一種微循環(huán)血流速度測量裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微循環(huán)血流速度測量裝置及方法埋，屬于醫(yī)療保險(xiǎn)器械技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，微循環(huán)是指微動(dòng)脈和微靜脈之間的血液循環(huán)。微循環(huán)的基本功能是進(jìn)行血液和組織液之間的物質(zhì)交換。正常情況下，微循環(huán)的血流量與組織器官、組織細(xì)胞的代謝水平相適應(yīng)，保證各組織器官的血液灌流量并調(diào)節(jié)回心血量。
[0003]如果微循環(huán)發(fā)生障礙，將會(huì)直接影響各器官的生理功能。微循環(huán)障礙如果發(fā)生在神經(jīng)系統(tǒng)，就會(huì)使腦細(xì)胞供血、供氧不足，引起頭痛頭暈、失眠多夢、記憶不好甚至中風(fēng)；微循環(huán)障礙如果發(fā)生在心血管系統(tǒng)，使心臟細(xì)胞營養(yǎng)不足，就會(huì)發(fā)生胸悶、心慌、心律不齊、心絞痛甚至心肌梗塞；微循環(huán)障礙如果發(fā)生在呼吸系統(tǒng)，就會(huì)氣短、憋悶、咳嗽、哮喘、重者呼吸驟停；微循環(huán)障礙如果發(fā)生在消化系統(tǒng)，會(huì)使胃腸功能減弱、紊亂，引起胃腸道疾病。其他臟器、肌肉和骨骼、關(guān)節(jié)等，都可能出現(xiàn)微循環(huán)障礙而發(fā)生病癥。
[0004]微循環(huán)障礙直接影響著延年益壽。隨著年齡的增長，微循環(huán)功能會(huì)逐漸下降，據(jù)測定，50?59歲時(shí)最為突出，70歲以后下降速度相對(duì)減緩。生理上的退行性變化，造成一定程度上的病理改變，使血管的灌流不足，促使其功能障礙加重，最終導(dǎo)致人體衰老的急劇來臨。因此，人到老年，要特別注意加強(qiáng)自我保健，改善微循環(huán)，以利益壽。
[0005]目前臨床上應(yīng)用較廣的微循環(huán)判斷方法為:
[0006]一、灌注血管密度(PVD)評(píng)測法:該方法評(píng)價(jià)毛細(xì)血管功能，其可以通過血管密度(vessels density, VD)乘以灌注血管比例(proport 1n of perfused vessels, PPV)計(jì)算而來(PVD = VDXPPV)。其中，PPV =[血管總數(shù)一(間斷灌注血管數(shù)+灌注缺失血管數(shù))]/血管總數(shù)X 100%。
[0007]此方法具有較高的可重復(fù)性，優(yōu)點(diǎn)在于涉及多種變量，通過對(duì)圖像中的方格內(nèi)交叉的毛細(xì)血管的計(jì)數(shù)及毛細(xì)血管總長度的測量，可較好地得到毛細(xì)血管密度。不足之處是沒有考慮到血流中的紅細(xì)胞流速；隨著圖像的放大，水平線和垂直線會(huì)隨之發(fā)生改變，從而對(duì)圖像與數(shù)據(jù)的采集產(chǎn)生影響，此外在后期數(shù)據(jù)處理時(shí)，放大圖像與原始圖像可能會(huì)存在差異。
[0008]二、微血管血流指數(shù)評(píng)分:微血管血流指數(shù)(microvascualr flow index，MFI)評(píng)分是指，將鏡下視野(20μπιΧ20μπι)分為四個(gè)象限，可根據(jù)血流的主要類型分為:血流缺失(O級(jí))、血流間斷(I級(jí))、血流緩慢(2級(jí))，正常血流(3級(jí))。此評(píng)分可重復(fù)性高，易于測量，并且考慮到了評(píng)價(jià)連續(xù)慢血流的情況。該方法的缺點(diǎn)在于缺少評(píng)價(jià)功能性毛細(xì)血管密度的相關(guān)信息，無法對(duì)灌注不足的微血管進(jìn)行準(zhǔn)確檢測。此外，該方法對(duì)微血管的檢測為按序進(jìn)行，每個(gè)評(píng)分等級(jí)的劃分并不明確，難于定量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:解決現(xiàn)有技術(shù)中不能準(zhǔn)確檢測微循環(huán)血流速度的問題。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種微循環(huán)血流速度測量裝置，包括:
