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使用經(jīng)胸肺部多普勒超聲測(cè)量肺部血壓的制作方法與工藝

文檔序號(hào):12200651閱讀:來(lái)源:國(guó)知局
使用經(jīng)胸肺部多普勒超聲測(cè)量肺部血壓的制作方法與工藝

技術(shù)特征:
1.一種監(jiān)測(cè)患者的肺部或心血管系統(tǒng)的方法,所述方法包括步驟:將超聲能量傳送進(jìn)所述患者的至少一個(gè)肺內(nèi);檢測(cè)由所述至少一個(gè)肺內(nèi)的血管和圍繞所述血管且充滿空氣的肺泡之間的運(yùn)動(dòng)邊界引起的反射超聲能量的多普勒頻移,以提供所述至少一個(gè)肺內(nèi)的功率和速度的數(shù)據(jù);改變所述至少一個(gè)肺內(nèi)的氣壓;監(jiān)測(cè)所述檢測(cè)到的多普勒頻移響應(yīng)于所述氣壓的改變而發(fā)生的變化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中功率和速度的數(shù)據(jù)是在多個(gè)不同氣壓水平中的每一個(gè)下從所述至少一個(gè)肺中獲取的。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中功率和速度的數(shù)據(jù)是從所述至少一個(gè)肺內(nèi)的至少兩個(gè)不同位置處獲取的。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,進(jìn)一步包括步驟:將分類算法應(yīng)用到所述功率和速度的數(shù)據(jù)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述超聲能量是來(lái)自于有效橫截面至少為0.5cm2的脈沖波超聲束。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中所述脈沖波超聲束具有在0.5cm2和3cm2之間的有效橫截面。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中所述脈沖波超聲束是使用單組元的轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中所述脈沖波超聲束具有1到3kHz之間的脈沖重復(fù)頻率。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,進(jìn)一步包括步驟:對(duì)至少一個(gè)氣壓水平進(jìn)行識(shí)別,在所述至少一個(gè)氣壓水平下的總功率接近零。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,進(jìn)一步包括步驟:對(duì)至少一個(gè)氣壓水平進(jìn)行識(shí)別,在所述至少一個(gè)氣壓水平下,總功率小于在所述至少一個(gè)肺內(nèi)的所述氣壓不升高時(shí)所獲取的總功率的10%。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述功率和速度的數(shù)據(jù)是從所述至少一個(gè)肺內(nèi)的第2、第4和第6肋間隙處獲取的,第2、第4和第6肋間隙分別為ICS2、ICS4和ICS6,并且進(jìn)一步包括步驟:將分類算法應(yīng)用到(a)在ICS4和ICS6之間的、在T波結(jié)束后的第一速度峰值段的峰值速度的比率,(b)在ICS4和ICS2之間的、在T波結(jié)束后的第一速度峰值段的功率整數(shù)值的比率,(c)在ICS2和ICS6之間的、在R波后的第一速度峰值段的峰值速度的比率,以及(d)在ICS4和ICS6之間的、先于下一個(gè)R波的速度峰值段的功率整數(shù)值的比率。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中,在相當(dāng)于至少一個(gè)心動(dòng)周期的時(shí)間段內(nèi),將超聲能量傳送到所述至少一個(gè)肺內(nèi)的第一位置,并且,在相當(dāng)于至少一個(gè)心動(dòng)周期的時(shí)間段內(nèi),接著將超聲能量傳送到所述至少一個(gè)肺內(nèi)的第二位置。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,進(jìn)一步包括步驟:使所述至少一個(gè)肺內(nèi)的氣壓升高到一個(gè)水平,在所述水平下,預(yù)計(jì)未患肺動(dòng)脈高壓的患者的血流量會(huì)下降;以及其中,在所述氣壓升高時(shí),從所述至少一個(gè)肺中獲取功率和速度的數(shù)據(jù);及基于獲取到的所述功率和速度的數(shù)據(jù),確定總功率是否高于閾值。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其中所述閾值是所述總功率的20%,預(yù)期在這種情形下正常患者肺內(nèi)的氣壓不會(huì)升高。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,進(jìn)一步包括步驟:將所述至少一個(gè)肺內(nèi)的所述氣壓升高至少10mmHg。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,進(jìn)一步包括步驟:將所述至少一個(gè)肺內(nèi)的所述氣壓升高至少15mmHg。17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,進(jìn)一步包括步驟:將所述至少一個(gè)肺內(nèi)的所述氣壓升高至少20mmHg。18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中反射超聲能量使用復(fù)式傳感器檢測(cè)。