冠狀動(dòng)脈負(fù)荷檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于醫(yī)療檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種冠狀動(dòng)脈負(fù)荷檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著生物醫(yī)學(xué)工程迅猛發(fā)展，如何提高人類對(duì)疾病的早期預(yù)防和治療，增強(qiáng)機(jī)體 功能、提高健康水平一直是人們共同關(guān)心的問(wèn)題；相應(yīng)的，人們對(duì)醫(yī)學(xué)檢測(cè)手段的要求越來(lái) 越高，檢測(cè)方式已經(jīng)從人工檢測(cè)發(fā)展結(jié)合自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，現(xiàn)有技術(shù)中，采用單一形態(tài) 影像診斷儀器進(jìn)行檢測(cè)，然而，其不能滿足疾病早期診斷的需要；形態(tài)和功能相結(jié)合的新型 檢測(cè)系統(tǒng)是醫(yī)學(xué)發(fā)展的需要，向功能性檢查和疾病的早期診斷發(fā)展，向疾病的康復(fù)和愈后 評(píng)價(jià)發(fā)展延伸，正是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展所追求的目標(biāo)。
[0003] 目前，心血管疾病是病患人數(shù)最多，致死率最高的疾病，現(xiàn)有技術(shù)中，冠狀動(dòng)脈負(fù) 荷檢測(cè)過(guò)程中，常采用CT、超聲波等方式進(jìn)行檢測(cè)，且通過(guò)該種設(shè)備直接獲得血管的狹窄 率，如此，檢測(cè)成本高，且獲得的檢測(cè)結(jié)果精度較低；另外，上述設(shè)備僅能夠?qū)ρ艿莫M窄率 進(jìn)行分析，對(duì)彌漫性斑塊（急性心梗主要病因）以及FFR(體現(xiàn)心臟供血能力）等信息診斷 不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種冠狀動(dòng)脈負(fù)荷檢測(cè)系統(tǒng)及方法，所述方法包括：
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實(shí)施方式提供一種冠狀動(dòng)脈負(fù)荷檢測(cè)方 法，所述方法包括：S1、獲取參照內(nèi)腔橫截面積，以及在低頻和高頻狀態(tài)下分別獲取主設(shè)備 在對(duì)應(yīng)參照內(nèi)腔橫截面積位置的電壓值；
[0006] S2、在同一電流下，且在低頻和高頻狀態(tài)下分別獲取主設(shè)備處于所述待測(cè)物底端 位置的電壓值；
[0007] S3、驅(qū)動(dòng)所述主設(shè)備勻速運(yùn)動(dòng)，在同一電流下，且在低頻狀態(tài)下獲取所述主設(shè)備運(yùn) 動(dòng)過(guò)程中的電壓值；
[0008] S4、根據(jù)預(yù)設(shè)的固定電流值、所述內(nèi)腔橫截面積、通過(guò)步驟Sl、S2、S3獲得的電壓 值獲取待測(cè)物各個(gè)位置的橫截面積。
[0009] 作為本實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述主設(shè)備為阻抗導(dǎo)管，所述阻抗導(dǎo)管包括：球囊 導(dǎo)管，設(shè)置于所述球囊導(dǎo)管遠(yuǎn)端的第一信號(hào)發(fā)射端子，設(shè)置于所述球囊導(dǎo)管近端的第二信 號(hào)發(fā)射端子，以及設(shè)置所述球囊導(dǎo)管上，且設(shè)置于第一信號(hào)發(fā)射端子和第二信號(hào)發(fā)射端子 之間、間距相等的三個(gè)測(cè)量端子，每?jī)蓚€(gè)所述測(cè)量端子均與所述第一信號(hào)發(fā)射端子、第二信 號(hào)發(fā)射端子構(gòu)成回路；
[0010] 所述測(cè)量端子包括：從靠近所述第一信號(hào)發(fā)射端子開始，依次向所述第二信號(hào)發(fā) 射端子設(shè)置的第一測(cè)量端子D、第二測(cè)量端子E、第三測(cè)量端子F;其中，第一測(cè)量端子D與 第二測(cè)量端子E之間的距離等于第二測(cè)量端子E與第三測(cè)量端子F之間的距離；
[0011] 所述第一測(cè)量端子D與第二測(cè)量端子E之間構(gòu)成D-E回路，所述第二測(cè)量端子E 與第三測(cè)量端子F之間構(gòu)成E-F回路，所述第一測(cè)量端子D與第三測(cè)量端子F之間構(gòu)成D-F回路；
