，得到颅内动脉直径与颅外动脉(如颈总动脉、椎动脉等)直径的比例关系，应用B型超声探头或血管管径超声探头测得的颅外动脉直径的数值，可得到颅内血管的管径，并进一步计算出大脑前、中、后动脉内的血流量波形及数值，即Qa1(t)、Qa2(t)、Qm1(t)、Qm2(t)、Q1p1(t)和Q1p2(t)。(4)应用DSA和MRA数据，得到有关血管段的长度和直径，运用公式Li＝1.34li/Di2(1)Ri＝1.63li/Di4(2)计算出颅内一些单根血管的阻力及感抗。即Ra11、Ra12、Rapc1、Rpc2、Rac、Rb、La1、La2、Lpc1、Lpc2、Lp1、Lp2的数值。(5)计算颈动脉和椎动脉阻力Rc1、Rc2、Rv1、Rv2.Rci=1k-2Σj=3k|Zcij|-----(9)]]>Rvi=1k-2Σj=3k|Zvij|]]>其中，i＝1，2，k可取10，11或12，Zc1、Zc2和Zv1、Zv2分别为颈动脉和椎动脉的输入阻抗模。它们可通过颈动脉及椎动脉压力及流量波的Fouriev分析得到，即Pi(t)=Σj=0mPijcos((ωjt)+φpij)]]>i＝1，2…，4 (10)Qci(t)=Σj=0mQcijcos((ωjt)+φqcij)]]>Qvi(t)=Σj=0mQvijcos((ωjt)+φqvij)]]>i＝1，2 (11)这里pij，φpij，Qcij，φqcij和Qvij，φqvij分别为压力和流量Fourier变化的模幅角|Zcij|=PijQciji=1,2;j=0,1,…,m---(12)]]>|Zvij|=Pi+2,jQviji=1,2;j=0,1,…,m---(13)]]>(6)采用定常理论方法，由下列公式可得到颅内各血管终端的阻力Rm1=P‾1-Q‾c1·Rc1Q‾m1.Rm2=P‾2-Q‾c2·Rc2Q‾m2-----(14)]]>Rp12=P‾3-Q‾v1·Rv1-(Q‾v1+Q‾v2)·Rb-Q‾Lp1·Rp11Q‾p12---(15)]]>Rp22=P‾4-Q‾v2·Rv2-(Q‾v1+Q‾v2)·Rb-Q‾Lp2·Rp21Q‾p22---(16)]]>Ra12=f1·h22-f2·h12h11·h22-h12·h21.Ra22=f2·h11-f1·h21h11·h22-h12·h21---(17)]]>这里 P和Q表示P(t)和Q(t)在一个心动周期的平均值，并且Pi＝Qci·Rci+(Qai2+(-1)i+1Qac)·Rai1+Qai2·Rai2(18)Qac＝(Qa12·Ra12-Qa22·Ra22)/Rac(19)Qpi2＝QLpi+Qci-Qmi-Qai2+(-1)i+1Qac(20)fi＝Pi-Qci·Rci-Qai2·Rai1(21)hii＝(1+Rai1/Rac)·Qai2(22)h12＝-(Ra11/Rac)·Qa22，h21＝-(Ra21/Rac)·Qa12(23)(7)应用方程(8)可进一步求出各管段内的压力Pc1＝P1-Qc1·Rc1， Pc2＝P2-Qc2·Rc2(24)Pv=12(P3+P4-Qv1·Rv1-Qv2·Rv2)-----(25)]]>Pa1＝Qa12·Ra12， Pa2＝Qa22·Ra22(26)Pp1=Pv-Rb·Qb-Lp1·dQLp1dt-----(27)]]>Pp2=Pv-Rb·Qb-Lp2·dQLp2dt----(28)]]>(8)颅内其他血管内流量Qa1，Qa2，Qpc1和Qpc2为Qai=e-Rai1Lait[∫0tPci(τ)-Pai(τ)Lai