一种测量脉搏波传播速度的方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于脉搏测量技术领域，尤其涉及一种测量脉搏波传播速度的方法及系 统。
【背景技术】
[0002] 心血管疾病与动脉的状况有直接的关系。动脉硬化是潜在的健康问题，是心力衰 竭、肾脏综合症、硬化和心脏病发作的前兆。年龄和收缩压是脉搏波传播速度增大的最重要 的因素。在老化过程中，动脉会钙化并失去弹性，因此，测量脉搏波速度对研究老龄化、血 管疾病、血管舒张和收缩剂等对动脉的影响很有帮助。脉搏波速度的分析受到欧洲高血压 学会的广泛认可，是诊断和治疗高血压不可分割的部分。脉搏波传播速度的大小和心血管 相关疾病、事件和死亡之间的关系已经得到大量临床实验的证明。目前常用的脉搏波传导 速度检测方法有脉冲多普勒法，光电容积脉搏波描记法和平面张力法。脉冲多普勒技术由 于成本高，测量过程比较复杂，操作人员需经过专业培训。光电容积脉搏波描记法易受环境 温度影响，环境温度的变化会给测量带来很大误差。平面张力法在测量过程中传感器放置 在动脉上的位置要准确，向下压平动脉的力量要适中，探头也要尽量与血管轴线垂直，因此 要准确检测脉搏波速度，需要适当的培训和一定的技巧。申请号为CN102197996B的专利公 开了一种利用桡动脉脉搏波获取主动脉脉搏波速度的方法。该发明是基于桡动脉脉搏波的 波形来计算主动脉脉搏波的传播速度。计算公式是：主动脉脉搏波速度等于主动脉长度的 2倍除以桡动脉脉搏波主波与反射波之间的时间差。申请号为CN102197996B的专利方法 也是采用脉搏波波形图计算脉搏波传播速度，但该专利采用的是主波和反射波之间的时间 差，该专利定义的反射波与重博波是完全不同的概念。所谓的桡动脉脉搏波波形上的反射 波是指腹主动脉髂总动脉交汇处的反射波传播至桡动脉处形成的波形。该专利认为反射 波与重博波会相互叠加，所以主波和反射波之间的时间差就等于主波和重博波之间的时间 差。脉搏波传播速度就等于主动脉长度的2倍除以主波和重博波峰值对应的时间差。众所 周知，重博波是因主动脉瓣关闭形成的反折波传播到受检处动脉产生的脉搏波图上的第二 次搏动。其经历的路径是从主动脉根部到受检处的动脉通道，并非从腹主动脉髂总动脉交 汇处至桡动脉处的动脉通道。在桡动脉处形成二次上升波形所需的传播时间也不等于两个 峰值之间的时差。至于为什么计算脉搏波速度需要采用2倍主动脉长度，该专利中也没有 合理的说明。现有的脉搏波测试设备通常是压电式传感器，包含了 6个脉搏波特征时间点： 主动脉脉瓣开放点，心脏收缩期最高压力点，主动脉扩张降压点，左心室舒张期开始点，重 搏波起点，重搏波最高压力点。这些特征点之间的时间差极短，实际测量中很难得到准确的 时间差值。尤其是在重搏波起点之前出现的动脉停止收缩点难以测出。也就不能得到因主 动脉瓣关闭形成的反折波从主动脉根部传播到脉搏波检测处所经历的时间，并由此计算脉 搏波传播速度。这是因为压电式传感器测量的是皮肤表面的压力变化。该压力来自血管搏 动传导到皮肤表面后引起的传感器表面的形变。所以测量结果与传感器接触皮肤的松紧程 度，与桡动脉深度以及该处皮下脂肪层厚度等多种因素相关。一旦提高传感器灵敏度，各种 干扰因素也随之增大。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种测量脉搏波传播速度的方法及系统，旨在解决现有的 脉搏测量结果不准确，干扰因素较多的问题。