[0012] 所述電壓值包括：D-E回路對(duì)應(yīng)的第一電壓值，D-F回路對(duì)應(yīng)的第二電壓值，以及 E-F回路對(duì)應(yīng)的第三電壓值。
[0013] 作為本實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S4具體包括：對(duì)參照內(nèi)腔橫截面積、步 驟Sl獲得的電壓值進(jìn)行處理，獲得表示所述待測(cè)物中流動(dòng)的液體的電導(dǎo)率除以對(duì)應(yīng)兩個(gè) 測(cè)量端子之間的有效長(zhǎng)度的常數(shù)C;
[0014] 所述主設(shè)備處于低頻狀態(tài)下時(shí)得出：
[0016]且心二^二之^，
[0017] 其中，常數(shù)C1，常數(shù)C2，常數(shù)(：3分別表示在低頻狀態(tài)下，阻抗導(dǎo)管處于待測(cè)物中時(shí)、 所述待測(cè)物中流動(dòng)的液體的電導(dǎo)率除以對(duì)應(yīng)兩個(gè)測(cè)量端子之間的有效長(zhǎng)度，Areaie表示參 照內(nèi)腔橫截面積，U1表示第一電壓值，U2表示第二電壓值，U12表示第三電壓值，UpU2均通 過(guò)所述阻抗導(dǎo)管直接獲得，U12通過(guò)UrU2的計(jì)算獲得，U12=U2-U1;
[0018] 所述主設(shè)備處于高頻狀態(tài)下時(shí)得出：
[0020] 且C' ！=(：' 2=2C，3，
[0021] 其中，C'pC' 2，C' 3分別表示在高頻狀態(tài)下，阻抗導(dǎo)管處于待測(cè)物中時(shí)、所述待 測(cè)物中流動(dòng)的液體的電導(dǎo)率除以對(duì)應(yīng)兩個(gè)測(cè)量端子之間的有效長(zhǎng)度，Areaie表示參照內(nèi)腔 橫截面積，U':表示第一電壓值，U' 12表示第二電壓值，U' 2表示第三電壓值，U'pU' 2 均通過(guò)所述阻抗導(dǎo)管直接獲得，U' 12通過(guò)U'pU' 2的計(jì)算獲得U' 12=U' 2-U' 1<3
[0022] 作為本實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S4具體包括：根據(jù)經(jīng)過(guò)處理得到的所述 常數(shù)C，以及步驟S2獲得的電壓值得到所述阻抗導(dǎo)管處于所述待測(cè)物底端位置時(shí)，待測(cè)物 截面面積；
[0023] 所述主設(shè)備處于低頻狀態(tài)下時(shí)得出：
[0029]其中，示待測(cè)物的電導(dǎo)率，Areat=。表示所述阻抗導(dǎo)管處于所述待測(cè)物底 端位置時(shí)待測(cè)物截面面積，表示低頻時(shí)，所述阻抗導(dǎo)管處于所述待測(cè)物底端位置時(shí)的 第一電壓值，U1;^表示高頻時(shí)，所述阻抗導(dǎo)管處于所述待測(cè)物底端位置時(shí)的第一電壓值。
[0030] 作為本實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，在時(shí)間點(diǎn)t=n?At時(shí)，所述阻抗導(dǎo)管當(dāng)前所在 位置距所述阻抗導(dǎo)管處于所述待測(cè)物底端位置時(shí)的距離差為：L=V?n?At，其中，V表示 所述阻抗導(dǎo)管的回撤速度；
[0031] 所述步驟S4還包括：對(duì)D-E回路對(duì)應(yīng)的待測(cè)物的截面面積Areat = (n 1}.&和E-F 對(duì)應(yīng)的待測(cè)物的截面面積Areat =n.At，進(jìn)行線性插值，獲取D-F回路對(duì)應(yīng)的待測(cè)物的截面 面積為：
[0048] 其中，Areat= n. At表示t時(shí)刻時(shí)待測(cè)物各個(gè)位置的橫截面積，Klt=n.At表示t時(shí)刻 時(shí)D-E回路對(duì)應(yīng)的待測(cè)物的電導(dǎo)率，表示t時(shí)刻時(shí)E-F回路對(duì)應(yīng)的待測(cè)物的電導(dǎo)率， 表示t時(shí)刻時(shí)D-E回路對(duì)應(yīng)待測(cè)物的第一電壓值，Am,表示t時(shí)刻時(shí)E-F回路對(duì)應(yīng) 待測(cè)物的第二電壓值，Ui2t=:n表示t時(shí)刻時(shí)E-F回路對(duì)應(yīng)待測(cè)物的第三電壓值。
[0049] 作為本實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S4后，所述方法還包括：
