CN109316177A - 一种用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于专门适用于特定应用的数字计算或数据处理的设备或方法技术领域，公开了一种用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估装置及方法，包括：血流检测模块、血压监测模块、中央处理模块、音调诊断模块、评估模块、药物递送模块、报告生成模块。本发明通过音调诊断模块利用外部传感器监测外周动脉音调；检测外周动脉音调的变化；以及在已经检测到外周动脉音调的特殊变化时可以准确测定生理状态；同时，通过评估模块提出的利用波形中波脚到波峰上升支时间占整个心动周期时间比(UTPCC)和波振幅中部的波宽时间占整个心动周期时间比(WDPCC)来评估外周动脉开放程度，更加准确简便的评估外周动脉血管开放(闭塞/阻塞)程度。
Description
技术领域
本发明属于专门适用于特定应用的数字计算或数据处理的设备或方法技术领域，尤其涉及一种用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估装置及方法。
背景技术
动脉帮助输送富含氧和各种营养物质的血液到身体的各部位。当下肢动脉阻塞后，就无法获得足够的血液或氧气，这时称其为周围动脉疾病(PAD)。PAD常引起行走时的不适或疼痛，可发生在下肢的各个部位。发病率与年龄成正比。吸烟和糖尿病大大增加危险性。是老年人常见的一种动脉疾病，在血管壁上形成脂质斑块而使血管壁变得僵硬。斑块主要由胆固醇、钙和纤维组织构成。动脉管腔变得狭窄甚至完全闭塞，血流减少，下肢就缺少足够的氧维持正常代谢。可不表现有明显的症状或者出现类似心脑血管疾病的表现，但需治疗，易诱发心脏病及脑卒中。然而，现有对外周动脉疾病诊断时，在下肢动脉钙化程度较高的情况下动脉不能被压缩或者压缩不充分，导致血压测量不准确或者精度不高，存在使用该血压值算出踝臂血压指数的可靠性降低的问题；同时不能准确的诊断生理状态。在组织血流检测应用上，目前较成熟的方法有：(1)激光多普勒血流检测技术，利用入射光在运动中的红细胞表面发生散射时会产生多普勒频移效应，通过检测后向散射光的多普勒频移来推断血流速度。此项技术主要应用在浅表组织(体表下0.5mm左右)的血流灌注量的无创连续监测中。(2)激光散斑成像技术，采用相干光源照射在组织表面，入射光的后向散射光在组织表面产生随机干涉图样(像面散斑)。通过分析CCD成像系统获取的像面散斑的局部光强变化的空间衬比或时间衬比可以获得较高空间和时间分辨率的组织二维血流分布图，实现对大面积区域的血流的同时检测。但也由于其成像特点，深层组织的信息量提取困难，目前也局限在浅表组织的血流成像应用上。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)现有对外周动脉疾病诊断时，在下肢动脉钙化程度较高的情况下动脉不能被压缩或者压缩不充分，导致血压测量不准确或者精度不高，存在使用该血压值算出踝臂血压指数的可靠性降低的问题；同时不能准确的诊断生理状态。
(2)深层组织的信息量提取困难，目前也局限在浅表组织的血流成像应用上。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估装置及方法。
本发明是这样实现的，一种用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估方法，所述用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估方法包括：
(1)血流检测模块采集外周动脉支架处血管内的血液流变信号进行数据分析；通过血压监测模块检测血管血压数据信息；
所述数据分析将检测到的光强自相关函数曲线g2(τ)与理论函数曲线拟合求解血流指数；组织光学参数对应785nm为：
n0＝1.33，μa＝0.05cm-1，μ′s＝5cm-1；
在拟合数据时，设定拟合系数
其中g2(τi)和g2(τi)fit分别是检测到的和拟合的光强自相关函数，σ(τi)是检测噪声；
所述血管血压数据信息的检测方法具体包括：
