脉动血流的多普勒探测制造技术

脉动波多普勒是公知的用于量化循环系统中血流的超声技术。通过使用短脉冲的超声并测量返回回波的频移，就可以估计身体内较窄空间中血流的速度。动脉血流表现出心脏跳动调制的特征模式。然而，静脉表现出的流动在本质上更难以预测，在大多数时间是连续的，但是有时是脉动的。在一些情况下，静脉萎陷并探测不到流动。因为静脉中难以预测的流动，就使得探测和区别静脉和动脉变得很困难。本发明专利技术通过调制流动为可以利用多普勒超声技术识别的模式来克服血流这种难以预测的本质。由于依赖于施加的压力动脉和静脉表现出不同的流动调制模式，因此就可以将其区分开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】脉动血流的多普勒探测本专利技术涉及通过多普勒方法探测血流，具体的说，涉及辅助的脉动血 流超声多普勒探测。在临床医师想要获得关于患者血流信息的时候执行超声多普勒诊断。 流速的显示可以通过频谱多普勒显示来进行，其中以图形方式显示速度， 或是通过彩色多普勒显示，其中以阴影或颜色色调表示速度。在一些情况下，仅用流探测就可以定位包含血流的血管，如Schwartz等人的专利 US5474073 "用于三维显示的超声诊断扫描"中所描述的。通过对多普勒流 信号源成像，就可以推断包含血流的血管的位置。这种技术在确定器官移 植或是其他手术修复血管系统的有效性时很有用。在需要更高位置精度时，使用多普勒血流信号确定血管可以用于其他 诊断或手术的情况。例如，在研究精细的层流特性时，或是需要在血管中 放置导管或针时，就需要标识血管腔中心。然而，静脉系统中的血流会限 制多普勒探测的能力。毛细血管床缓冲左心室的直接压力，静脉中流速会 显示出较低压力并且不均匀和低速。在一些情况下，具有这些特性的静脉 会实际上萎陷(collapse)。如果可以识别的话，具有较少或没有可分辨脉动 的低速流动条件会使得通过多普勒手段识别血管变得很难。因此，想要甚 至在这些不利条件下用多普勒超声定位诸如静脉的低流速血管。依照本专利技术的原理，提供了一种装置和方法，用于在血管中导致脉动 流，这可以帮助通过超声多普勒技术探测流动。这里使用的术语"脉动的" 表示流速一个或多个周期性或非周期性的系列改变。通过对血管施加压力 堵塞血管中的血流。在施加压力的时候，压力使得从血流变为堵塞。在释 放压力并且血管再次打开时，堵塞的血流将突然冲过(surge through)血管。 这种流动的突然变化更容易被多普勒超声探测到，且该流动改变的源表示 血管的位置。在下面描述的例子中，自动的血压泵和袖带用于施加堵塞和 释放的压力序列，其在血管中产生独特的脉动流模式，并可以容易地与心 脏产生的动脉脉动流区别开。在图中附图说明图1示出与堵塞外周血管的压力袖带结合形成依照本专利技术原理构建的 超声系统的框图；图2示出超声系统中的若干多普勒显示；图3a、 3b和3c是对压力袖带的控制信号的图形显示，以及堵塞的血管 和未堵塞的动脉的脉动的多普勒流特性。首先参照图1,以框图的形式示出了依照本专利技术的原理构建的超声系 统。超声探头IO包括超声换能器阵列12，其发送超声波并接收超声回波信 号，所有都在获取波束形成器14的控制之下。接收的回波信号可以与发射 的频率相同，或是比发射频率的谐波更高或更低。通过获取波束形成器14 提供对换能器发射和接收的回波信号处理的控制。发射和接收的波束可在 平面区域上偏转(steer)以用于二维成像，或是在立体区域中偏转以用于三维 成像。可以探测并处理相干回波信号用于B模式显示，该相干回波信号可 与多普勒处理器16和18耦合用于频谱和/或彩色流显示，或可以用于B模 式和多普勒显示，如专利US6139501(Roundhill等人)中所描述的。处理的B 模式和多普勒信号被耦合到图像处理器22，在这里将信号处理用于以所需 图像格式的显示，并随后在图像显示器26上显示。可以采集实时图像序列 并以r.f.、估计、原始或复合显示形式存储在电影回放(Cindoop)存储器24 中，可以从该存储器重放图像序列以供更加详细的分析或是再处理。图2示出图像显示，其示出多普勒超声系统产生的图像类型。图2示 出彩色流多普勒图像40，其用于对彩色框42之内的部分血管50的血流速 度成像。彩色流图像是通过叠加组织结构的B模式图像和流过同样区域的 彩色多普勒图像而形成的图像，由此产生和重叠两个空间上对应的图像。 