[0011]中央控制單元、生理信息采集單元、信號(hào)調(diào)理單元、顯示單元；
[0012]所述顯示單元與所述生理信息采集單元分別與所述中央控制單元通信連接；所述生理信息采集單元與所述信號(hào)調(diào)理單元通信連接；
[0013]所述生理信息采集單元采集用戶的心電信號(hào)、指端容積脈搏信號(hào)、腕部反射脈搏波信號(hào)傳輸至所述信號(hào)調(diào)理電路，信號(hào)調(diào)理電路對(duì)采集到的心電信號(hào)、指端容積脈搏信號(hào)、腕部反射脈搏波信號(hào)后進(jìn)行調(diào)理處理后，傳輸至所述中央控制單元，所述中央控制單元將調(diào)理處理后的心電信號(hào)、指端容積脈搏信號(hào)、腕部反射脈搏波信號(hào)后計(jì)算得到動(dòng)脈及微血管中的血流速度，中央控制單元根據(jù)計(jì)算得到的血流速度向顯示單元傳輸信號(hào)提示用戶。
[0014]其中較優(yōu)地，所述生理信息采集單元包括心電傳感器、指夾式血氧傳感器、反射式光電傳感器；
[0015]所述心電傳感器用于采集用戶的單導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)；
[0016]所述指夾式血氧傳感器用于采集用戶指端容積脈搏信號(hào)；
[0017]所述反射式光電傳感器用于采集用戶腕部反射脈搏波信號(hào)。
[0018]其中較優(yōu)地，所述心電傳感器包括接觸式貼片心電電極。
[0019]其中較優(yōu)地，指夾式血氧傳感器包括投射式紅外光光電對(duì)管。
[0020]其中較優(yōu)地，還包括腕帶和殼體，所述腕帶連接在所述殼體兩端，所述中央控制單元、信所述號(hào)調(diào)理單元設(shè)置于所述殼體內(nèi)，所述心電傳感器、上述指夾式血氧傳感器通過所述殼體上的接口與所述中央控制單元連接；所述顯示單元嵌入所述殼體遠(yuǎn)離手腕的一面；所述反射式光電傳感器設(shè)置與所述殼體靠近手腕一面。
[0021]其中較優(yōu)地，所述中央控制器采用MSP4305529控制器。
[0022]其中較優(yōu)地，還包括通信模塊，所述通信模塊與所述中央控制單元連接，所述中央控制單元根據(jù)計(jì)算得到的血流速度傳輸至上位機(jī)。
[0023]其中較優(yōu)地，所述動(dòng)脈及微血管中的血流速度是所述中央控制單元通過微循環(huán)血流傳導(dǎo)系數(shù)和所述不同微循環(huán)狀態(tài)統(tǒng)計(jì)模型得計(jì)算到的。
[0024]本法發(fā)明還提供一種微循環(huán)血流速度測量方法，包括如下步驟:
[0025]大量獲取人體生理參數(shù)，根據(jù)獲得的人體生理參數(shù)和采用回歸算法建立不同微循環(huán)狀態(tài)統(tǒng)計(jì)模型；
[0026]采集用戶的心電信號(hào)、指端容積脈搏信號(hào)、腕部反射脈搏波信號(hào)；
[0027]對(duì)采集到的心電信號(hào)、指端容積脈搏信號(hào)、腕部反射脈搏波信號(hào)后進(jìn)行調(diào)理處理；
[0028]計(jì)算心電信號(hào)與指端容積脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間差Tl、指端容積脈搏信號(hào)與腕部反射脈搏波信號(hào)的時(shí)間差T2、心電信號(hào)腕部反射脈搏波信號(hào)的時(shí)間差T3 ;
[0029]根據(jù)心電信號(hào)與指端容積脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間差Tl、指端容積脈搏信號(hào)與腕部反射脈搏波信號(hào)的時(shí)間差T2、心電信號(hào)腕部反射脈搏波信號(hào)的時(shí)間差T3計(jì)算得到微循環(huán)血流傳導(dǎo)系數(shù)；
[0030]根據(jù)微循環(huán)血流傳導(dǎo)系數(shù)和所述不同微循環(huán)狀態(tài)統(tǒng)計(jì)模型得到微循環(huán)血流狀況的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
[0031]其中較優(yōu)地，所述微循環(huán)血流傳導(dǎo)系數(shù)是按下式計(jì)算的:
