一种无创多节段外周动脉血管弹性功能检测方法及其仪器技术

本发明专利技术涉及一种无创多节段外周动脉血管弹性功能测定的方法和仪器，其特征是：同步采集第I导联心电图和多节段外周血管光电容积脉搏波，计算分析多节段脉搏波传导速度(PWV)，评估外周血管弹性功能。所述方法包括：A、采用仪器的心电信息采集模块检测第I导心电波形；B、采用仪器的脉搏波采集模块检测外周多节段脉搏波波形；C、采用仪器的脉搏波速度测定模块计算分析脉搏波传导速度（PWV）参数。所述检测仪器包括：采集盒模块，心电导联线，多个光电容积脉搏波传感器，计算机（PC）。本发明专利技术实现以心电信号为脉搏波起始点，多节段脉搏波作为终点的血管弹性功能测定，提高测量准确性和方便性。

A noninvasive method and instrument for measuring the elastic function of multi segment peripheral artery

【技术实现步骤摘要】
一种无创多节段外周动脉血管弹性功能检测方法及其仪器
本专利技术属于无创的医学检测
，特别涉及一种利用多节段的脉搏波传导速度作为评价外周动脉血管弹性功能的检测系统。
技术介绍
外周动脉血管疾病(PeripheralArterialDisease,PAD)是指心脏冠状动脉、脑动脉以外的主动脉及其分支血管狭窄、闭塞或瘤样扩张疾病，其主要病因是外周动脉粥样硬化。外周动脉血管动脉粥样硬化是一种全身性疾病，其疾病常常累及包括上肢、下肢动脉在内的外周动脉血管。有研究表明，PAD发病率高，在老年高危患者中广泛流行；PAD是心肌梗死、冠心病、脑卒中及其他血管病死亡的强有力的预测因素，为冠心病的等危症；PAD引起重症患者残疾率高，严重影响生活质量。PAD显著增加心血管病的发病率和死亡率。因此，对PAD的早期检测，早期预防，早期治疗，对减少心脑血管疾病的发生，提高生活治疗有较为重要的意义。无创检测动脉血管弹性功能的方法有：脉搏波传导速度(PulseWaveVelocity,PWV)和脉搏波波形分析(PulseWaveAnalysis,PWA)。脉搏波传导速度(PWV)测量技术主要是根据脉搏波通过两个测定点的距离和传导时间计算的出。已知的脉搏波传导速度测量包括两种：基于压力传感器测定的颈-股脉搏波传导速度(CF-PWV)、颈-踝脉搏波传导速度(CA-PWV)、颈-桡脉搏波传导速度(CR-PWV)和基于血压袖带测定的肱-踝脉搏波传导速度(BA-PWV)。前者是通过压力传感器检测体表动脉（颈动脉，股动脉，桡动脉，踝动脉）搏动点位置脉搏波，分析颈动脉脉搏波到测定点（股动脉测定点，桡动脉测定点，踝动脉测定点）脉搏波传导时间差来测定，如图1所示，为采用基于压力传感器测定脉搏波传导速度的示意图，如中国专利技术专利CN201210570255.2，基于多路脉搏波波形分析的心血管功能检测方法及装置所描述的方法，如中国专利技术专利CN201220708408.0，用于脉搏波速测量系统的传感器组件以及脉搏波速测量系统所描述的方法；后者是通过在四肢（左右上臂，左右脚踝）绑缚血压袖带，如图2所示，为基于血压袖带测定脉搏波传导速度的示意图，对血压袖带充气至固定压力值，检测上臂部位和脚踝部位的脉搏波，分析上臂部位脉搏波和脚踝部门脉搏波传导时间差，测定臂到踝的脉搏波传导速度，如中国专利技术专利CN201210270122.3，一种无创精确的动脉功能策略装置所描述的方法。上述已知脉搏波速度测量方法，其特征在于：上述已知的脉搏波传导速度的测定，脉搏波传导的初始点，人为地确定为颈动脉脉搏波或者上臂动脉脉搏波为初始点。而实际上，心脏于收缩期射入主动脉内的血液，产生的脉搏波是经血管壁向外周血管传导，脉搏波传导的初始点确定为心电图波形R波为脉搏波传导初始点为宜。因为，心脏到颈动脉或者上臂动脉处传导方向，与心脏到脚踝处的传导方向相反，所以上述已知的脉搏波传导速度的测定以颈动脉脉搏波或者上臂动脉脉搏波为脉搏波初始点，不能反映真实脉搏波传导速度的测量。基于压力传感器检测脉搏波传导速度，测量的前提是需要准确地寻找体表脉搏波搏动点，因此操作不方便。基于血压袖带检测脉搏波传导速度，因需要持续1分钟左右的同时对四肢血压袖带充压压迫四肢动脉，这种方法又进一步增加了外周血管的阻力，增加了心脏泵血压力，导致在非正常生理状态下所测定，最终会影响真实脉搏波传导速度的测量。上述已知的脉搏波传导检测方法，主要测定颈-股脉搏波传导速度(CF-PWV)、和基于血压袖带测定的肱-踝脉搏波传导速度(BA-PWV)，这些指标是主要评价下肢的动脉血管弹性功能，而未对人体上肢，左右颈动脉系等全身外周血管动脉弹性功能的测定。
