一种测量脉搏波传播速度的方法及系统的制作方法_2

文档序号:9555223阅读:来源:国知局
距离,并根据本发明方法自动计算出动脉每次搏动的收缩 压和舒张压;
[0030] 显示器,与生理信息处理单元电连接,用于将计算结果显示出来。
[0031] 本发明提供的测量脉搏波传播速度的方法及系统,提出了一种采用多普勒超声 测量脉搏波信号的方法来测定桡动脉脉搏波速度的新方法,以期为进一步的临床应用提供 理论和技术基础。本发明的方法简单,操作方便,提高了测量的准确度,一定程度上提高了 临床水平。
【附图说明】
[0032] 图1是本发明实施例提供的测量脉搏波传播速度的系统结构示意图;
[0033] 图中:1、超声波振荡器;2、激励多普勒超声探头;3、压电晶片;4、回波接受晶片; 5、选频放大器;6、调制器;7、带通滤波器;8、处理器;9、生理信息处理单元;10、显示器。
【具体实施方式】
[0034] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明 进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于 限定本发明。
[0035] 下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
[0036] 本发明实施例的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(动脉停止收缩的时刻)到重博波起点之间的时间差At,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Δt之比。
[0037] 所述脉搏波测量部位包括桡动脉,颈动脉,肱动脉和股动脉;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;时间差At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,取其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。
[0038] 所述测量脉搏波传播速度的方法按下列步骤进行:
[0039] 1)选择接近体表的某一动脉(如桡动脉,肱动脉或股动脉)作为受检对象;
[0040] 2)确定受检处至左心室的动脉总长度与身高的比例系数λ。若受检处为左手腕 处的桡动脉,脉搏波从主动脉根部出发,所历经的动脉路径为主动脉-主动脉升部-主动脉 弓-左锁骨下动脉-腋动脉-肱动脉-桡动脉。经多人次测量,该路径动脉总长度与身高 之比接近0. 38。若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约为0. 19。
[0041] 3)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;
[0042] 4)对多普勒信号进行滤噪/放大处理;
[0043] 5)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。
[0044] 6)连续测量多个(比如20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。
[0045] 7)记录或实时测量受检者身高H。对于年龄较大的受检者,应以年轻时的身高为 准。
[0046] 8)按照公式(1),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。
[0047] 9)记录并保存计算数据。
[0048] 10)所有测量计算结果可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。
[0049] 所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。
[0050] 所述测量脉搏波传播速度的方法系统包括至少一个超声波振荡器(换能器),它 产生不低于〇.2MHz的正弦波信号,以激励多普勒超声探头内的压电晶片朝向皮下动脉发 射超声波。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。探头内的回 波接受晶片接受回波信号,回波信号经选频放大器放大后,在调制器中与发射信号相同频 率的参考信号进行对比,再经过带通滤波器去除杂音和分解混合频率,提取出可用的多普 勒频移信号。信号将进入处理器,形成多普勒信号强度-时间图,生理信息处理单元将自动 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距离,自动计算出动脉每次 搏动的脉搏波传播速度,并通过显示器显示出来。
[0051] 本发明采用连续或脉冲式多普勒超声技术,可以设计出完整的脉搏波传播速度测 量系统。系统包括至少一个超声波振荡器(换能器),它产生不低于〇.2MHz的正弦波信号, 以激励多普勒超声探头内的压电晶片朝向皮下动脉发射超声波。当发射波遇到运动的动 脉后,就会产生含多普勒频移信号的接受回波。探头内的回波接受晶片(当采用脉冲模式 时,接受晶片就是发射晶片本身)将接受回波信号,回波信号经选频放大器放大后,在调制 器中与发射信号相同频率的参考信号进行对比,再经过带通滤波器去除杂音和分解混合频 率,提取出可用的多普勒频移信号。信号将进入处理器,形成多普勒信号强度-时间图,生 理信息处理单元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距 离,根据本发明方法自动计算出动脉每次搏动的脉搏波传播速度,并通过显示器显示出来。 该系统主要部件的设计和制作方式如下:
[0052] 如图1所示,本发明实施例的测量脉搏波传播速度的系统主要包括:超声波振荡 器1、激励多普勒超声探头2、压电晶片3、回波接受晶片4、选频放大器5、调制器6、带通滤 波器7、处理器8、生理信息处理单元9和显示器10。
[0053] 超声波振荡器1,产生不低于0. 2MHz的正弦波信号,以激励多普勒超声探头2内的 压电晶片3朝向动脉发射超声波。
[0054] 激励多普勒超声探头2,与超声波振荡器1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。
[0055] 压电晶片3,用于朝向动脉发射超声波。
[0056]回波接受晶片4,当采用脉冲模式时,接受回波信号。
[0057] 选频放大器5,与超声波振荡器1电连接,用于将回波信号放大。
[0058] 调制器6,与超声波振荡器1和选频放大器5电连接,与发射信号相同频率的参考 信号进行对比。
[0059] 带通滤波器7,与调制器6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。
[0060] 处理器8,与带通滤波器7电连接,用于形成多普勒信号强度-时间图。
[0061] 生理信息处理单元9,与处理器8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距离,并根据本发明方法自动计算出动脉每次搏动的收 缩压和舒张压。
[0062] 显示器10,与生理信息处理单元9电连接,用于将计算结果显示出来。
[0063] (1)探头与主机的连接方式
[0064] 1)有线连接
[0065] 由主机提供超声发射-接受所需的指令和电源,接受的回波传送到主机均通过导 线完成。
[0066] 2)无线连接
[0067] 采用蓝牙(blu
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