1)设置串口.根据血压采集模块的数据格式，设置开发板的COM1口为软件程序的串口，数据校验为无校验，数据位数为8位，波特率为4800bps；
2)发送测量命令.测量开始前，处理器向血压采集模块发送测量指令，其基本命令格式为〈STX〉ab；cd〈ETX〉；其中ab表示命令代码对应的ASCII码值；
3)读取解析数据，处理器接收采集到的数据包并触发scan()函数实现处理功能，采集到的数据包中包含实时袖带压的数据，scan()函数以numBytes存放获取的字节，处理后存放在last_record_buff中并对数据进一步处理和分析.当袖带放气完成后，血压采集模块向ARM处理器发送测量结束标志包；处理器接收到测量结束标志包后计算获得的数据，即本次测量舒张压、收缩压和平均压的数值；
4)显示数据并存储，处理器得到测量的舒张压、收缩压和平均压值后，根据数据协议触发value_show()函数，将所获得的数据中收缩压、舒张压、平均压等数据值计算转化为十进制数值，并在图形界面上进行显示；通过MeasureParameter_Save()函数存储获得的测量数据，再通过网线实现处理器与上位机软件之间的通信将测量数据传送至上位机软件；
(2)中央处理模块调度音调诊断模块通过外周动脉音调来诊断体格状况；通过评估模块评估外周动脉开放程度；通过药物递送模块采用交联弹性材料的聚合物配料形成的圆柱形径向可扩张主体植入外周血管后递送药物至血管；
(3)通过报告生成模块生成外周动脉疾病的药物递送数据详细报告，并确定隐私泄露评估值。
进一步，所述隐私泄露评估值为：
在对检测到的泄露事件进行解析得到集合EO＝{(eo1,et1),(eo2,et2),…,(eon,etn)}的基础上，一个用户和敏感对象之间的关系RL，L＝{0,1,2,3,4}，依次表示不关注、一般关注、关注、比较关注、特别关注；用户关注的敏感对象集合O和敏感级别L，GetI:T→I，获取用户要求的检测比重函数。
本发明的另一目的在于提供一种实现所述用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估方法的用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估装置，所述用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估装置包括：
血流检测模块、血压监测模块、中央处理模块、音调诊断模块、评估模块、药物递送模块、报告生成模块；
血流检测模块，与中央处理模块连接，用于采集外周动脉支架处血管内的血液流变信号；
血压监测模块，与中央处理模块连接，用于检测血管血压数据信息；
中央处理模块，与血流检测模块、血压监测模块、音调诊断模块、评估模块、药物递送模块、报告生成模块连接，用于控制各个模块正常工作；
音调诊断模块，与中央处理模块连接，用于通过外周动脉音调来诊断体格状况；
评估模块，与中央处理模块连接，用于评估外周动脉开放程度；
药物递送模块，与中央处理模块连接，用于通过交联弹性材料的聚合物配料形成的圆柱形径向可扩张主体植入外周血管后递送药物至血管；
报告生成模块，与中央处理模块连接，用于生成外周动脉疾病的药物递送数据详细报告。
进一步，所述音调诊断模块包括：
监测单元，用于利用外部传感器监测个体的外周动脉音调；
检测单元，用于检测外周动脉音调的变化；
测定单元，用于在已经检测到外周动脉音调的特殊变化时测定所述生理状态。
进一步，所述评估模块包括：
获取单元，用于获得四肢动脉的脉搏波波形，测定以下脉搏波传递函数的指数值中的一种：
(1)波脚到波峰上升支时间占整个心动周期时间比，UTPCC；
(2)波振幅中部的波宽时间占整个心动周期时间比，WDPCC；
(3)心率校正到X次的波脚到波峰上升支时间占整个心动周期时间比，UTPCCX，其中X＝70～80；
(4)心率校正到X次的波振幅中部的波宽时间占整个心动周期时间比，WDPCCX，其中X＝70～80；
根据上述指数值判断动脉血管的开放程度。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估方法的信息数据处理终端。