[0050] 根據(jù)獲得的待測(cè)物各個(gè)位置的橫截面積獲取待測(cè)物各個(gè)位置的直徑狹窄率；
[0051] 所述直徑狹窄率=(待測(cè)物入口處正常位置的截面直徑-待測(cè)物當(dāng)前所在位置的 截面直徑）/待測(cè)物入口處正常位置的截面直徑*100%。
[0052] 作為本實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S4后，所述方法還包括：
[0053] 根據(jù)獲得的待測(cè)物各個(gè)位置的橫截面積獲得待測(cè)物各個(gè)位置的血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)；
[0054] 該步驟具體包括：
[0055] 根據(jù)獲得的待測(cè)物各個(gè)位置的橫截面積，將所述待測(cè)物分成兩個(gè)區(qū)間，所述兩個(gè) 區(qū)間分別為：正常區(qū)間和狹窄區(qū)間；
[0056] 對(duì)所述正常區(qū)間和所述狹窄區(qū)間分別計(jì)算壓力梯度；
[0057] 對(duì)所述正常區(qū)間采用Poiseuille公式沿著長(zhǎng)度積分計(jì)算壓力梯度APnmial;
[0058] 對(duì)所述狹窄區(qū)間計(jì)算壓力梯度APstencisis包括：
[0059] 對(duì)所述待測(cè)物的彎曲部位進(jìn)行虛擬修正；
[0060] 將所述待測(cè)物按照其各個(gè)位置的橫截面面積分解為二維軸對(duì)稱模型，生成結(jié)構(gòu)化 網(wǎng)格；
[0061] 根據(jù)流體力學(xué)理論中連續(xù)性方程和動(dòng)量方程，采用有限差分法解連續(xù)性方程和動(dòng) 量方程，獲取所述狹窄區(qū)間中各個(gè)位置的壓力梯度APstencisis;
[0062] 根據(jù)獲得的所述正常區(qū)間和所述狹窄區(qū)間壓力梯度，獲得血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)；
[0064] 其中，F(xiàn)FR為血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)，APtotal為所述待測(cè)物各個(gè)位置的壓力梯度總和，P3為 常數(shù)。
[0065] 作為本實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S4后，所述方法還包括：
[0066] 根據(jù)獲得的待測(cè)物各個(gè)位置的橫截面積，以及所述阻抗導(dǎo)管處于待測(cè)物各個(gè)位置 時(shí)獲得的電壓值獲得待測(cè)物各個(gè)位置的斑塊參數(shù)；
[0068] 作為本實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述方法還包括：
[0069] 根據(jù)獲取的待測(cè)物各個(gè)位置的截面面積、斑塊參數(shù)繪制待測(cè)物模型；
[0070] 接收定位指令，所述定位指令為通過(guò)所述待測(cè)物模型確定的本次定位目標(biāo)；
[0071] 再次驅(qū)動(dòng)所述主設(shè)備置于待測(cè)物底端，采用與前次相同的回撤速度再次勻速回撤 所述主設(shè)備；
[0072] 當(dāng)主設(shè)備再次獲得的參數(shù)與所述定位指令相同時(shí)，停止驅(qū)動(dòng)所述主設(shè)備移動(dòng)。
[0073] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實(shí)施方式提供一種冠狀動(dòng)脈負(fù)荷檢測(cè)系 統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：所述系統(tǒng)包括：控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊；
[0074] 所述數(shù)據(jù)采集模塊用于：獲取參照內(nèi)腔橫截面積，以及在低頻和高頻狀態(tài)下分別 獲取主設(shè)備在對(duì)應(yīng)參照內(nèi)腔橫截面積位置的電壓值；
[0075] 在同一電流下，且在低頻和高頻狀態(tài)下分別獲取主設(shè)備處于所述待測(cè)物底端位置 的電壓值；
[0076] 所述控制模塊用于驅(qū)動(dòng)所述主設(shè)備勻速運(yùn)動(dòng)，所述數(shù)據(jù)采集模塊還用于在同一電 流下，且在低頻狀態(tài)下獲取所述主設(shè)備運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的電壓值；