·eRai1Laiτdτ+S1i]---(29)]]>S1i=T(Q‾ai2-(-1)iQ‾ac)-∫0Te-Rai1Lait·∫0tPci(τ)-Pai(τ)Lai·eRai1Laiτdτdt∫0Te-Rai1Laitdt]]>i=1，2Qpci=e-Ki·t[∫0tPci(τ)-Rpi2·Pai(τ)/(Rpi2+Rpi1)Lpci·eKi·τdτ+S2i]---(30)]]>S2i=TQ‾pci-∫0Te-Ki·t∫0tPci(τ)-Rpi2·Pai(τ)/(Rpi2+Rpi1)Lpci·eKi·τdτdt∫0Te-Ki·tdt]]>Ki=Rpci+Rpi1·Rpi2/(Rpi1+Rpi2)Lpci]]>(9)颅内顺应性为Cc1=1Pc1(Ts)-Pc1(T0)(∫T0Ts(e11·Pc1-Qpc1-Qa1+P1Rc1)dt--(31)]]>Cc2=1Pc2(Ts)-Pc2(T0)(∫T0Ts(e22·Pc2-Qpc2-Qa2+P2Rc2)dt--(32)]]>Cv=Cv1+Cv2=1Pv(Ts)-Pv(T0)·∫T0Ts(-Rv1+Rv2Rv1·Rv2Pv+P3Rv1+P4Rv2-Qb)dt--(33)]]>Cp1=1Pp1(Ts)-Pp1(T0)(∫T0Ts(-PP1Rp11+Rp12-RP12·Qpc1Rp11+Rp12+QLp1)dt--(34)]]>Cp2=1Pp2(Ts)-Pp2(T0)(∫T0Ts(-PP2Rp21+Rp22-RP22·Qpc2Rp21+Pp22+QLp2)dt--(35)]]>Ca1=1Pa1(Ts)-Pa1(T0)∫T0Ts(e33·Pa1+e34·Pa2-Qa1)dt--(36)]]>Ca2=1Pa2(Ts)-Pa2(T0)∫T0Ts(e44·Pa2+e43·Pa2-Qa2)dt--(37)]]>这里，To和Ts是心脏收缩开始与结束的时间。其中P1-P4为4个输入端(颈动脉和椎动脉)的入口压力。Qi代表流量，Ri代表血流阻力，Ci表示血管顺应性，Li表示血管感抗，下标代表各对应血管段的符号。
2.一种脑Willis环循环动力分析仪器，由检测系统、采集分析系统和存贮输出系统组成，其中检测系统包括一个用于检测颅内血管血速度的频率为2-3MHZ的脉冲超声多普勒探头，一个用于检测颅外血管血流速度和血流量的频率为5-8MHZ的连续超声多普勒探头，一个用于检测血管壁波形的生理压力传感器或超声管径探头，存贮输出系统由用于存贮脑循环正常参数值和分析计算系统得到的脑循环动力学指标数据，并输出对比结果的硬盘、软盘、打印机组成，其特征在于采集分析计算系统由主计算机将检测部分得到的模拟信号转换成数字信号的A/D转换器及检测到的数字信号传入主计算机的通讯微机以及用分析计算比较脑循环动力学参数的软件组成。
全文摘要
本发明属一种脑循环血液动力学分析方法及仪器，根据脑循环动脉血管床的解剖模型及其等效网络模型和相应的控制方程，采用多普勒检测颅内主要分支血管的血流速度，采用影像学方法获取脑血管几何参数，从而建立快速分析计算脑循环动力学参数的方法，根据上述分析方法设计了分析仪器，它由检测系统，采集分析计算系统和存贮输出系统组成。本发明大大提高了检测分析速度，对脑循环的基础研究及临床应用都具有重要意义。
文档编号A61B8/02GK1146319SQ96116339
公开日1997年4月2日 申请日期1996年4月25日 优先权日1996年4月25日
发明者丁光宏, 吕传真, 程晋, 王彦博 申请人:复旦大学, 上海医科大学附属华山医院