本发明的优点及积极效果为：本发明通过音调诊断模块利用外部传感器监测外周动脉音调；检测外周动脉音调的变化；以及在已经检测到外周动脉音调的特殊变化时可以准确测定生理状态；同时，通过评估模块提出的利用波形中波脚到波峰上升支时间占整个心动周期时间比(UTPCC)和波振幅中部的波宽时间占整个心动周期时间比(WDPCC)来评估外周动脉开放程度，与既往文献或专利涉及到的波形中波脚到波峰上升支时间和波振幅中部的波宽时间相比，与踝臂指数更密切，以及与外周动脉的狭窄程度更为密切；更加准确简便的评估外周动脉血管开放(闭塞/阻塞)程度。
本发明将为组织血流层析成像方法的奠定基础。结合其他组织光学参数的检测技术，例如扩散光学层析成像等，可提供一种全光学的无创组织多参数定量检测方法。通过求解组织表面散射光斑电场强度的时间自相关函数来推断组织中血细胞的运动状态，进行组织血流的定量分析。采用健康人体前臂袖带加压实验模型对该系统进行了验证，进行组织无创血流检测的可行性，同时也表明该系统可以提供从浅层到深层的组织血流变化信息。在隐私泄露评估种引入了用户主观预期的概念，结合用户自身特点进行量化。本发明能够有效的检测应用隐私调用情况，评估模型能够有效体现用户自身对隐私对象评价的主观。
附图说明
图1是本发明实施例提供的用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估装置结构示意图；
图中：1、血流检测模块；2、血压监测模块；3、中央处理模块；4、音调诊断模块；5、评估模块；6、药物递送模块；7、报告生成模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估装置包括：血流检测模块1、血压监测模块2、中央处理模块3、音调诊断模块4、评估模块5、药物递送模块6、报告生成模块7。
血流检测模块1，与中央处理模块3连接，用于采集外周动脉支架处血管内的血液流变信号；
血压监测模块2，与中央处理模块3连接，用于检测血管血压数据信息；
中央处理模块3，与血流检测模块1、血压监测模块2、音调诊断模块4、评估模块5、药物递送模块6、报告生成模块7连接，用于控制各个模块正常工作；
音调诊断模块4，与中央处理模块3连接，用于通过外周动脉音调来诊断体格状况；
评估模块5，与中央处理模块3连接，用于评估外周动脉开放程度；
药物递送模块6，与中央处理模块3连接，用于通过交联弹性材料的聚合物配料形成的圆柱形径向可扩张主体植入外周血管后递送药物至血管；
报告生成模块7，与中央处理模块3连接，用于生成外周动脉疾病的药物递送数据详细报告。
本发明提供的音调诊断模块4诊断方法如下：
首先，利用外部传感器监测个体的外周动脉音调；
然后，检测外周动脉音调的变化；
最后，在已经检测到外周动脉音调的特殊变化时测定所述生理状态。
本发明提供的评估模块5评估方法如下：
获得四肢动脉的脉搏波波形，测定以下脉搏波传递函数的指数值中的一种：
(1)波脚到波峰上升支时间占整个心动周期时间比，UTPCC；
(2)波振幅中部的波宽时间占整个心动周期时间比，WDPCC；
(3)心率校正到X次的波脚到波峰上升支时间占整个心动周期时间比，UTPCCX，其中X＝70～80；
(4)心率校正到X次的波振幅中部的波宽时间占整个心动周期时间比，WDPCCX，其中X＝70～80；
根据上述指数值判断动脉血管的开放程度。
本发明递送时，通过血流检测模块1采集外周动脉支架处血管内的血液流变信号；通过血压监测模块2检测血管血压数据信息；中央处理模块3调度音调诊断模块4通过外周动脉音调来诊断体格状况；通过评估模块5评估外周动脉开放程度；通过药物递送模块6采用交联弹性材料的聚合物配料形成的圆柱形径向可扩张主体植入外周血管后递送药物至血管；最后，通过报告生成模块7生成外周动脉疾病的药物递送数据详细报告。
下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步的描述。
本发明实施例提供的用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估方法包括：
(1)血流检测模块采集外周动脉支架处血管内的血液流变信号进行数据分析；通过血压监测模块检测血管血压数据信息；