[0004] 本发明是这样实现的，一种测量脉搏波传播速度的方法，所述测量脉搏波传播速 度的方法采用多普勒超声测量并记录人体某一部位的动脉脉搏波。得到多普勒超声信号强 度-时间图谱，在所述时间图谱上测量主峰下降支终点到重博波起点之间的时间差Δt，再 根据受检者身高Η计算出从主动脉根部到脉搏波测量处的动脉总长度L，受检者在该动脉 测量段上的脉搏波传播速度S等于L与At之比。
[0005] 进一步，所述脉搏波测量部位包括桡动脉，颈动脉，肱动脉和股动脉；
[0006] 所述脉搏波波形图上主峰下降支终点和重博波起点的识别标志分别是多普勒信 号强度刚下降为零的点和由多普勒信号强度从零开始增加的点。
[0007] 进一步，所述时间差△t的最终值需要通过测量当前收缩压与平均收缩压之差S， 采用公式Δt= (1+s/p)Δt'进行补充修正；公式中p是经验系数，Δt'是实测时间差；主 峰下降支终点到重博波起点之间的时间差是直接测量人体在平静状态下多个脉搏波图形 的At值，取平均值计算受检者从主动脉根部到脉搏波测量处的动脉脉搏波传播速度。
[0008] 进一步，所述测量脉搏波传播速度的方法按下列步骤进行：
[0009] 步骤一，选择接近体表的某一动脉作为受检对象；
[0010] 步骤二，确定受检处至左心室的动脉总长度与身高的比例系数λ，受检处为左手 腕处的桡动脉，路径动脉总长度与身高之比为0. 38 ;受检处为左上臂处的肱动脉，则路径 动脉总长度与身高之比为0. 19 ;
[0011] 步骤三，开启多普勒超声检测设备，记录受检动脉搏动产生的多普勒信号；
[0012] 步骤四，对多普勒信号进行滤噪/放大处理；
[0013] 步骤五，根据处理后的多普勒信号，测量每一次搏动时，从下降支末尾处多普勒频 移信号为零值的起点至信号幅度重新开始上升的起始点之间的时间差；
[0014] 步骤六，连续测量多个=脉搏波，将所得的时间差值取平均，得到计算脉搏波速所 需的At值；
[0015] 步骤七，记录或实时测量受检者身高H，对于年龄较大的受检者，应以年轻时的身 尚为准；
[0016] 步骤八，按照公式PWV=L/Δt=λΗ/Δt，计算受检者从主动脉到受检部位所历 经的动脉长度上的脉搏波传播速度；
[0017] 步骤九，记录并保存计算数据；
[0018] 步骤十，所有测量计算结果通过仪器传输到手机，再通过手机传送给受检者家属 或医疗单位供参考。
[0019] 进一步，所述采用超声的频率范围是0. 8-20MHZ;多普勒超声探头与皮肤之间通 过耦合剂接触；多普勒超声探头发射的超声波束与皮肤表面垂直；受检者身高以本人年轻 时身高为准。
[0020] 本发明的另一目的在于提供一种所述的测量脉搏波传播速度的方法的系统，所述 系统包括：超声波振荡器、激励多普勒超声探头、压电晶片、回波接受晶片、选频放大器、调 制器、带通滤波器、处理器、生理信息处理单元和显示器；
[0021] 超声波振荡器，产生不低于0. 2MHz的正弦波信号，以激励多普勒超声探头内的压 电晶片朝向动脉发射超声波；
[0022] 激励多普勒超声探头，与超声波振荡器电连接，用于当发射波遇到运动的动脉后， 产生含多普勒频移信号的接受回波；
[0023] 压电晶片，用于朝向动脉发射超声波；
[0024] 回波接受晶片，当采用脉冲模式时，接受回波信号；
[0025] 选频放大器，与超声波振荡器电连接，用于将回波信号放大。
[0026] 调制器，与超声波振荡器和选频放大器电连接，与发射信号相同频率的参考信号 进行对比；
[0027] 带通滤波器，与调制器电连接，用于去除杂音和分解混合频率，提取出可用的多普 勒频移信号。
[0028] 处理器，与带通滤波器电连接，用于形成多普勒信号强度-时间图；
[0029] 生理信息处理单元，与处理器电连接，用于将自动测量每次博动的多普勒信号强 度-时间图上特征时间点之间的