技术实现思路
专利技术要解决的问题：本专利技术是根据上述问题而提出的，其目的在于提供一种简单的，无创的，精确的，多个节段动脉血管动脉弹性功能检测的方法及仪器，该方法可以无创精确地测定多个节段动脉血管弹性功能的参数，包括节段动脉血管的脉搏波传导速度和波形分析。解决问题1：确定脉搏波传导的初始点确定为心电图波形R波为脉搏波传导初始点的检查方法。解决问题2：采用光电容积脉搏波测定方法，光电容积脉搏波（PhotoPlethysmoGraphy,PPG）测定获取的PPG脉搏波信号，是一种简单的，方便的，可以在正常生理状态下，测定组织血管中血液容积的变化脉搏波的技术，光电容积脉搏波传感器有透射式光电容积脉搏波传感器和反射式光电容积脉搏波传感器两种，如图3所示。解决问题3：确定多节段外周动脉血管的检查模式，多节段是指以心脏为起始点的外周动脉血管节段分布，主要分为如下节段：心脏到左上肢食指部位的动脉节段，心脏到右上肢食指部位的动脉节段，心脏到左下肢脚食指部位的动脉节段，心脏到右下肢脚食指部位的动脉节段，心脏到右耳耳垂部位的动脉节段，心脏到左耳耳垂部位的动脉节段，心脏到头部前额头部位的动脉节段。基于以上分析，本专利技术一种无创多节段外周动脉血管弹性功能检测方法及示意图如图4基于光电容积脉搏波测定的脉搏波传导速度方法示意图，通过采集第I导联心电信息，选取心电信息R波为脉搏波传导初始时间点。通过采集外周血管测定点的脉搏波波形，选取脉搏波特征点A点（脉搏波上升起始点）为脉搏波传导终点时间点，脉搏波初始时间点与传导终点时间点之差为脉搏波传导时间（PulseWaveTransitTime,PTT）。本专利技术确定测定外周血管多个节段，如图4所示检测点，测定点包含了四肢食指测定点，左右耳耳垂测定点和头部额头测定点。利用血管长度除以脉搏波传导时间计算出脉搏波传导速度(PulseWaveVelocity,PWV)，可以间接评估外周血管动脉弹性功能。专利技术解决问题的方法：本专利技术的一个技术方案无创多节段外周动脉血管弹性功能的测定方法，其技术方案包括以下步骤：A、采用测量仪器的心电信息采集模块检测被检测者第I导心电波形图。第I导心电波形图包含完整的P-QRS-T波形群信息。心电波形图采样频率1000HZ；B、采用测量仪器的脉搏波采集模块检测外周多节段脉搏波波形。脉搏波传感器选用透射式光电容积脉搏波传感器和反射式光电容积脉搏波传感器两种。系统控制脉搏波传感器检测被检测者的外周节段血管的容积脉搏波波形，多节段血管的检测部位包括前侧额头部位，左测耳垂部位，右侧耳垂部位，左手食指部位，右手食指部位，左脚食指部位，右脚食指部位。脉搏波采集模块检测采集多节段血管检测部位的脉搏波波形，以获取多个节段的脉搏波波形。脉搏波波形图包含完整的ABCDE波形群信息。脉搏波的采样频率1000HZ；C、采用测量仪器的脉搏波速度测定模块计算分析脉搏波传导速度（PWV）参数。脉搏波速度测定模块对获取的心电图波形和获取多个测定点（比如前侧额头处，左右耳垂，左右手食指，左右脚食指部位处）的脉搏波波形进行分析和计算，计算出心脏到额头，心脏到耳垂，心脏到手指，心脏到脚趾的脉搏波传导速度（PWV）参数，这些PWV参数作为外周动脉血管弹性功能的评估指标。针对步骤A获取第I导心电图波形，按照下列方法进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无创多节段外周动脉血管弹性功能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：/nA、采用测量仪器的心电信息采集模块检测被检测者第I导心电波形图；/nB、采用测量仪器的脉搏波采集模块检测外周多节段脉搏波波形；脉搏波传感器选用透射式光电容积脉搏波传感器和反射式光电容积脉搏波传感器两种；系统控制脉搏波传感器检测被检测者的外周节段血管的容积脉搏波波形，多节段血管的检测部位包括前侧额头部位，左测耳垂部位，右侧耳垂部位，左手食指部位，右手食指部位，左脚食指部位，右脚食指部位；/nC、采用测量仪器的脉搏波速度测定模块计算分析脉搏波传导速度（PWV）参数；脉搏波速度测定模块对获取的心电图波形和获取多个测定点（比如前侧额头处，左右耳垂，左右手食指，左右脚食指部位处）的脉搏波波形进行分析和计算，计算出心脏到额头，心脏到耳垂，心脏到手指，心脏到脚趾的脉搏波传导速度（PWV）参数，这些PWV参数作为外周动脉血管弹性功能的评估指标。/n