所述数据分析将检测到的光强自相关函数曲线g2(τ)与理论函数曲线拟合求解血流指数；组织光学参数对应785nm为：
n0＝1.33，μa＝0.05cm-1，μ′s＝5cm-1；
在拟合数据时，设定拟合系数
其中g2(τi)和g2(τi)fit分别是检测到的和拟合的光强自相关函数，σ(τi)是检测噪声；
所述血管血压数据信息的检测方法具体包括：
1)设置串口.根据血压采集模块的数据格式，设置开发板的COM1口为软件程序的串口，数据校验为无校验，数据位数为8位，波特率为4800bps；
2)发送测量命令.测量开始前，处理器向血压采集模块发送测量指令，其基本命令格式为〈STX〉ab；cd〈ETX〉；其中ab表示命令代码对应的ASCII码值；
3)读取解析数据，处理器接收采集到的数据包并触发scan()函数实现处理功能，采集到的数据包中包含实时袖带压的数据，scan()函数以numBytes存放获取的字节，处理后存放在last_record_buff中并对数据进一步处理和分析.当袖带放气完成后，血压采集模块向ARM处理器发送测量结束标志包；处理器接收到测量结束标志包后计算获得的数据，即本次测量舒张压、收缩压和平均压的数值；
4)显示数据并存储，处理器得到测量的舒张压、收缩压和平均压值后，根据数据协议触发value_show()函数，将所获得的数据中收缩压、舒张压、平均压等数据值计算转化为十进制数值，并在图形界面上进行显示；通过MeasureParameter_Save()函数存储获得的测量数据，再通过网线实现处理器与上位机软件之间的通信将测量数据传送至上位机软件；
(2)中央处理模块调度音调诊断模块通过外周动脉音调来诊断体格状况；通过评估模块评估外周动脉开放程度；通过药物递送模块采用交联弹性材料的聚合物配料形成的圆柱形径向可扩张主体植入外周血管后递送药物至血管；
(3)通过报告生成模块生成外周动脉疾病的药物递送数据详细报告，并确定隐私泄露评估值。
进一步，所述隐私泄露评估值为：
在对检测到的泄露事件进行解析得到集合EO＝{(eo1,et1),(eo2,et2),…,(eon,etn)}的基础上，一个用户和敏感对象之间的关系RL，L＝{0,1,2,3,4}，依次表示不关注、一般关注、关注、比较关注、特别关注；用户关注的敏感对象集合O和敏感级别L，GetI:T→I，获取用户要求的检测比重函数。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估方法，其特征在于，所述用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估方法包括：
(1)血流检测模块采集外周动脉支架处血管内的血液流变信号进行数据分析；通过血压监测模块检测血管血压数据信息；
所述数据分析将检测到的光强自相关函数曲线g2(τ)与理论函数曲线拟合求解血流指数；组织光学参数对应785nm为：
n0＝1.33，μa＝0.05cm-1，μ′s＝5cm-1；
在拟合数据时，设定拟合系数
其中g2(τi)和g2(τi)fit分别是检测到的和拟合的光强自相关函数，σ(τi)是检测噪声；
所述血管血压数据信息的检测方法具体包括：
1)设置串口.根据血压采集模块的数据格式，设置开发板的COM1口为软件程序的串口，数据校验为无校验，数据位数为8位，波特率为4800bps；
2)发送测量命令.测量开始前，处理器向血压采集模块发送测量指令，其基本命令格式为〈STX〉ab；cd〈ETX〉；其中ab表示命令代码对应的ASCII码值；
3)读取解析数据，处理器接收采集到的数据包并触发scan()函数实现处理功能，采集到的数据包中包含实时袖带压的数据，scan()函数以numBytes存放获取的字节，处理后存放在last_record_buff中并对数据进一步处理和分析.当袖带放气完成后，血压采集模块向ARM处理器发送测量结束标志包；处理器接收到测量结束标志包后计算获得的数据，即本次测量舒张压、收缩压和平均压的数值；
