基于超声的外周血管张力测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于超声的外周血管张力测量方法及装置，涉及血流动力学监测技术领域。本发明专利技术采集外周动脉的超声影像和动脉频谱数据，从外周动脉的超声图像中得到外周动脉的压力梯度变化特征参数；根据外周动脉设定时间段内连续多个心动周期的动脉频谱数据，得到血流速度的上升和下降的阻力特征参数和外周动脉前向血流量；利用压力梯度变化特征参数、阻力特征参数和前向血流量，三者综合反映外周动脉血管张力情况。本发明专利技术可使用超声实现无创、便捷且动态实时的反映外周血管张力，通过外周血管张力波形图可反馈血流动力学变化，有利于反馈预警，有助于健康管理和临床指导。有助于健康管理和临床指导。有助于健康管理和临床指导。

【技术实现步骤摘要】
基于超声的外周血管张力测量方法及装置


[0001]本专利技术涉及血流动力学监测
，更具体地说涉及一种基于超声的外周血管张力测量方法及装置。

技术介绍

[0002]重症患者由于严重创伤、感染等影响易出现低张力循环障碍情况，并易发生脓毒症，导致病情加重及死亡。对重症患者进行血流动力学监测一方面能够对病情发生变化的机理进行判断以及了解病情严重程度，另一方面能够为临床选择合适的治疗方案及药物提供指导，并可评估疗效、预估预后，在重症患者治疗中是一项不可或缺的重要措施。
[0003]血流动力学监测分为有创、无创两种类型；其中，无创血流动力学监测中超声心排血量监测、胸部生物电阻抗法在临床中应用较为广泛。有创血流动力学监测为PICCO监测，PICCO监测能对重症患者的血流动力学状态进行直观、动态的显示，可更准确地评估患者的心功能、血管阻力、血容量等指标。
[0004]外周血管是除了心脑血管以外的血管，包括四肢、头颈部和躯干的动、静脉血管，外周血管的分布更广泛，外周血管更多、更长，发生的疾病也较多，从外周血管张力可以反映的病情变化更加明显。
[0005]无论是有创血流动力学监测手段或是无创血流动力学监测手段，均可以直接测量得到血管阻力，但无法通过单一血管阻力得到外周血管张力情况变化。