[0077] 所述數(shù)據(jù)處理模塊用于根據(jù)預(yù)設(shè)的固定電流值、所述內(nèi)腔橫截面積、獲得的所述 電壓值獲取待測(cè)物各個(gè)位置的橫截面積。
[0078] 作為本實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述主設(shè)備為阻抗導(dǎo)管，所述阻抗導(dǎo)管包括：球囊 導(dǎo)管，設(shè)置于所述球囊導(dǎo)管遠(yuǎn)端的第一信號(hào)發(fā)射端子，設(shè)置于所述球囊導(dǎo)管近端的第二信 號(hào)發(fā)射端子，以及設(shè)置所述球囊導(dǎo)管上，且設(shè)置于第一信號(hào)發(fā)射端子和第二信號(hào)發(fā)射端子 之間、間距相等的三個(gè)測(cè)量端子，每?jī)蓚€(gè)所述測(cè)量端子均與所述第一信號(hào)發(fā)射端子、第二信 號(hào)發(fā)射端子構(gòu)成回路；
[0079] 所述測(cè)量端子包括：從靠近所述第一信號(hào)發(fā)射端子開始，依次向所述第二信號(hào)發(fā) 射端子設(shè)置的第一測(cè)量端子D、第二測(cè)量端子E、第三測(cè)量端子F;其中，第一測(cè)量端子D與 第二測(cè)量端子E之間的距離等于第二測(cè)量端子E與第三測(cè)量端子F之間的距離；
[0080] 所述第一測(cè)量端子D與第二測(cè)量端子E之間構(gòu)成D-E回路，所述第二測(cè)量端子E 與第三測(cè)量端子F之間構(gòu)成E-F回路，所述第一測(cè)量端子D與第三測(cè)量端子F之間構(gòu)成D-F 回路；
[0081] 所述電壓值包括：D-E回路對(duì)應(yīng)的第一電壓值，D-F回路對(duì)應(yīng)的第二電壓值，以及 E-F回路對(duì)應(yīng)的第三電壓值。
[0082] 作為本實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述數(shù)據(jù)處理模塊具體用于：對(duì)參照內(nèi)腔橫截面 積、所述電壓值進(jìn)行處理，獲得表示所述待測(cè)物中流動(dòng)的液體的電導(dǎo)率除以對(duì)應(yīng)兩個(gè)測(cè)量 端子之間的有效長(zhǎng)度的常數(shù)C;
[0083] 所述主設(shè)備處于低頻狀態(tài)下時(shí)得出：
[0085] 且^二^二之^，
[0086] 其中，常數(shù)C1，常數(shù)C2，常數(shù)(：3分別表示在低頻狀態(tài)下，阻抗導(dǎo)管處于待測(cè)物中時(shí)、 所述待測(cè)物中流動(dòng)的液體的電導(dǎo)率除以對(duì)應(yīng)兩個(gè)測(cè)量端子之間的有效長(zhǎng)度，Areaie表示參 照內(nèi)腔橫截面積，U1表示第一電壓值，U2表示第二電壓值，U12表示第三電壓值，UpU2均通 過(guò)所述阻抗導(dǎo)管直接獲得，U12通過(guò)UrU2的計(jì)算獲得，U12=U2-U1;
[0087] 所述主設(shè)備處于高頻狀態(tài)下時(shí)得出：
[0089]且C，2=2C，3，
[0090] 其中，C'pC' 2，C' 3分別表示在高頻狀態(tài)下，阻抗導(dǎo)管處于待測(cè)物中時(shí)、所述待 測(cè)物中流動(dòng)的液體的電導(dǎo)率除以對(duì)應(yīng)兩個(gè)測(cè)量端子之間的有效長(zhǎng)度，Areaie表示參照內(nèi)腔 橫截面積，U':表示第一電壓值，U' 12表示第二電壓值，U' 2表示第三電壓值，U'pU' 2 均通過(guò)所述阻抗導(dǎo)管直接獲得，U' 12通過(guò)U'i、U' 2的計(jì)算獲得u' 12=u' 2-u'i。
[0091] 作為本實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述數(shù)據(jù)處理模塊具體用于：根據(jù)經(jīng)過(guò)處理得到 的所述常數(shù)C，以及獲得的所述電壓值得到所述阻抗導(dǎo)管處于所述待測(cè)物底端位置時(shí)，待測(cè) 物截面面積；
[0092] 所述主設(shè)備處于低頻狀態(tài)下時(shí)得出：
[0098] 其中，表示待測(cè)物的電導(dǎo)率，Areat=。表示所述阻抗導(dǎo)管處于所述待測(cè)物底 端位置時(shí)待測(cè)物截面面積，表示低頻時(shí)，所述阻抗導(dǎo)管處于所述待測(cè)物底端位置時(shí)的 第一電壓值，表示高頻時(shí)，所述阻抗導(dǎo)管處于所述待測(cè)物底端位置時(shí)的第一電壓值