在图2的例子中，彩色重叠不覆盖整个B模式图像，而是仅覆盖彩色框区 域42，以避免需要收集彩色框42之外的多普勒信息并由此增加显示帧频。 通过将采样体52设置在血管50的中心上，就启动彩色流图像40中示出的 解剖结构中一点处的流的频谱分析。将流方向光标54设置为与血流方向对 准用于角度校正。优选的，该流方向光标设定和角度校正是自动执行的，如专利US6464637(Criton等人)中所述。从样本体位置52以较高速率获得 多普勒数据并用于产生频谱多普勒显示72，如图底部所示。频谱显示中的 每条竖线表示在样本体位置的即时速度值的范围，如沿频谱显示的水平时 间轴所描绘的。峰值速度值70和平均速度值62可以通过超声系统自动跟 踪，如专利US5287753(Routh等人)中所述。与显示屏幕上彩色流图像40 临近的是彩色条60,其将彩色流的图描绘为速度值的范围。在此图中，正 速度(参照探头)在颜色上从绿色(G)延伸到黄色(Y)，而负速度从浅蓝色(LB) 延伸到深蓝色(DB)，其中绿色和黄色之间的零速度点是颜色基线。依照本专利技术的原理，图1的超声系统包括用于堵塞血流并由此人为导 致脉动流的装置。压力控制器20耦接到获取波束形成器14、频谱和彩色流 多普勒处理器16和18、图像处理器22和膨胀泵28。与超声系统其他区域 的连接提供了时间标记，以表示通过附加在患者身上的压力袖带80施加压 力和/或释放压力的时间。通过激励泵28将空气泵入袖带，增加袖带的压力 以堵塞附加有袖带的肢体中的血管。在要释放袖带压力的时候，在压力控 制器20的控制下，将袖带80的压力线中的阀打开以释放压力。尽管此例 子示出使用自动血压监护仪中通常使用的气体膨胀压力袖带，但是还可以 使用空气之外的流体。压縮力小于空气的流体可以更快地将压力施加到肢 体上，但是在释放压力时对于关闭的系统来说需要流体保存器。空气系统 还不受泵中麻烦的密封和泄漏的可能性的影响。尽管图1的例子示出堵塞系统和超声系统其余部分之间的通信和同步， 但也不一定就是这种情况。包括压力控制器20、泵28以及压力袖带80的 堵塞系统可以整个与超声系统分开并独立。该分幵的系统可以自由运行、 以与超声系统的操作完全独立的发生速率和时间周期性地使袖带膨胀和收 縮。在操作中，将袖带80套在患者的肢体上，且超声探头10放在要执行 诊断的血管穿过其中的点上，或是连接到穿过袖带80的血管上。在图1的 例子中，其中要这样检查血管的点52处于手臂远离袖带80的位置上。通 过设置的多普勒探头，压力控制器20控制泵28周期性地使袖带80膨胀和 收縮，由此在所检査的血管中产生人为导致的流速调制。泵28的典型的控 制信号如图3a所示，其是简单的开关方波(on-offsquarewave)102。在方波的每个正向转换103时，泵使袖带80膨胀以在远离袖带的肢体的血管中整 个或是部分堵塞血流，且在诸如104和106的每个负向转换时，就打开压 力阀，使得堵塞的血管打开，并且抑制的血压冲过先前堵塞的血管。这将 使得通过之前堵塞的血管的流动速度暂时增加，通过在时间上与反向膨胀 压力转换104和106对应的速度峰值114和116，该增加可以由多普勒超声 探测到，如图3b所示。在图3b中，这些多普勒波形中暂时、人为导致的 流动峰值使得先前堵塞的血管变得比通过第一速度峰值114之前(左侧)的多 普勒波形流动状态中的更加容易分辨。在图3a的例子中，可以看到以与心脏泵浦产生的脉动血流完全不同的 速率使袖带膨胀和收縮。图3c本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于探测血管中的流动的系统，包括：堵塞设备，其可以周期性地或非周期性地堵塞血管；超声换能器，用于接收来自血管的多普勒信号，该血管中的血流受到周期性或非周期性堵塞的血管的血流的影响；以及　多普勒处理器，耦接到该超声换能器；以及　输出设 备，耦接到该多普勒处理器，其产生标识与该周期性或非周期性堵塞对应的血流速度的信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J彼得鲁齐洛，E科昂索拉尔，B杜福特，B拉朱，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]