技术实现思路

[0006]为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本专利技术提供了一种基于超声的外周血管张力测量方法及装置，本专利技术的专利技术目的在于解决多普勒超声无法实现外周血管张力测量的问题。本申请采集外周动脉的超声影像和动脉频谱数据，从外周动脉的超声图像中提取出各外周动脉舒张期血管特征参数和收缩期血管特征参数，计算得到外周动脉每个心动周期的动脉壁特征参数；得到外周动脉的压力梯度变化特征参数；根据外周动脉设定时间段内连续多个心动周期的动脉频谱数据，计算外周动脉每个心动周期中血流速度的上升和下降的阻力特征参数，根据动脉频谱中测出外周动脉血流速度时间积分，结合外周动脉横截面积CSA，计算出外周动脉前向血流量；利用压力梯度变化特征参数、阻力特征参数和前向血流量，三者综合反映外周动脉血管张力情况。本专利技术可使用超声实现无创、便捷且动态实时的反映外周血管张力，通过外周血管张力波形图可反馈血流动力学变化，有利于反馈预警，有助于健康管理和临床指导。
[0007]为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术是通过下述技术方案实现的。
[0008]本专利技术第一方面提供了一种基于超声的外周血管张力测量方法，该测量方法包括以下步骤：S1、采集并获取被测者的外周动脉在设定时间段内连续多个心动周期的超声影像和对应的动脉频谱数据；将获取得到的超声影像逐帧处理成二维超声图像；
S2、按照每个心动周期的收缩期和舒张期，从连续多个心动周期的外周动脉二维超声图像中提取出外周动脉对应的舒张期血管特征参数和收缩期血管特征参数，计算得到外周动脉每个心动周期的动脉壁特征参数；根据舒张期血管特征参数、收缩期血管特征参数和动脉壁特征参数，得到外周动脉的压力梯度变化特征参数；S3、根据外周动脉设定时间段内连续多个心动周期的动脉频谱数据，计算外周动脉每个心动周期中血流速度的上升和下降的阻力特征参数；S4、采用微积分或图像识别方法从外周动脉在设定时间段内连续多个心动周期对应的动脉频谱中测出外周动脉血流速度时间积分VTI，结合外周动脉横截面积CSA，计算出外周动脉前向血流量VTI*CSA；S5、根据S2步骤得到的外周动脉的压力梯度变化特征参数、S3步骤得到的外周动脉的阻力特征参数和S4步骤得到的外周动脉前向血流量，反映外周动脉血管张力情况。
[0009]进一步优选的，上述S2步骤中，所述外周动脉的压力梯度变化特征参数包括压力梯度变化正常、压力梯度变化增大和压力梯度变化减小；其中所述外周动脉的压力梯度变化特征参数是通过舒张期血管特征参数、收缩期血管特征参数和动脉壁特征参数绘制由近心端往远心端的外周动脉血管压力的梯度变化波形图，将该梯度变化波形图与预设的金标准梯度变化波形图进行对比，若该梯度变化波形图与金标准梯度变化波形图相比波峰变高变陡，则表示压力梯度变化增大；若波峰变矮变缓，则表示压力梯度变化减小；若与金标准梯度变化波形图近似，则为压力梯度变化正常。
[0010]进一步优选的，S1步骤中同时采集并获取被测者多个外周动脉在相同设定时间段内连续多个心动周期的超声影像和对应的动脉频谱数据；S5步骤得到被测者各外周动脉的张力情况后，将被测者各外周动脉的张力情况反映在一张图中。
[0011]进一步优选的，所述外周动脉包括鼻烟壶动脉、桡动脉、肱动脉、足背动脉和/或腘动脉中任意一种或多种的组合。
[0012]更进一步优选的，S1步骤中，采集外周动脉的超声影像时，根据外周动脉的特性，采集该外周动脉特性对应的切面超声影像。
[0013]更进一步优选的，具体的，针对鼻烟壶动脉，采集鼻烟壶动脉长轴切面超声影像；针对桡动脉，采集桡动脉短轴切面超声影像；针对肱动脉，采集肱动脉短轴切面超声影像；针对足背动脉，采集足背动脉短轴切面超声影像；针对腘动脉，采集腘动脉短轴切面超声影像。
[0014]进一步优选的，S5步骤中，外周动脉的压力梯度变化特征参数、阻力特征参数和前向血流量，反映外周动脉血管张力情况具体是指：分别将压力梯度变化特征参数、阻力特征参数和前向血流量与预设的压力梯度变化标准参数范围、预设的阻力标准参数范围和前向血流量标准参数范围进行比较，根据三者的比较结果反映外周动脉张力情况。
[0015]更进一步优选的，反映的外周动脉血管张力情况具体为低张力、张力适中和高张力，具体的，外周动脉阻力正常、压力梯度变化正常和前向血流量正常，表现为外周动脉血管张力适中，表示外周动脉血管适度收缩；外周动脉阻力增大、压力梯度变化增大、前向血流量降低，表现为外周动脉血管高
张力，表示外周动脉血管过度收缩；外周动脉阻力减小、压力梯度变化减小、前向血流量降低，表现为外周动脉血管低张力，表示外周动脉血管过度舒张。
[0016]进一步优选的，S2步骤中，利用训练好的图像分割模型，对外周动脉的二维超声图像进行目标区域的提取，并根据提取出的目标区域的像素点的大小和数量得到舒张期血管特征参数和收缩期血管特征参数。
[0017]更进一步优选的，所述舒张期血管特征参数包括舒张期血管直径和舒张期动脉壁厚度；所述收缩期血管特征参数包括收缩期血管直径和收缩期动脉壁厚度。
[0018]更进一步优选的，所述动脉壁特征参数包括动脉壁厚度、动脉壁厚度变化率、动脉壁厚度变化速度、动脉壁厚度变化峰速度、动脉横截面面积、动脉横截面面积变化率和动脉横截面面积变化速度。
[0019]进一步优选的，S3步骤中，动脉频谱数据中横轴表示时间，纵轴表示血流速度，通过分析血流速度随时间的变化情况反映血管阻力。