4)显示数据并存储，处理器得到测量的舒张压、收缩压和平均压值后，根据数据协议触发value_show()函数，将所获得的数据中收缩压、舒张压、平均压等数据值计算转化为十进制数值，并在图形界面上进行显示；通过MeasureParameter_Save()函数存储获得的测量数据，再通过网线实现处理器与上位机软件之间的通信将测量数据传送至上位机软件；
(2)中央处理模块调度音调诊断模块通过外周动脉音调来诊断体格状况；通过评估模块评估外周动脉开放程度；通过药物递送模块采用交联弹性材料的聚合物配料形成的圆柱形径向可扩张主体植入外周血管后递送药物至血管；
(3)通过报告生成模块生成外周动脉疾病的药物递送数据详细报告，并确定隐私泄露评估值。
2.如权利要求1所述的用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估方法，其特征在于，所述隐私泄露评估值为：
在对检测到的泄露事件进行解析得到集合EO＝{(eo1,et1),(eo2,et2),…,(eon,etn)}的基础上，一个用户和敏感对象之间的关系RL，L＝{0,1,2,3,4}，依次表示不关注、一般关注、关注、比较关注、特别关注；用户关注的敏感对象集合O和敏感级别L，GetI:T→I，获取用户要求的检测比重函数。
3.一种实现权利要求1所述用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估方法的用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估装置，其特征在于，所述用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估装置包括：
血流检测模块、血压监测模块、中央处理模块、音调诊断模块、评估模块、药物递送模块、报告生成模块；
血流检测模块，与中央处理模块连接，用于采集外周动脉支架处血管内的血液流变信号；
血压监测模块，与中央处理模块连接，用于检测血管血压数据信息；
中央处理模块，与血流检测模块、血压监测模块、音调诊断模块、评估模块、药物递送模块、报告生成模块连接，用于控制各个模块正常工作；
音调诊断模块，与中央处理模块连接，用于通过外周动脉音调来诊断体格状况；
评估模块，与中央处理模块连接，用于评估外周动脉开放程度；
药物递送模块，与中央处理模块连接，用于通过交联弹性材料的聚合物配料形成的圆柱形径向可扩张主体植入外周血管后递送药物至血管；
报告生成模块，与中央处理模块连接，用于生成外周动脉疾病的药物递送数据详细报告。
4.如权利要求3所述用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估装置，其特征在于，所述音调诊断模块包括：
监测单元，用于利用外部传感器监测个体的外周动脉音调；
检测单元，用于检测外周动脉音调的变化；
测定单元，用于在已经检测到外周动脉音调的特殊变化时测定所述生理状态。
5.如权利要求3所述用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估装置，其特征在于，所述评估模块包括：
获取单元，用于获得四肢动脉的脉搏波波形，测定以下脉搏波传递函数的指数值中的一种：
(1)波脚到波峰上升支时间占整个心动周期时间比，UTPCC；
(2)波振幅中部的波宽时间占整个心动周期时间比，WDPCC；
(3)心率校正到X次的波脚到波峰上升支时间占整个心动周期时间比，UTPCCX，其中X＝70～80；
(4)心率校正到X次的波振幅中部的波宽时间占整个心动周期时间比，WDPCCX，其中X＝70～80；
根据上述指数值判断动脉血管的开放程度。
6.一种应用权利要求1～2任意一项所述用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估方法的信息数据处理终端。
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| CN201811298696.5A CN109316177A (zh) | 2018-11-02 | 2018-11-02 | 一种用于外周动脉疾病血管狭窄程度的评估装置及方法 |
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