CN109580924B - 血栓弹力图凝固过程的频域参数分析方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种血栓弹力图凝固过程的频域参数分析方法及系统，该方法包括以下步骤：采用血栓弹力图仪对血液样本进行测试，采集TEG振荡信号，对该TEG振荡信号采用频域分析方法得到其频谱图；取所述频谱图的最大幅值，记为Fm；取频谱图中一极小幅值的两个横坐标的坐标差值，记为频带宽Δfw，其中，极小幅值为1±0.1mm；计算血液凝固因子BCI的数值，计算方法为：血液凝固因子BCI＝最大幅值Fm*频带宽Δfw；根据血液凝固因子BCI的数值范围判断该血液所处的凝固状态。本发明简化了TEG曲线的描述参数，更为直观的描述了TEG曲线，有效地缩短了医生的判断时间，为临床医师判断病情提供了一定的参数指导。

Description

血栓弹力图凝固过程的频域参数分析方法及系统

技术领域

本发明涉及血栓弹力图仪的参数分析领域，特别涉及一种血栓弹力图凝固过程的频域参数分析方法及系统。

背景技术

目前血栓弹力图仪(Thrombelastography,TEG)是1951年Hartert发明的,可用于描记动态凝血过程中切应力随时间变化的曲线。血栓弹力图能连续观察血液凝固的全过程，是从血液开始凝固、凝固以及纤溶的全过程的动态变化，包括凝血酶原酶、凝血酶和纤维蛋白的形成速度，纤维蛋白溶解的状态，以及形成凝血块的坚固性和弹力度，对出血性与血栓疾病具有一定诊断意义的仪器。与常规检测方法相比，TEG更加快捷、精确，能整体观察血小板聚集、凝血、纤溶的整个动态过程，是整体评价凝血功能的一个敏感试验。近年来，TEG在监测术中输血、抗血小板药物治疗、预防血栓及溶栓等方面的应用都有很大的发展。

凝血是一个非常复杂的生理生化级联反应，其实质是通过一系列的酶促反应。根据凝血酶原激活物形成途径的不同，血液凝固可分为内源性通路凝血、外源性通路凝血和内外源共同通路凝血。血栓弹力图中，从实验开始到最大值MA确定这一阶段为血液的整个凝固过程，现在，基本上都用美国唯美血液公司生产的TEG 5000型的五个参数来描述这一过程的特征信息，其中不同的参数代表的意义如下：

反应时间(R时间)：是指血样开始运作至第一块可检测得到的血凝块(TEG扫描图上幅度＝2mm)形成所需的时间，它相当于凝血活酶生成时间。

凝固时间(K时间)：血凝块的形成时间，是指从测量R时间的时间点起(血块开始形成)至血凝块硬度达到某一固定水平(曲线幅度达20mm)的时间，相当于凝血酶生成时间。因此，K时间用来评估血凝块强度达到某一水平的速度或动力学特性。

α角：血凝块逐渐形成的动力学特征，它指的是水平线与TEG包络线之间形成的最大角度。α角与K时间密切相关，因为两者都是血凝块聚合速度函数。血液处于低凝状态时，血凝块的最终状况是振幅达不到20mm(此时K无法确定)。因此，α角比K时间更全面。它测量的是纤维蛋白积累和交联的速率，血小板也是影响角度的因素。

最大振幅(MA)：即曲线最宽处的幅值，用来评估已形成的血凝块的最大强度或硬度。影响血凝块强度的因素有两个，即纤维蛋白和血小板，其中血小板的作用要比纤维蛋白大。

到达MA的时间(TMA)：到达最大幅值MA所需的时间。TMA是指样品从开始运作到血凝块达到最大强度的时间，也可以描述为形成稳定血块所需的时间，间接表示凝块形成的速率。

TEG曲线是一条上下基本对称的密集振荡曲线，通常取其外轮廓线作为研究对象，称为血栓弹力图。因此，上述描述TEG的参数均是振荡曲线的包络线性质，采集到的原始信号必须经过处理，取出其包络线，才能用那些参数来进行描述和分析。

随着时间的推移，血栓弹力图仪检测项目不断拓展到疾病诊断和治疗的各个领域，评价TEG曲线的参数和模型越来越多。但是，从诊断流程来看，临床医师在判断和研究病因时需结合曲线中的很多参数的特征，判断起来尤为复杂，不能简单的根据单个指标的取值范围对病情做出准确地判断。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种血栓弹力图凝固过程的频域参数分析方法及系统，能够快速实时的直接判断出血液的凝固状态。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种血栓弹力图凝固过程的频域参数分析方法，包括以下步骤：

