CN112617784B - 血管内压力测量系统 - Google Patents

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Abstract

本公开描述一种血管内压力测量的信号处理方法，其包括，使用压力测量器械在血管内进行压力测量，以获取包括多个心动周期的血管内压力随着时间变化的血压信号采样波形，在血压信号采样波形中，选取包括预定数量的心动周期的连续周期信号波形，计算连续周期信号波形的有效峰值和有效谷值，基于有效峰值和有效谷值获得基准峰值和基准谷值，基于基准峰值和基准谷值标记出血压信号采样波形中的正常的压力值，在单周期信号波形中，基于在单周期信号波形中标记为正常的压力值计算单周期信号波形所对应的血管内压力的有效值。根据本公开，能够有效降低因贴壁而导致的信号异常的不利影响。

Description

血管内压力测量系统
技术领域
本公开涉及一种血管内压力测量系统。
背景技术
对于许多心血管疾病例如冠心病，血管的狭窄病变(例如由血管斑块引起血管的狭窄)会影响血液供给，给患者带来较大病害。目前，经皮冠状动脉介入治疗(PCI)是针对这类疾病比较有效的治疗手段。在传统方法中，医生通常通过冠脉造影来目测狭窄病变的狭窄程度以判断是否实施介入治疗。然而，这种传统方法难以帮助医生准确评估狭窄病变对血液供给的影响程度，从而有可能导致不当治疗。
近年来，为了更准确地判断患者是否真正需要实施介入治疗，基于血流储备分数(Fractional Flow Reverse，FFR)来评估狭窄病变对血液供给的影响程度越来越得到应用和推广。FFR定义为，冠状动脉在存在狭窄病变的情况下其所供心肌区域所能获得的最大血流与同一区域理论上正常情况下所能获得的最大血流之比。为了计算冠状动脉内给定狭窄的FFR，需要分别测量狭窄远端侧(例如，狭窄的下游，远离主动脉)的平均压(Pd)和狭窄近端侧(例如，狭窄的上游，靠近主动脉)的平均压(Pa)。
目前，通常采用压力测量器械在血管内的预定位置来测量血管内压力，例如测量狭窄远端侧的平均压(Pd)，从而测量FFR。然而，在上述压力测量过程中，可能会发生压力测量器械贴壁的现象，从而可能导致所测量的血压信号出现异常。
发明内容
本公开是有鉴于上述现有技术的状况而提出的，其目的在于提供一种能够有效降低因贴壁而导致的信号异常的不利影响的血管内压力测量的信号处理方法。
为此，本公开提供一种血管内压力测量的信号处理方法，其特征在于，使用压力测量器械在血管内的预定位置以预定的采样频率进行压力测量，以获取包括多个心动周期的血管内压力随着时间变化的血压信号采样波形，在所述血压信号采样波形中，选取包括预定数量心动周期的连续周期信号波形，判断所述连续周期信号波形的峰值的波动是否不大于第一阈值，并判断所述连续周期信号波形的谷值的波动是否不大于第二阈值，若所述连续周期信号波形的峰值的波动不大于第一阈值且所述连续周期信号波形的谷值的波动不大于第二阈值，则计算所述连续周期信号波形的有效峰值和有效谷值，基于所述有效峰值和所述有效谷值获得基准峰值和基准谷值，判断所述血压信号采样波形中的各个压力值是否落入所述基准峰值与所述基准谷值的范围内，若该压力值落入所述范围内，则将该压力值标记为正常，在所述血压信号采样波形中，选取包括一个心动周期的单周期信号波形，在所述单周期信号波形中，若标记为正常的压力值的数量与所有压力值的数量的比值不小于第三阈值，则基于在所述单周期信号波形中标记为正常的压力值计算所述单周期信号波形所对应的血管内压力的有效值。
