冠狀動脈負荷檢測系統及檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于醫療檢測技術領域，涉及一種冠狀動脈負荷檢測系統及檢測方法。
【背景技術】
[0002] 隨著生物醫學工程迅猛發展，如何提高人類對疾病的早期預防和治療，增強機體 功能、提高健康水平一直是人們共同關心的問題；相應的，人們對醫學檢測手段的要求越來 越高，檢測方式已經從人工檢測發展結合自動化設備進行檢測，現有技術中，采用單一形態 影像診斷儀器進行檢測，然而，其不能滿足疾病早期診斷的需要；形態和功能相結合的新型 檢測系統是醫學發展的需要，向功能性檢查和疾病的早期診斷發展，向疾病的康復和愈后 評價發展延伸，正是現代醫學發展所追求的目標。
[0003] 目前，心血管疾病是病患人數最多，致死率最高的疾病，現有技術中，冠狀動脈負 荷檢測過程中，常采用CT、超聲波等方式進行檢測，且通過該種設備直接獲得血管的狹窄 率，如此，檢測成本高，且獲得的檢測結果精度較低；另外，上述設備僅能夠對血管的狹窄率 進行分析，對彌漫性斑塊（急性心梗主要病因）以及FFR(體現心臟供血能力）等信息診斷 不足。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的在于提供一種冠狀動脈負荷檢測系統及方法，所述方法包括：
[0005] 為了實現上述發明目的之一，本發明一實施方式提供一種冠狀動脈負荷檢測方 法，所述方法包括：S1、獲取參照內腔橫截面積，以及在低頻和高頻狀態下分別獲取主設備 在對應參照內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下分別獲取主設備處于所述待測物底端 位置的電壓值；
[0007] S3、驅動所述主設備勻速運動，在同一電流下，且在低頻狀態下獲取所述主設備運 動過程中的電壓值；
[0008] S4、根據預設的固定電流值、所述內腔橫截面積、通過步驟Sl、S2、S3獲得的電壓 值獲取待測物各個位置的橫截面積。
[0009] 作為本實施方式的進一步改進，所述主設備為阻抗導管，所述阻抗導管包括：球囊 導管，設置于所述球囊導管遠端的第一信號發射端子，設置于所述球囊導管近端的第二信 號發射端子，以及設置所述球囊導管上，且設置于第一信號發射端子和第二信號發射端子 之間、間距相等的三個測量端子，每兩個所述測量端子均與所述第一信號發射端子、第二信 號發射端子構成回路；
[0010] 所述測量端子包括：從靠近所述第一信號發射端子開始，依次向所述第二信號發 射端子設置的第一測量端子D、第二測量端子E、第三測量端子F;其中，第一測量端子D與 第二測量端子E之間的距離等于第二測量端子E與第三測量端子F之間的距離；
[0011] 所述第一測量端子D與第二測量端子E之間構成D-E回路，所述第二測量端子E 與第三測量端子F之間構成E-F回路，所述第一測量端子D與第三測量端子F之間構成D-F回路；
[0012] 所述電壓值包括：D-E回路對應的第一電壓值，D-F回路對應的第二電壓值，以及 E-F回路對應的第三電壓值。
[0013] 作為本實施方式的進一步改進，所述步驟S4具體包括：對參照內腔橫截面積、步 驟Sl獲得的電壓值進行處理，獲得表示所述待測物中流動的液體的電導率除以對應兩個 測量端子之間的有效長度的常數C;
[0014] 所述主設備處于低頻狀態下時得出：
[0016]且心二^二之^，
[0017] 其中，常數C1，常數C2，常數(：3分別表示在低頻狀態下，阻抗導管處于待測物中時、 所述待測物中流動的液體的電導率除以對應兩個測量端子之間的有效長度，Areaie表示參 照內腔橫截面積，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 過所述阻抗導管直接獲得，U12通過UrU2的計算獲得，U12=U2-U1;
[0018] 所述主設備處于高頻狀態下時得出：
[0020] 且C' ！=(：' 2=2C，3，