S1、采用血栓弹力图仪对血液样本进行处理，采集TEG振荡信号，对该TEG振荡信号采用频域分析方法得到其频谱图；

S2、取所述频谱图的最大幅值，记为Fm；取频谱图中一极小幅值的两个横坐标的坐标差值，记为频带宽Δfw，其中，极小幅值为1±0.1mm；

S3、计算血液凝固因子BCI的数值，计算方法为：血液凝固因子BCI＝最大幅值Fm*频带宽Δfw；

S4、根据血液凝固因子BCI的数值范围判断该血液所处的凝固状态。

本方法简化了TEG曲线的描述参数，更为直观地描述了TEG曲线，有效地缩短了医生的判断时间，为临床医师判断病情提供了一定的参数指导。

进一步的，所述频域分析方法是利用傅里叶变换将所述TEG振荡信号从时域信号变换到频域内分析其频域特性。采用傅里叶变换能快速、准确的对TEG振荡信号进行频域分析。

进一步的，当血液凝固因子BCI的数值范围为0.1-0.9时，为低凝状态；当血液凝固因子BCI的数值范围为1.8-4.0时，为高凝状态；当血液凝固因子BCI的数值范围为0.9-1.8时，为正常状态，这样能够快速实时的直接判断出血液的凝固状态。

进一步的，采集TEG振荡信号时，从所述TEG振荡信号幅值为1±0.1mm时开始记录，直至TEG振荡信号曲线的最大幅值MA完全确定，将这一段凝固过程的振荡曲线记录下来，但不取其包络线。取振荡曲线而不取包络线减少了对采集到的原始信号进行处理取出其包络线的步骤，使得该血栓弹力图凝固过程的频域参数分析方法更加简单，分析得到结果也更加快速。

进一步的，当所述频带宽Δfw越小时，凝血速度越慢，频带宽Δfw反映了凝血过程整体的快慢。

进一步的，当所述最大幅值Fm越大时，血凝块的强度越高，最大幅值Fm反映了血凝块的强度。

本发明还提出了一种血栓弹力图凝固过程的频域参数分析系统，包括血栓弹力图仪，还包括处理单元，所述血栓弹力图仪的振荡信号输出端连接至所述处理单元，所述处理单元执行上述方法进行血栓弹力图凝固过程的频域参数分析。该血栓弹力图凝固过程的频域参数分析系统能准确快速的对血栓弹力图凝固过程进行分析并得到分析结果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是实施例1中TEG检测出来的振荡信号图；

图2是实施例1的频谱图；

图3是实施例2中TEG检测出来的振荡信号图；

图4是实施例2的频谱图；

图5是实施例3中TEG检测出来的振荡信号图；

图6是实施例3的频谱图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明提供了一种血栓弹力图凝固过程的频域参数分析方法，包括以下步骤：

S1、采用血栓弹力图仪对血液样本进行测试，采集TEG振荡信号，对该TEG振荡信号采用频域分析方法得到其频谱图。

在采集TEG振荡信号时，从所述TEG振荡信号幅值为1±0.1mm时开始记录，直至TEG振荡信号曲线的最大幅值MA完全确定，将这一段凝固过程的振荡曲线记录下来，但不取其包络线。

所述频域分析方法是利用傅里叶变换将所述TEG振荡信号从时域信号变换到频域内分析其频域特性。

S2、取所述频谱图的最大幅值，记为Fm；取频谱图中一极小幅值的两个横坐标的坐标差值，记为频带宽Δfw，其中，极小幅值为1±0.1mm；

S3、计算血液凝固因子BCI的数值，计算方法为：血液凝固因子BCI＝最大幅值Fm*频带宽Δfw。

S4、根据血液凝固因子BCI的数值范围判断该血液所处的凝固状态。

当血液凝固因子BCI的数值范围为0.1-0.9时，为低凝状态；当血液凝固因子BCI的数值范围为1.8-4.0时，为高凝状态；当血液凝固因子BCI的数值范围为0.9-1.8时，为正常状态。