在本公开所涉及的信号处理方法中，通过压力测量器械在血管内获取包括多个心动周期的血管内压力随着时间变化的血压信号采样波形，基于包括预定数量的心动周期的连续周期信号波形来获取基准峰值和基准谷值，并基于基准峰值和基准谷值来标记血压信号采样波形中正常的压力值，进而基于包括一个心动周期的单周期信号波形中标记为正常的压力值来计算该单周期信号波形所对应的血管内压力的有效值。在这种情况下，基于一个心动周期中正常的压力值来计算该心动周期所对应的血管内压力的有效值，由此能够有效降低因贴壁而导致的信号异常的不利影响。
另外，在本公开所涉及的信号处理方法中，可选地，还包括判断所述连续周期信号波形的相邻峰值的间期与心动周期的比值是否落入第一区间，并判断所述连续周期信号波形的相邻谷值的间期与心动周期的比值是否落入第二区间，若所述连续周期信号波形的相邻峰值的间期与心动周期的比值落入第一区间且所述连续周期信号波形的相邻谷值的间期与心动周期的比值落入第二区间，则计算所述连续周期信号波形的有效峰值和有效谷值。由此，能够更准确地获取有效峰值和有效谷值。
另外，在本公开所涉及的信号处理方法中，可选地，若所述连续周期信号波形的峰值的波动大于所述第一阈值或所述连续周期信号波形的谷值的波动大于所述第二阈值，则对所述连续周期信号波形重新进行选取。在这种情况下，通过判断峰值的波动和谷值的波动，由此能够选取更适于计算有效峰值和有效谷值的连续周期信号波形。
另外，在本公开所涉及的信号处理方法中，可选地，若所述连续周期信号波形的峰值的波动不大于第一阈值且所述连续周期信号波形的谷值的波动不大于第二阈值，所述有效峰值为所述连续周期信号波形的峰值的平均值，所述有效谷值为所述连续周期信号波形的谷值的平均值。由此，通过平均计算能够便于获取有效峰值和有效谷值。
另外，在本公开所涉及的信号处理方法中，可选地，基于所述有效峰值以及所述有效峰值与所述有效谷值的差值获取所述基准峰值，基于所述有效谷值以及所述有效峰值与所述有效谷值的差值获取所述基准谷值。由此，能够有效设定基准范围。
另外，在本公开所涉及的信号处理方法中，可选地，在所述单周期信号波形中，若标记为正常的压力值的数量与所有压力值的数量的比值不小于所述第三阈值，则使用所述单周期信号波形中标记为正常的所有压力值的平均值作为所述单周期信号波形所对应的血管内压力的有效值。由此，能够更准确地获取血管内压力的有效值。
另外，在本公开所涉及的信号处理方法中，可选地，在所述单周期信号波形中，若标记为正常的压力值的数量与所有压力值的数量的比值不小于所述第三阈值，则将所述单周期信号波形对应的心动周期标记为有效，若标记为正常的压力值的数量与所有压力值的数量的比值小于所述第三阈值，则将所述单周期信号波形对应的心动周期标记为无效。
另外，在本公开所涉及的信号处理方法中，可选地，在所述单周期信号波形中，若标记为正常的压力值的数量与所有压力值的数量的比值小于所述第三阈值，则基于距离所述单周期信号波形最近的至少一个标记为有效的心动周期获取所述单周期信号波形所对应的血管内压力的有效值。
另外，在本公开所涉及的信号处理方法中，可选地，所述压力测量器械包括用于获取血压信号的压力传感器以及用于推送所述压力传感器的推送工具。
此外，本公开还提供一种血管内压力测量系统，其使用本公开所涉及的信号处理方法。
根据本公开，能够有效降低在血管内压力测量过程中因贴壁而导致的信号异常的不利影响。
附图说明
现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本公开，其中：
图1是示出了本公开示例所涉及的FFR测量系统的应用示意图。
图2是示出了本公开示例所涉及的近端压力测量器械和远端压力测量器械介入血管的放大示意图。
图3是示出了本公开示例所涉及的信号处理器的框图示意图。
图4是示出了本公开示例所涉及的血压信号采样波形的示意图。
图5是示出了本公开示例所涉及的连续周期信号波形的示意图。
图6A是示出了本公开示例所涉及的显示装置显示未经处理的FFR的示意图。
图6B是示出了本公开示例所涉及的显示装置显示FFR的有效值的示意图。