[0021] 其中，C'pC' 2，C' 3分別表示在高頻狀態下，阻抗導管處于待測物中時、所述待 測物中流動的液體的電導率除以對應兩個測量端子之間的有效長度，Areaie表示參照內腔 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 均通過所述阻抗導管直接獲得，U' 12通過U'pU' 2的計算獲得U' 12=U' 2-U' 1<3
[0022] 作為本實施方式的進一步改進，所述步驟S4具體包括：根據經過處理得到的所述 常數C，以及步驟S2獲得的電壓值得到所述阻抗導管處于所述待測物底端位置時，待測物 截面面積；
[0023] 所述主設備處于低頻狀態下時得出：
[0029]其中，示待測物的電導率，Areat=。表示所述阻抗導管處于所述待測物底 端位置時待測物截面面積，表示低頻時，所述阻抗導管處于所述待測物底端位置時的 第一電壓值，U1;^表示高頻時，所述阻抗導管處于所述待測物底端位置時的第一電壓值。
[0030] 作為本實施方式的進一步改進，在時間點t=n?At時，所述阻抗導管當前所在 位置距所述阻抗導管處于所述待測物底端位置時的距離差為：L=V?n?At，其中，V表示 所述阻抗導管的回撤速度；
[0031] 所述步驟S4還包括：對D-E回路對應的待測物的截面面積Areat = (n 1}.&和E-F 對應的待測物的截面面積Areat =n.At，進行線性插值，獲取D-F回路對應的待測物的截面 面積為：
[0048] 其中，Areat= n. At表示t時刻時待測物各個位置的橫截面積，Klt=n.At表示t時刻 時D-E回路對應的待測物的電導率，表示t時刻時E-F回路對應的待測物的電導率， 表示t時刻時D-E回路對應待測物的第一電壓值，Am,表示t時刻時E-F回路對應 待測物的第二電壓值，Ui2t=:n表示t時刻時E-F回路對應待測物的第三電壓值。
[0049] 作為本實施方式的進一步改進，所述步驟S4后，所述方法還包括：
[0050] 根據獲得的待測物各個位置的橫截面積獲取待測物各個位置的直徑狹窄率；
[0051] 所述直徑狹窄率=(待測物入口處正常位置的截面直徑-待測物當前所在位置的 截面直徑）/待測物入口處正常位置的截面直徑*100%。
[0052] 作為本實施方式的進一步改進，所述步驟S4后，所述方法還包括：
[0053] 根據獲得的待測物各個位置的橫截面積獲得待測物各個位置的血流儲備分數；
[0054] 該步驟具體包括：
[0055] 根據獲得的待測物各個位置的橫截面積，將所述待測物分成兩個區間，所述兩個 區間分別為：正常區間和狹窄區間；
[0056] 對所述正常區間和所述狹窄區間分別計算壓力梯度；
[0057] 對所述正常區間采用Poiseuille公式沿著長度積分計算壓力梯度APnmial;
[0058] 對所述狹窄區間計算壓力梯度APstencisis包括：
[0059] 對所述待測物的彎曲部位進行虛擬修正；
[0060] 將所述待測物按照其各個位置的橫截面面積分解為二維軸對稱模型，生成結構化 網格；
[0061] 根據流體力學理論中連續性方程和動量方程，采用有限差分法解連續性方程和動 量方程，獲取所述狹窄區間中各個位置的壓力梯度APstencisis;
[0062] 根據獲得的所述正常區間和所述狹窄區間壓力梯度，獲得血流儲備分數；
[0064] 其中，FFR為血流儲備分數，APtotal為所述待測物各個位置的壓力梯度總和，P3為 常數。
[0065] 作為本實施方式的進一步改進，所述步驟S4后，所述方法還包括：
[0066] 根據獲得的待測物各個位置的橫截面積，以及所述阻抗導管處于待測物各個位置 時獲得的電壓值獲得待測物各個位置的斑塊參數；
[0068] 作為本實施方式的進一步改進，所述方法還包括：
[0069] 根據獲取的待測物各個位置的截面面積、斑塊參數繪制待測物模型；
[0070] 接收定位指令，所述定位指令為通過所述待測物模型確定的本次定位目標；