频带宽Δfw反映了凝血过程整体的快慢，频带宽Δfw越小，凝血速度越慢。最大幅值Fm反映了血凝块的强度，最大幅值Fm越大，血凝块的强度越高。

下面以具体的试验为例进行介绍。

采用美国Haemoscope公司生产的型号为TEG 5000血栓弹力图仪，按照TEG 5000血栓弹力图仪的标准操作手册将血液样本处理后，放置于TEG上，血栓弹力图试验开始。随着血液慢慢凝固形成血栓，输出的振荡信号的幅值也慢慢增大。一定时间后，血液渐渐凝固，将示波器的探头放置在TEG检测板上的输出端，直接采样出振荡信号，直至振荡信号最大幅值MA完全确定。最后将数据保存为Excel数据格式，再对数据进行分析。这里的分析是利用软件对采集到的数据即采样得到的振荡信号进行傅里叶变换，得到该样本的频谱图，利用软件直接读取频谱最大幅值Fm和频带宽Δfw的两个数值，这里使用的软件选用但不限于MATLAB。

最后通过计算最大幅值Fm*频带宽Δfw，得出血液凝固因子BCI的值。

当血液凝固因子BCI的数值范围为0.1-0.9时，为低凝状态；当血液凝固因子BCI的数值范围为1.8-4.0时，为高凝状态；当血液凝固因子BCI的数值范围为0.9-1.8时，为正常状态。

以此来比较血液凝固因子BCI值所处的范围，判断该样本的凝固状况。

如表1所述，实施例1为将一个表现为低凝的血液样本按照上述方法的实施步骤进行分析，得到该样本凝固过程的频谱图，如图2所示，图1为该血液样本TEG检测出来的振荡信号图。

实施例2为将一个表现为高凝的血液样本按照上述方法的实施步骤进行分析，得到该样本凝固过程的频谱图，如图4所示，图3为该血液样本TEG检测出来的振荡信号图。

实施例3为将一个表现为正常的血液样本按照上述方法的实施步骤进行分析，得到该样本凝固过程的频谱图，如图6所示，图5为该血液样本TEG检测出来的振荡信号图。

实施例	Fm/mm	f1/Hz	f2/Hz	Δfw/Hz	BCI
						1	36.790	0.093	0.108	0.015	0.552
2	64.019	0.076	0.126	0.050	3.201
						3	50.053	0.089	0.111	0.022	1.101

表1

本发明还提出了一种血栓弹力图凝固过程的频域参数分析系统，包括血栓弹力图仪，还包括处理单元，所述血栓弹力图仪的振荡信号输出端连接至所述处理单元，所述处理单元执行上述方法进行血栓弹力图凝固过程的频域参数分析，分析结果用显示器进行显示。该血栓弹力图凝固过程的频域参数分析系统能准确快速的对血栓弹力图凝固过程进行分析并得到分析结果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种血栓弹力图凝固过程的频域参数分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采用血栓弹力图仪对血液样本进行测试，采集TEG振荡信号，对该TEG振荡信号采用频域分析方法得到其频谱图；

S2、取所述频谱图的最大幅值，记为Fm；取频谱图中一极小幅值的两个横坐标的坐标差值，记为频带宽Δfw，其中，极小幅值为1±0.1mm；

S3、计算血液凝固因子BCI的数值，计算方法为：血液凝固因子BCI＝最大幅值F_m ^*频带宽Δfw；

S4、根据血液凝固因子BCI的数值范围判断该血液所处的凝固状态。

2.根据权利要求1所述的血栓弹力图凝固过程的频域参数分析方法，其特征在于，所述频域参数分析方法是利用傅里叶变换将所述TEG振荡信号从时域信号变换到频域内分析其频域特性。

3.根据权利要求1所述的血栓弹力图凝固过程的频域参数分析方法，其特征在于，当血液凝固因子BCI的数值范围为0.1-0.9时，为低凝状态；当血液凝固因子BCI的数值范围为1.8-4.0时，为高凝状态；当血液凝固因子BCI的数值范围为0.9-1.8时，为正常状态。

4.根据权利要求1所述的血栓弹力图凝固过程的频域参数分析方法，其特征在于，采集TEG振荡信号时，从所述TEG振荡信号幅值为1±0.1mm时开始记录，直至TEG振荡信号曲线的最大幅值MA完全确定，将这一段凝固过程的振荡曲线记录下来，但不取其包络线。

5.根据权利要求1所述的血栓弹力图凝固过程的频域参数分析方法，其特征在于，当所述频带宽Δfw越小时，判断凝血速度越慢。

6.根据权利要求1所述的血栓弹力图凝固过程的频域参数分析方法，其特征在于，当所述最大幅值Fm越大时，判断血凝块的强度越高。

7.一种血栓弹力图凝固过程的频域参数分析系统，包括血栓弹力图仪，其特征在于，还包括处理单元，所述血栓弹力图仪的振荡信号输出端连接至所述处理单元，所述处理单元执行权利要求1至6任一项所述方法进行血栓弹力图凝固过程的频域参数分析。

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