本發(fā)明涉及超聲檢測人體脈搏波技術(shù)，具體涉及一種局部脈搏波速度測量裝置及其測量方法。

背景技術(shù)：

心血管疾病的主要作用因素是大動脈損害，較高的心血管疾病發(fā)病率強調(diào)了早期檢測動脈異常的重要性。在評價動脈的無創(chuàng)方法中，脈搏波速度測量被廣泛用作動脈彈性和硬度的指標(biāo)。技術(shù)上，許多局部測定方法利用超聲多普勒或核磁成像，這些方法多依據(jù)收縮期和舒張期的壓力變化，局限性在于需要預(yù)先知道測量部位的血壓水平，目前對于一些無法直接測量血壓的動脈如主動脈仍無法進行。此外，還有一些光學(xué)測定方法，可以對較長的節(jié)段動脈進行測量，由于靈敏度限制，該方法無法精確測量局部小段動脈脈搏波速度，且該方法的測量部位局限于淺表血管。節(jié)段脈搏波速度以及淺表血管的脈搏波速度結(jié)果無法滿足醫(yī)療診斷對于局部較深層血管脈搏波速度測量的需求，因此亟需繼續(xù)優(yōu)化改善。

超聲線陣掃描測量局部脈搏波速度技術(shù)主要是利用超聲線陣，測量脈搏波通過線陣兩端的時間差，超聲線陣兩端間距與該時間差的比值即此處局部脈搏波速度。然而，在局部脈搏波速度測量中，超聲線陣掃描需要滿足高幀頻的要求，否則由于脈搏波速度較快，超聲線陣將無法捕捉到脈搏波。而臨床用超聲系統(tǒng)幀頻不能滿足需求，這導(dǎo)致很難直接利用臨床超聲線陣進行局部脈搏波的測量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出了一種利用兩個相距一定距離的聚焦超聲單探頭對血管壁進行m-mode成像，獲得血管壁的時間位移曲線，并計算出局部脈搏波速度的裝置和方法。

本發(fā)明的一個目的在于提出一種局部脈搏波速度測量裝置。

本發(fā)明的局部脈搏波速度測量裝置包括：第一和第二超聲聚焦單探頭、第一和第二固定裝置、第一和第二脈沖發(fā)生接收器、信號發(fā)生器、數(shù)據(jù)采集卡、醫(yī)用超聲線陣、線陣采集單元和pc機；其中，醫(yī)用超聲線陣連接至線陣采集單元；第一和第二超聲聚焦單探頭分別固定在第一和第二固定裝置上；第一和第二超聲聚焦單探頭分別與第一和第二脈沖發(fā)生接收器連接；第一和第二脈沖發(fā)生接收器分別通過第一通道和第二通道連接至數(shù)據(jù)采集卡；信號發(fā)生器分別連接至數(shù)據(jù)采集卡、第一和第二脈沖發(fā)生接收器；數(shù)據(jù)采集卡連接至pc機；在醫(yī)用超聲線陣的兩端分別通過第一和第二固定裝置設(shè)置第一和第二超聲聚焦單探頭；醫(yī)用超聲線陣的檢測表面與第一和第二超聲聚焦單探頭的中心線共面，并且第一和第二超聲聚焦單探頭的中心線與醫(yī)用超聲線陣的檢測表面垂直；醫(yī)用超聲線陣檢測到皮膚下的動脈血管的位置及深度，通過調(diào)整使得醫(yī)用超聲線陣的檢測表面與體內(nèi)局部的動脈血管平行；通過第一和第二固定裝置分別調(diào)整第一和第二超聲聚焦單探頭的高度，使得第一和第二超聲聚焦單探頭的聚焦區(qū)域分別位于動脈血管壁上；信號發(fā)生器產(chǎn)生高重復(fù)頻率的同步觸發(fā)信號，控制數(shù)據(jù)采集卡、第一和第二脈沖發(fā)生接收器同步；第一和第二脈沖發(fā)生接收器產(chǎn)生同步的脈沖電壓，并分別驅(qū)動第一和第二超聲聚焦單探頭；第一和第二超聲聚焦單探頭分別發(fā)出超聲信號，傳輸至動脈血管壁的表面；第一和第二超聲聚焦單探頭分別接收動脈血管壁反射回來的超聲信號，并將超聲信號轉(zhuǎn)換成電信號，分別傳輸至第一和第二脈沖發(fā)生接收器；第一和第二脈沖發(fā)生接收器分別通過第一通道和第二通道將信號傳輸至數(shù)據(jù)采集卡；數(shù)據(jù)采集卡將數(shù)據(jù)傳輸至pc機，pc機獲得第一和第二超聲聚焦單探頭的聚焦區(qū)域處的兩個脈搏波的原始波形圖，并通過計算得到局部脈搏波速度。