19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,進(jìn)一步包括步驟:用降噪算法處理所述功率和速度的數(shù)據(jù),以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于通過(guò)至少一個(gè)肺內(nèi)的血管和圍繞所述血管且充滿空氣的肺泡之間的運(yùn)動(dòng)邊界產(chǎn)生的信號(hào)的功率和速度的數(shù)據(jù)組,相對(duì)于其他反射超聲信號(hào)是噪音降低的。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法,其中所述降噪算法包括邊緣檢測(cè)和使用至少一種邊緣檢測(cè)算法的包絡(luò)計(jì)算,借此將代表在至少一個(gè)肺內(nèi)的血管和圍繞所述血管且充滿空氣的肺泡之間的邊界的運(yùn)動(dòng)的所述功率和速度的數(shù)據(jù)的分段和代表從其他反射超聲信號(hào)出現(xiàn)的噪音的分段隔開(kāi)。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其中所述至少一個(gè)邊緣檢測(cè)算法選自:(A)在任何給定的時(shí)間(ti),通過(guò)將閾值thr(ti)設(shè)置成與在給定的時(shí)間ti近端內(nèi)的最低能量的區(qū)域內(nèi)的最高能量水平相等,來(lái)定義每個(gè)功率頻譜A(ti)的閾值thr(ti),以及把所有高于所述閾值thr(ti)的功率頻譜A(ti)歸為對(duì)應(yīng)于代表至少一個(gè)肺內(nèi)的血管和圍繞所述血管且充滿空氣的肺泡之間邊界的運(yùn)動(dòng)的所述功率和速度的數(shù)據(jù)的分段,以及把功率頻譜A(ti)的所有其他部分歸為對(duì)應(yīng)于代表從其他反射超聲信號(hào)出現(xiàn)的噪音的所述功率和速度的數(shù)據(jù)的分段;和/或(B)對(duì)于每個(gè)時(shí)間t={l,2,…N},計(jì)算P(t)={噪音區(qū)域內(nèi)的功率頻譜A(t)的平均值},定義基于{P(l),P(2),...P(N)}的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差的閾值thr2,以及在P(t')>thr2的每個(gè)t'處,通過(guò)升高上包絡(luò)或降低下包絡(luò)來(lái)減小P(t'),直到P(t')<=閾值thr2。22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其中,組合所述邊緣檢測(cè)算法計(jì)算出來(lái)的邊緣。23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其中,在使用所述至少一個(gè)邊緣檢測(cè)算法前,取多個(gè)心動(dòng)周期的功率和速度的數(shù)據(jù)的平均值。24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法,其中取4到20個(gè)周期間的所述功率和速度的數(shù)據(jù)的平均值。25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法,其中每個(gè)周期以R波為界。26.一種用于測(cè)量患者的肺部血壓的裝置,所述裝置包括:壓力傳感器,所述壓力傳感器被配置成測(cè)量所述患者的至少一個(gè)肺內(nèi)的氣壓;轉(zhuǎn)換器,所述轉(zhuǎn)換器被配置成將超聲能量傳送到所述至少一個(gè)肺內(nèi)的目標(biāo)區(qū)域中、檢測(cè)從所述目標(biāo)區(qū)域反射的超聲能量、及生成基于所述檢測(cè)到的超聲能量的輸出;及多普勒信號(hào)處理器,所述多普勒信號(hào)處理器被配置成處理所述轉(zhuǎn)換器的所述輸出、在多個(gè)不同氣壓水平中的每一個(gè)下從所述至少一個(gè)肺內(nèi)連續(xù)獲取功率和速度的數(shù)據(jù)、及基于所述獲取到的功率和速度的數(shù)據(jù)對(duì)所述患者的所述肺部血壓進(jìn)行估算。27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置,其中功率和速度的數(shù)據(jù)是從所述至少一個(gè)肺內(nèi)的至少兩個(gè)不同位置處獲取。28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置,其中所述處理器通過(guò)將分類算法應(yīng)用到所述功率和速度的數(shù)據(jù)來(lái)估算所述肺部血壓。29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置,其中所述轉(zhuǎn)換器傳送有效橫截面至少為0.5cm2的脈沖波超聲束。30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置,其中所述脈沖波超聲束具有在0.5cm2和3cm2之間的有效橫截面。31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置,其中所述脈沖波超聲束是使用單組元的轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的。32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置,其中所述轉(zhuǎn)換器傳送脈沖重復(fù)頻率在1到3kHz之間的脈沖波超聲束。33.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置,其中所述處理器通過(guò)對(duì)至少一個(gè)所述氣壓水平進(jìn)行識(shí)別來(lái)估算所述肺部血壓,在所述至少一個(gè)所述氣壓水平下的總功率接近零。34.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置,其中所述處理器通過(guò)對(duì)至少一個(gè)所述氣壓水平進(jìn)行識(shí)別來(lái)估算所述肺部血壓,在所述至少一個(gè)所述氣壓水平下的總功率小于當(dāng)所述至少一個(gè)肺內(nèi)的所述氣壓水平不升高時(shí)所獲取的總功率的10%。35.