[0071] 再次驅動所述主設備置于待測物底端，采用與前次相同的回撤速度再次勻速回撤 所述主設備；
[0072] 當主設備再次獲得的參數與所述定位指令相同時，停止驅動所述主設備移動。
[0073] 為了實現上述發明目的之一，本發明一實施方式提供一種冠狀動脈負荷檢測系 統，所述系統包括：所述系統包括：控制模塊、數據采集模塊、數據處理模塊；
[0074] 所述數據采集模塊用于：獲取參照內腔橫截面積，以及在低頻和高頻狀態下分別 獲取主設備在對應參照內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下分別獲取主設備處于所述待測物底端位置 的電壓值；
[0076] 所述控制模塊用于驅動所述主設備勻速運動，所述數據采集模塊還用于在同一電 流下，且在低頻狀態下獲取所述主設備運動過程中的電壓值；
[0077] 所述數據處理模塊用于根據預設的固定電流值、所述內腔橫截面積、獲得的所述 電壓值獲取待測物各個位置的橫截面積。
[0078] 作為本實施方式的進一步改進，所述主設備為阻抗導管，所述阻抗導管包括：球囊 導管，設置于所述球囊導管遠端的第一信號發射端子，設置于所述球囊導管近端的第二信 號發射端子，以及設置所述球囊導管上，且設置于第一信號發射端子和第二信號發射端子 之間、間距相等的三個測量端子，每兩個所述測量端子均與所述第一信號發射端子、第二信 號發射端子構成回路；
[0079] 所述測量端子包括：從靠近所述第一信號發射端子開始，依次向所述第二信號發 射端子設置的第一測量端子D、第二測量端子E、第三測量端子F;其中，第一測量端子D與 第二測量端子E之間的距離等于第二測量端子E與第三測量端子F之間的距離；
[0080] 所述第一測量端子D與第二測量端子E之間構成D-E回路，所述第二測量端子E 與第三測量端子F之間構成E-F回路，所述第一測量端子D與第三測量端子F之間構成D-F 回路；
[0081] 所述電壓值包括：D-E回路對應的第一電壓值，D-F回路對應的第二電壓值，以及 E-F回路對應的第三電壓值。
[0082] 作為本實施方式的進一步改進，所述數據處理模塊具體用于：對參照內腔橫截面 積、所述電壓值進行處理，獲得表示所述待測物中流動的液體的電導率除以對應兩個測量 端子之間的有效長度的常數C;
[0083] 所述主設備處于低頻狀態下時得出：
[0085] 且^二^二之^，
[0086] 其中，常數C1，常數C2，常數(：3分別表示在低頻狀態下，阻抗導管處于待測物中時、 所述待測物中流動的液體的電導率除以對應兩個測量端子之間的有效長度，Areaie表示參 照內腔橫截面積，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 過所述阻抗導管直接獲得，U12通過UrU2的計算獲得，U12=U2-U1;
[0087] 所述主設備處于高頻狀態下時得出：
[0089]且C，2=2C，3，
[0090] 其中，C'pC' 2，C' 3分別表示在高頻狀態下，阻抗導管處于待測物中時、所述待 測物中流動的液體的電導率除以對應兩個測量端子之間的有效長度，Areaie表示參照內腔 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 均通過所述阻抗導管直接獲得，U' 12通過U'i、U' 2的計算獲得u' 12=u' 2-u'i。
[0091] 作為本實施方式的進一步改進，所述數據處理模塊具體用于：根據經過處理得到 的所述常數C，以及獲得的所述電壓值得到所述阻抗導管處于所述待測物底端位置時，待測 物截面面積；
[0092] 所述主設備處于低頻狀態下時得出：
[0098] 其中，表示待測物的電導率，Areat=。表示所述阻抗導管處于所述待測物底 端位置時待測物截面面積，表示低頻時，所述阻抗導管處于所述待測物底端位置時的 第一電壓值，表示高頻時，所述阻抗導管處于所述待測物底端位置時的第一電壓值