第一和第二超聲聚焦單探頭之間的距離為d，根據(jù)第一和第二超聲聚焦單探頭探測到由于脈搏波引起兩個聚焦區(qū)域的血管壁的位移的原始波形圖，計算得到它們的相對延遲時間δt；則局部脈搏波速度pwv＝d/δt。

信號發(fā)生器產(chǎn)生超過1千赫茲的高重復(fù)頻率。

傳統(tǒng)的醫(yī)用超聲采集系統(tǒng)就包括了醫(yī)用超聲線陣、線陣采集單元、信號處理單元和圖像顯示單元，因此，本發(fā)明直接在傳統(tǒng)的醫(yī)用超聲線陣的兩端分別設(shè)置超聲聚焦單探頭，節(jié)省了改裝超聲線陣的成本，相比傳統(tǒng)醫(yī)用超聲線陣來說，本發(fā)明提高了檢測靈敏度和探測深度，即能夠檢測更加微小的血管壁位移以及更深的血管壁位移，操作簡單，只需先在醫(yī)用超聲采集系統(tǒng)的圖像上找到平行于超聲線陣的待測的動脈血管即可進行測量。

pc機包括信號處理單元、圖像顯示單元和計算單元；其中，數(shù)據(jù)采集卡采集的數(shù)據(jù)傳輸至信號處理單元，信號處理單元將第一超聲聚焦單探頭和第二超聲聚焦單探頭接收到的時序超聲信號以時間-信號幅值形式，并傳輸至圖像顯示單元顯示出原始波形；原始波形傳輸至計算單元在計算單元，利用第一超聲聚焦單探頭得到的原始波形，計算第一超聲聚焦單探頭正下方對應(yīng)的血管下壁與血管上壁的位移之差即血管直徑的變化，并繪制出血管直徑隨時間變化的時序波形，對于第二超聲聚焦單探頭接收到的原始波形，做同樣的處理，得到第二超聲聚焦單探頭正下方對應(yīng)的血管直徑隨時間變化的時序波形；通過比較第一與第二超聲聚焦單探頭對應(yīng)的血管直徑隨時間變化波形，得到兩者的相對延時，即δt，利用pwv＝d/δt即計算出脈搏波速度。pc機設(shè)置采集卡的采集延遲點數(shù)與采集點數(shù)，延遲點數(shù)與動脈血管壁的深度相應(yīng)，采集點數(shù)與動脈血管壁的厚度相應(yīng)，至少覆蓋動脈血管壁的厚度。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種局部脈搏波速度的測量方法。

本發(fā)明的局部脈搏波速度的測量方法，包括以下步驟：

1)將第一和第二超聲聚焦單探頭分別固定在第一和第二固定裝置上，通過第一和第二固定裝置分別將第一和第二超聲聚焦單探頭分別放置在醫(yī)用超聲線陣的兩端，醫(yī)用超聲線陣的檢測表面與第一和第二超聲聚焦單探頭的中心線共面，并且第一和第二超聲聚焦單探頭的中心線與醫(yī)用超聲線陣的檢測表面垂直；

2)將醫(yī)用超聲線陣放置在皮膚表面，連接至醫(yī)用超聲采集系統(tǒng)，在醫(yī)用超聲采集系統(tǒng)的圖像上，檢測到皮膚下的動脈血管的位置及深度，調(diào)整醫(yī)用超聲線陣的位置，使得其檢測表面與局部的動脈血管平行；

3)根據(jù)步驟2)中測量得到的局部的動脈血管的深度，通過第一和第二固定裝置分別調(diào)整第一和第二超聲聚焦單探頭的高度，分別將第一和第二超聲聚焦單探頭的聚焦區(qū)域調(diào)整到動脈血管壁上；