图7A是示出了本公开示例所涉及的FFR测量的信号处理方法的整体流程示意图。
图7B是示出了本公开示例所涉及的获取基准峰值和基准谷值的流程示意图。
图8是示出了本公开示例所涉及的血管内压力测量的信号处理方法的流程示意图。
具体实施方式
以下，参考附图，详细地说明本公开的优选实施方式。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。
需要说明的是，本公开中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，例如所包括或所具有的一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可以包括或具有没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
另外，在本公开的下面描述中涉及的小标题等并不是为了限制本公开的内容或范围，其仅仅是作为阅读的提示作用。这样的小标题既不能理解为用于分割文章的内容，也不应将小标题下的内容仅仅限制在小标题的范围内。
本公开的实施方式提供一种血管内压力测量系统，血管内压力测量系统可以获取血管内预定位置的血压信号并对其进行处理，以获取预定位置的血管内压力的有效值。在各种实施例中，血管内压力测量系统也可以称为压力测量系统、血压测量系统、血压监测系统等。
本公开的实施方式提供一种FFR测量系统，FFR测量系统可以获取血管内预定位置的血压信号并对其进行处理，以获取预定位置的FFR的有效值。在各种实施例中，FFR测量系统也可以称为医用测量系统、FFR监测系统等。
本公开的实施方式提供一种血管内压力测量的信号处理方法，血管内压力测量的信号处理方法可以对所获取的血管内预定位置的血压信号进行处理，以获取血管内压力的有效值。
本公开的实施方式提供一种FFR测量的信号处理方法，FFR测量的信号处理方法可以对所获取的血管内预定位置的血压信号进行处理，以获取FFR的有效值。
图1是示出了本公开示例所涉及的FFR测量系统1的应用示意图。
图2是示出了本公开示例所涉及的近端压力测量器械10和远端压力测量器械20介入血管的放大示意图。
在各种实施例中，FFR测量系统1可以获取血管内预定位置的血压信号，并对所获取的血压信号进行处理以获取FFR的有效值。在各种实施例中，若血管(例如，冠状动脉)中存在狭窄病变S，FFR测量系统1可以获取血管中狭窄病变S两侧(即，狭窄近端侧Sp和狭窄远端侧Sd)的血压信号，并对所获取的狭窄病变S两侧的血压信号进行处理以获取FFR的有效值。
在各种实施例中，FFR测量系统1可以包括近端压力测量器械10、远端压力测量器械20以及信号处理器30(参见图1和图2)。近端压力测量器械10可以获取狭窄近端侧Sp的血压信号，远端压力测量器械20可以获取狭窄远端侧Sd的血压信号，信号处理器30可以接收并处理狭窄近端侧Sp的血压信号和狭窄远端侧Sd的血压信号以获取FFR的有效值。
在各种实施例中，FFR测量系统1还可以包括显示装置40(参见图1)。显示装置40可以显示狭窄近端侧Sp的血压信号、狭窄远端侧Sd的血压信号、或FFR的有效值。
在各种实施例中，近端压力测量器械10可以联通于冠状动脉的出口处，以测量冠状动脉出口处的血压信号。在各种实施例中，近端压力测量器械10可以联通于狭窄近端侧Sp以获取狭窄近端侧Sp的血压信号(参见图2)。例如，近端压力测量器械10可以经由介入血管并沿着血管由狭窄近端侧Sp延伸至体外的中空的指引导管而联通于狭窄近端侧Sp。
在各种实施例中，近端压力测量器械10所获取的狭窄近端侧Sp的血压信号可以为模拟信号。在各种实施例中，近端压力测量器械10所获取的狭窄近端侧Sp的血压信号可以包括压力信息和时间信息。在各种实施例中，基于狭窄近端侧Sp的血压信号可以获取狭窄近端侧Sp的平均压，例如，将狭窄近端侧Sp的血压信号转换为可用于表示压力值的数字信号，并对其求平均值。