【技术特征摘要】
1.一种无创多节段外周动脉血管弹性功能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、采用测量仪器的心电信息采集模块检测被检测者第I导心电波形图；
B、采用测量仪器的脉搏波采集模块检测外周多节段脉搏波波形；脉搏波传感器选用透射式光电容积脉搏波传感器和反射式光电容积脉搏波传感器两种；系统控制脉搏波传感器检测被检测者的外周节段血管的容积脉搏波波形，多节段血管的检测部位包括前侧额头部位，左测耳垂部位，右侧耳垂部位，左手食指部位，右手食指部位，左脚食指部位，右脚食指部位；
C、采用测量仪器的脉搏波速度测定模块计算分析脉搏波传导速度（PWV）参数；脉搏波速度测定模块对获取的心电图波形和获取多个测定点（比如前侧额头处，左右耳垂，左右手食指，左右脚食指部位处）的脉搏波波形进行分析和计算，计算出心脏到额头，心脏到耳垂，心脏到手指，心脏到脚趾的脉搏波传导速度（PWV）参数，这些PWV参数作为外周动脉血管弹性功能的评估指标。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A包括下列方法进行检测和分析：
A1、利用心电信息采集模块连接心电导联线左右电极片，左边电极片A与被检测左手连接，右手电极片B与被检测者右手连接，采集I导心电图波形，连续采集时长1分钟的心电图波形；
A2、利用心电信息分析模块，利用心电波形特征点识别算法确定心电图波形的R波特征点，每一个R波特征点所对应的时间被定义为经由心室收缩产生脉搏波初始时间；所述的心电信号分析模块包括A/D转换电路，信号放大电路，滤波电路，心电信号波形特征点识别模块。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B包括下列方法进行检测和分析：
B1、利用脉搏波采集模块，控制7个或者多个通道的光电容积脉搏波传感器；光电容积脉搏波传感器选用投射式和反射式两种；利用脉搏波采集模块采集检测部位的脉搏波形，采集时长1分钟脉搏波波形；
B2、利用脉搏波信号分析模块，利用脉搏波波形特征识别算法，分析每一个脉搏波周期的波形的ABCDE脉搏波特征点，并确定脉搏波的A波特征点，每一个A波特征所对应的时间被定义为脉搏波传导到测定部位的终点时间；脉搏波信号分析模块包括信号放大电路，滤波电路，A/D转换电路，脉搏波信号波形特征点识别模块。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C包括下列方法进行检测和分析：
C1、采用心电信号和脉搏波信号采集控制模块同步控制心电信息采集模块和脉搏波采集模块，实现同时同步连续监测I导联心电波形和多节段的脉搏波波形；
C2、采用心电信号特征点R波时间参数TECG测定算法,识别心电波形R波时间参数TECG-R；
C3、采用脉搏波特征点A波时间参数TPPG测定算法，识别脉搏波A波时间参数TPPG-A；
C4、采用脉搏波传导时间测定模块，根据脉搏波传导时间（hnPTT）测定公式对检测的心电波形和脉搏波波形进行同步分析，分析出心电图波形R波和获取多个测定点（比如前侧额头处，左右耳垂，左右手食指，左右脚食指部位处）的脉搏波波形A波的传导时间hnPTT[i]；
脉搏波传导时间（PTT）测定公式：
hnPTT[i]=T[i]ECG-R-T[i]PPG-A；
其中，h表示心脏起始点，n表示脉搏波测定点，i表示单周期i，T[i]ECG-R表示单周期i时刻心电波形R波时间参数，T[i]PPG-A表示单周期i时刻脉搏波波形A波时间参数；
C5、测定单心动周期脉搏波速度，利用脉搏波速度计算公式（hnPWV）计算出单个心动周期心脏到脉搏波测定点的脉搏波速度h...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩艾辰，马莹，
申请(专利权)人：深圳市迈迪优科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44