4)信號發(fā)生器產(chǎn)生同步觸發(fā)脈沖，控制數(shù)據(jù)采集卡、第一和第二脈沖發(fā)生接收器同步；

5)第一和第二脈沖發(fā)生接收器產(chǎn)生同步的脈沖電壓，并分別驅(qū)動第一和第二超聲聚焦單探頭；

6)第一和第二超聲聚焦單探頭分別發(fā)出超聲信號，傳輸至動脈血管壁的表面；

7)第一和第二超聲聚焦單探頭分別接收動脈血管壁反射回來的超聲信號，并將超聲信號轉(zhuǎn)換成電信號，分別傳輸至第一和第二脈沖發(fā)生接收器；

8)第一和第二脈沖發(fā)生接收器將信號放大并分別通過第一通道和第二通道傳輸至數(shù)據(jù)采集卡；

9)數(shù)據(jù)采集卡將數(shù)據(jù)傳輸至pc機，pc機分析數(shù)據(jù)獲得第一和第二超聲聚焦單探頭的聚焦區(qū)域探測到由于脈搏波引起血管壁位移的原始波形圖，并通過計算得到局部脈搏波速度。

其中，在步驟9)中，第一和第二超聲聚焦單探頭之間的距離為d，根據(jù)第一和第二超聲聚焦單探頭探測到由于脈搏波引起兩個聚焦區(qū)域的動脈血管壁的位移的原始波形圖，計算得到它們的相對延遲時間δt；則局部脈搏波速度pwv＝d/δt。

本發(fā)明的優(yōu)點：

本發(fā)明直接在傳統(tǒng)的醫(yī)用超聲采集系統(tǒng)的醫(yī)用超聲線陣的兩端分別設(shè)置超聲聚焦單探頭，而不需要使用昂貴的高幀頻超聲系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)超聲線陣來說，本發(fā)明提高了檢測靈敏度和探測深度，即能夠檢測更加微小的血管壁位移以及更深的血管壁位移，操作簡單，只需先在醫(yī)用超聲采集系統(tǒng)的圖像上找到與醫(yī)用超聲線陣的走向平行的待測的動脈血管即可進行測量；與此同時，超聲聚焦單探頭具有檢測分辨率高，探測深度大，采集模塊獨立，拆卸靈活等優(yōu)點，將其與傳統(tǒng)醫(yī)用超聲線陣結(jié)合，對局部脈搏波速度進行測量具有很大改善。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的局部脈搏波速度測量裝置的一個實施例的示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明的局部脈搏波速度測量方法的一個實施例得到的兩個聚焦區(qū)域的血管壁位移的原始波形圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，通過具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。

如圖1所示，本實施例的局部脈搏波速度測量裝置包括：第一超聲聚焦單探頭a、第二超聲聚焦單探頭b、第一和第二脈沖發(fā)生接收器、信號發(fā)生器、數(shù)據(jù)采集卡、醫(yī)用超聲線陣t、線陣采集單元、信號處理單元、圖像顯示單元和pc機；其中，醫(yī)用超聲線陣連接至線陣采集單元；第一和第二超聲聚焦單探頭分別固定在第一和第二固定裝置上；第一和第二超聲聚焦單探頭分別與第一和第二脈沖發(fā)生接收器連接；第一和第二脈沖發(fā)生接收器分別通過第通道和第二通道連接至數(shù)據(jù)采集卡；信號發(fā)生器分別連接至數(shù)據(jù)采集卡、第一和第二脈沖發(fā)生接收器；數(shù)據(jù)采集卡連接至pc機；醫(yī)用超聲線陣t的檢測表面與局部的動脈血管v平行，放置在皮膚表面s；在醫(yī)用超聲線陣的兩端分別通過第一和第二固定裝置設(shè)置第一和第二超聲聚焦單探頭a和b；醫(yī)用超聲線陣t的檢測表面與第一和第二超聲聚焦單探頭的中心線共面，并且第一和第二超聲聚焦單探頭的中心線與醫(yī)用超聲線陣的檢測表面垂直；通過調(diào)節(jié)第一和第二固定裝置，調(diào)整第一和第二超聲聚焦單探頭的高度，分別將兩個單探頭的聚焦區(qū)域調(diào)整到動脈血管壁上，分別位于動脈血管壁的表面；第一和第二超聲聚焦單探頭之間的距離為d。

如圖2所示，第一和第二超聲聚焦單探頭之間的距離為d，根據(jù)第一和第二超聲聚焦單探頭探測到由于脈搏波引起兩個聚焦區(qū)域的動脈血管壁的位移的原始波形圖，計算得到它們的相對延遲時間δt；則局部脈搏波速度pwv＝d/δt。

最后需要注意的是，公布實施例的目的在于幫助進一步理解本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明及所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換和修改都是可能的。因此，本發(fā)明不應(yīng)局限于實施例所公開的內(nèi)容，本發(fā)明要求保護的范圍以權(quán)利要求書界定的范圍為準(zhǔn)。