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置,其中所述功率和速度的數(shù)據(jù)是從所述至少一個(gè)肺內(nèi)的第2、第4和第6肋間隙處獲取的,第2、第4和第6肋間隙分別為ICS2、ICS4和ICS6,并且所述處理器通過(guò)應(yīng)用分類算法來(lái)估算所述肺部血壓,所述應(yīng)用算法被應(yīng)用至:(a)在ICS4和ICS6之間的、在T波結(jié)束后的第一速度峰值段的峰值速度的比率,(b)在ICS4和ICS2之間的、在T波結(jié)束后的第一速度峰值段的功率整數(shù)值的比率,(c)在ICS2和ICS6之間的、在R波后的第一速度峰值段的峰值速度的比率,以及(d)在ICS4和ICS6之間的、先于下一個(gè)R波的速度峰值段的功率整數(shù)值的比率。36.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置,其中,在相當(dāng)于至少一個(gè)心動(dòng)周期的時(shí)間段內(nèi),將超聲能量傳送到所述至少一個(gè)肺內(nèi)的第一位置,并且,在相當(dāng)于至少一個(gè)心動(dòng)周期的時(shí)間段內(nèi),接著將超聲能量傳送到所述至少一個(gè)肺內(nèi)的第二位置。37.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置,其中,使所述至少一個(gè)肺內(nèi)的氣壓升高到一個(gè)水平,在所述水平下,預(yù)計(jì)未患肺動(dòng)脈高壓的患者的血流會(huì)下降,以及在所述氣壓升高時(shí),從所述至少一個(gè)肺中獲取功率和速度的數(shù)據(jù),以及基于獲取到的所述功率和速度的數(shù)據(jù),確定總功率是否高于閾值。38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的裝置,其中所述閾值是所述總功率的20%,預(yù)期在這種情形下正常患者肺內(nèi)的氣壓不會(huì)升高。39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的裝置,其中將所述至少一個(gè)肺內(nèi)的所述氣壓升高至少10mmHg。40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的裝置,其中將所述至少一個(gè)肺內(nèi)的所述氣壓升高至少15mmHg。41.根據(jù)權(quán)利要求38所述的裝置,其中將所述至少一個(gè)肺內(nèi)的所述氣壓升高至少20mmHg。42.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置,其中所述反射超聲能量使用復(fù)式傳感器檢測(cè)。43.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置,其中所述處理器用降噪算法處理所述功率和速度的數(shù)據(jù),以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于通過(guò)至少一個(gè)肺內(nèi)的血管和圍繞所述血管且充滿空氣的肺泡之間的運(yùn)動(dòng)邊界產(chǎn)生的信號(hào)的功率和速度的數(shù)據(jù)組,相對(duì)于其他反射超聲信號(hào)是噪音降低的。44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的裝置,其中所述降噪算法包括邊緣檢測(cè)和使用至少一種邊緣檢測(cè)算法的包絡(luò)計(jì)算,借此將代表在至少一個(gè)肺內(nèi)的血管和圍繞所述血管且充滿空氣的肺泡之間的邊界的運(yùn)動(dòng)的所述功率和速度的數(shù)據(jù)的分段和代表從其他反射超聲信號(hào)出現(xiàn)的噪音的分段隔開(kāi)。45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的裝置,其中所述至少一個(gè)邊緣檢測(cè)算法選自:(A)在任何給定的時(shí)間(ti),通過(guò)將閾值thr(ti)設(shè)置成與在給定的時(shí)間ti近端內(nèi)的最低能量的區(qū)域內(nèi)的最高能量水平相等,來(lái)定義每個(gè)功率頻譜A(ti)的閾值thr(ti),以及把所有高于所述閾值thr(ti)的功率頻譜A(ti)歸為對(duì)應(yīng)于代表至少一個(gè)肺內(nèi)的血管和圍繞所述血管且充滿空氣的肺泡之間邊界的運(yùn)動(dòng)的所述功率和速度的數(shù)據(jù)的分段,以及把功率頻譜A(ti)的所有其他部分歸為對(duì)應(yīng)于代表從其他反射超聲信號(hào)出現(xiàn)的噪音的所述功率和速度的數(shù)據(jù)的分段;和/或(B)對(duì)于每個(gè)時(shí)間t={l,2,…N},計(jì)算P(t)={噪音區(qū)域內(nèi)的功率頻譜A(t)的平均值},定義基于{P(l),P(2),...P(N)}的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差的閾值thr2,以及在P(t')>thr2的每個(gè)t'處,通過(guò)升高上包絡(luò)或降低下包絡(luò)來(lái)減小P(t'),直到P(t')<=閾值thr2。46.根據(jù)權(quán)利要求44所述的裝置,其中,組合所述邊緣檢測(cè)算法計(jì)算出來(lái)的邊緣。47.根據(jù)權(quán)利要求44所述的裝置,其中,在使用所述至少一個(gè)邊緣檢測(cè)算法前,取多個(gè)心動(dòng)周期的功率和速度的數(shù)據(jù)的平均值。48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的裝置,其中取4到20個(gè)周期間的所述功率和速度的數(shù)據(jù)的平均值。49.根據(jù)權(quán)利要求47所述的裝置,其中每個(gè)周期以R波為界。
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