[0020]更进一步优选的，外周动脉每个心动周期中血流速度的上升和下降的阻力特征参数包括血流速度的上升时间、下降时间、上升速度变化、下降速度变化、上升斜率、下降斜率和上升下降时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于超声的外周血管张力测量方法，其特征在于，该测量方法包括以下步骤：S1、采集并获取被测者的外周动脉在设定时间段内连续多个心动周期的超声影像和对应的动脉频谱数据；将获取得到的超声影像逐帧处理成二维超声图像；S2、按照每个心动周期的收缩期和舒张期，从连续多个心动周期的外周动脉二维超声图像中提取出外周动脉对应的舒张期血管特征参数和收缩期血管特征参数，计算得到外周动脉每个心动周期的动脉壁特征参数；根据舒张期血管特征参数、收缩期血管特征参数和动脉壁特征参数，得到外周动脉的压力梯度变化特征参数；S3、根据外周动脉设定时间段内连续多个心动周期的动脉频谱数据，计算外周动脉每个心动周期中血流速度的上升和下降的阻力特征参数；S4、采用微积分或图像识别方法从外周动脉在设定时间段内连续多个心动周期对应的动脉频谱中测出外周动脉血流速度时间积分VTI，结合外周动脉横截面积CSA，计算出外周动脉前向血流量VTI*CSA；S5、根据S2步骤得到的外周动脉的压力梯度变化特征参数、S3步骤得到的外周动脉的阻力特征参数和S4步骤得到的外周动脉前向血流量，反映外周动脉血管张力情况。2.如权利要求1所述的基于超声的外周血管张力测量方法，其特征在于：S2步骤中，所述外周动脉的压力梯度变化特征参数包括压力梯度变化正常、压力梯度变化增大和压力梯度变化减小；其中所述外周动脉的压力梯度变化特征参数是通过舒张期血管特征参数、收缩期血管特征参数和动脉壁特征参数绘制由近心端往远心端的外周动脉血管压力的梯度变化波形图，将该梯度变化波形图与预设的金标准梯度变化波形图进行对比，若该梯度变化波形图与金标准梯度变化波形图相比波峰变高变陡，则表示压力梯度变化增大；若波峰变矮变缓，则表示压力梯度变化减小；若与金标准梯度变化波形图近似，则为压力梯度变化正常。3.如权利要求1所述的基于超声的外周血管张力测量方法，其特征在于：S1步骤中同时采集并获取被测者多个外周动脉在相同设定时间段内连续多个心动周期的超声影像和对应的动脉频谱数据；S5步骤得到被测者各外周动脉的张力情况后，将被测者各外周动脉的张力情况反映在一张图中。4.如权利要求1
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3任意一项所述的基于超声的外周血管张力测量方法，其特征在于：所述外周动脉包括鼻烟壶动脉、桡动脉、肱动脉、足背动脉和/或腘动脉中任意一种或多种的组合。5.如权利要求4所述的基于超声的外周血管张力测量方法，其特征在于：S1步骤中，采集外周动脉的超声影像时，根据外周动脉的特性，采集该外周动脉特性对应的切面超声影像。6.如权利要求5所述的基于超声的外周血管张力测量方法，其特征在于：针对鼻烟壶动脉，采集鼻烟壶动脉长轴切面超声影像；针对桡动脉，采集桡动脉短轴切面超声影像；针对肱动脉，采集肱动脉短轴切面超声影像；针对足背动脉，采集足背动脉短轴切面超声影像；针对腘动脉，采集腘动脉短轴切面超声影像。7.如权利要求1
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3任意一项所述的基于超声的外周血管张力测量方法，其特征在于：S5步骤中，外周动脉的压力梯度变化特征参数、阻力特征参数和前向血流量，反映外周动脉血管张力情况具体是指：
分别将压力梯度变化特征参数、阻力特征参数和前向血流量与预设的压力梯度变化标准参数范围、预设的阻力标准参数范围和前向血流量标准参数范围进行比较，根据三者的比较结果反映外周动脉张力情况。8.如权利要求7所述的基于超声的外周血管张力测量方法，其特征在于：反映的外周动脉血管张力情况具体为低张力、张力适中和高张力，具体的，外周动脉阻力正常、压力梯度变化正常和前向血流量正常，表现为外周动脉血管张力适中，表示外周动脉血管适度收缩；外周动脉阻力增大、压力梯度变化增大、前向血流量降低，表现为外周动脉血管高张力，表示外周动脉血管过度收缩；外周动脉阻力减小、压力梯度变化减小、前向血流量降低，表现为外周动脉血管低张力，表示外周动脉血管过度舒张。9.如权利要求1
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3任意一项所述的基于超声的外周血管张力测量方法，其特征在于：S2步骤中，利用训练好的图像分割模型，对外周动脉的二维超声图像进行目标区域的提取，并根据提取出的目标区域的像素点的大小和数量得到舒张期血管特征参数和收缩期血管特征参数。10.如权利要求9所述的基于超声的外周血管张力测量方法，其特征在于：所述舒张期血管特征参数包括舒张期血管直径和舒张期动脉壁厚度；所述收缩期血管特征参数包括收缩期血管直径和收缩期动脉壁厚度。11.如权利要求10所述的基于超声的外周血管张力测量方法，其特征在于：所述动脉壁特征参数包括动脉壁厚度、动脉壁厚度变化率、动脉壁厚度变化速度、动脉壁厚度变化峰速度、动脉横截面面积、动脉横截面面积变化率和动脉横截面面积变化速度。12.如权利要求1
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3任意一项所述的基于超声的外周血管张力测量方法，其特征在于：S3步骤中，动脉频谱数据中横轴表示时间，纵轴表示血流速度，通过分析血流速度随时间的变化情况反映血管阻力。13. 如权利要求1所述的基于超声的外周血管张力测量方法，其特征在于：外周动脉每个心动周期中血流速度的上升和下降的阻力特征参数包括血流速度的上升时间 、下降时间、上升速度变化、下降速度变化、上升斜率、下降斜率和上升下降时...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴小容，尹万红，秦瑶，周然，曾学英，廖天治，吕操，刘俊廷，
申请(专利权)人：成都华慕创联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：