[0032]K = T1XT2/T3
[0033]其中，K表示微循環(huán)血流傳導(dǎo)系數(shù)，Tl表示心電信號(hào)與指端容積脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間差，T2表不指端容積脈搏信號(hào)與腕部反射脈搏波信號(hào)的時(shí)間差，T3表不心電信號(hào)腕部反射脈搏波信號(hào)的時(shí)間差。
[0034]本發(fā)明提供的微循環(huán)血流速度測量裝置及方法，通過采集分析用戶的實(shí)時(shí)心電、指端及腕部脈搏波信號(hào)，計(jì)算各路信號(hào)時(shí)間差，從而得到微循環(huán)血流速度，最終給予用戶實(shí)時(shí)顯示微循環(huán)血流參數(shù)。因此，本發(fā)明并實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶生理信息的實(shí)時(shí)采集與傳輸。本發(fā)明可嵌入于穿戴設(shè)備或病房監(jiān)護(hù)設(shè)備中，用于對(duì)微循環(huán)血流速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測并顯示。
【附圖說明】
[0035]圖1是本發(fā)明微循環(huán)血流速度測量裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2是本發(fā)明微循環(huán)血流速度測量裝置整體效果圖；
[0037]圖3是本發(fā)明微循環(huán)血流速度測量裝置的顯示裝置示意圖；
[0038]圖4是本發(fā)明微循環(huán)血流速度測量裝置的反射式光電傳感器安裝示意圖；
[0039]圖5是本發(fā)明指夾式血氧傳感器示意圖；
[0040]圖6是本發(fā)明紐扣式心電傳感器示意圖；
[0041]圖7是本發(fā)明心電、指端容積脈搏波、腕部反射脈搏波時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0043]如圖1所示，一種微循環(huán)血流速度測量裝置，包括:中央控制單元、生理信息采集單元、信號(hào)調(diào)理單元、顯示單元；顯示單元與生理信息采集單元分別與中央控制單元通信連接；生理信息采集單元與信號(hào)調(diào)理單元通信連接；生理信息采集單元采集用戶的心電信號(hào)、指端容積脈搏信號(hào)、腕部反射脈搏波信號(hào)傳輸至信號(hào)調(diào)理電路，信號(hào)調(diào)理單元對(duì)采集到的心電信號(hào)、指端容積脈搏信號(hào)、腕部反射脈搏波信號(hào)后進(jìn)行調(diào)理處理后，傳輸至中央控制單元，中央控制單元將調(diào)理處理后的心電信號(hào)、指端容積脈搏信號(hào)、腕部反射脈搏波信號(hào)后計(jì)算得到動(dòng)脈及微血管中的血流速度，中央控制單元根據(jù)計(jì)算得到的血流速度向顯示單元傳輸信號(hào)提示用戶。下面對(duì)本發(fā)明提供的微循環(huán)血流速度測量裝置展開詳細(xì)的說明。
[0044]在本發(fā)明中，生理信息采集單元包括心電傳感器、指夾式血氧傳感器、反射式光電傳感器；心電傳感器用于采集用戶的單導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)；指夾式血氧傳感器用于采集用戶指端容積脈搏信號(hào)；反射式光電傳感器用于采集用戶腕部反射脈搏波信號(hào)。
[0045]在本發(fā)明中，信號(hào)調(diào)理單元包括信號(hào)調(diào)理電路:信號(hào)調(diào)理電路采用生物電放大器提高共模抑制比，對(duì)生理信號(hào)進(jìn)行采集。并內(nèi)置低通濾波器及50Hz陷波器進(jìn)行濾波。此外，對(duì)處理后的心電及脈搏波信號(hào)進(jìn)行放大。
[0046]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，本微循環(huán)血流速度測量裝置可以被制成一種可穿戴的腕表形式，如圖2所示，該可穿戴的微循環(huán)血流速度測量裝置包括腕帶11和殼體1，腕帶11連接在殼體I兩端，中央控制單元、信號(hào)調(diào)理單元設(shè)置于殼