在各种实施例中，基于狭窄近端侧Sp的血压信号可以获取心动周期。具体而言，狭窄近端侧Sp的血压信号可以是压力信息随时间信息呈周期性变化的信号，压力信息随时间信息的一个变化周期的时长可以视为一个心动周期的时长。在本实施方式中，心动周期通常是指心脏收缩并舒张一次所经历的时间。在各种实施例中，近端压力测量器械10所获取的狭窄近端侧Sp的血压信号可以包括连续的多个心动周期的血压信号。
在各种实施例中，远端压力测量器械20可以导入血管内并可以在血管内预定位置进行压力测量。在各种实施例中，远端压力测量器械20可以导入血管并置于狭窄病变S附近，例如置于狭窄远端侧Sd，以获取狭窄远端侧Sd的血压信号(参见图2)。
在各种实施例中，远端压力测量器械20可以包括用于获取血压信号的压力传感器21、以及用于推送压力传感器21的推送工具22(参见图2)。压力传感器21可以导入血管内并可以在血管内进行压力测量，压力传感器21可以设置于推送工具22，推送工具22可以沿着血管延伸至体外(参见图2)。在各种实施例中，通过推送工具22可以对压力传感器21进行推送，以将压力传感器21置于血管内的预定位置，例如置于狭窄远端侧Sd。
在各种实施例中，如上所述，压力传感器21可以导入血管内并可以在血管内进行压力测量。在各种实施例中，压力传感器21可以导入血管内并置于预定位置，例如置于狭窄远端侧Sd，以获取狭窄远端侧Sd的血压信号(参见图2)。
在各种实施例中，压力传感器21可以是用于测量流体压力的压力传感器，压力传感器21可以通过感测血流的流体压力以获取血压信号。在一些示例中，压力传感器21可以为电阻式压力传感器、电容式压力传感器、压电式压力传感器、电感式压力传感器、热电式压力传感器或光电式压力传感器。在一些示例中，压力传感器21可以为以硅为基材的压力感测器件。在一些示例中，压力传感器21可以为差分式压力传感器，以降低信号传输过程中的噪声干扰。
在一些示例中，压力传感器21所获取的血压信号可以通过有线方式例如经由设置于推送工具的信号线(未图示)而传输至体外。在另一些示例中，压力传感器21所获取的血压信号也可以通过无线传输方式例如蓝牙、WIFI或NFC的方式传输至体外。
在各种实施例中，压力传感器21可以在血管内以预定的采样频率进行压力测量。在各种实施例中，压力传感器21可以在血管内以预定的采样频率连续地进行压力测量。在一些示例中，压力传感器21可以以100-500次/秒的采样频率在血管内进行压力测量。例如，100次/秒、150次/秒、200次/秒、250次/秒、300次/秒、400次/秒或500次/秒。也就是说，压力传感器21每秒可以在血管内获取100-500个用以表示血管内压力的血压信号。
在一些示例中，压力传感器21所获取的血压信号可以为模拟信号。在各种实施例中，压力传感器21所获取的血压信号可以包括压力信息和时间信息。在各种实施例中，基于压力传感器21所获取的血压信号可以获取心动周期。具体而言，压力传感器21所获取的血压信号可以是压力信息随时间信息呈周期性变化的信号，压力信息随时间信息的一个变化周期的时长可以视为一个心动周期的时长。在各种实施例中，压力传感器21所获取的血压信号可以包括连续的多个心动周期的血压信号。
在各种实施例中，信号处理器30可以接收并处理压力传感器21所获取的血压信号以获取血管内压力的有效值。在各种实施例中，信号处理器30可以接收并处理远端压力测量器械20所获取的狭窄远端侧Sd的血压信号以获取狭窄远端侧Sd血压的有效值。在各种实施例中，信号处理器30还可以接收并处理狭窄近端侧Sp的血压信号以获取狭窄近端侧Sp的平均压。在各种实施例中，信号处理器30可以基于狭窄远端侧Sd血压的有效值和狭窄近端侧Sp的平均压获取FFR的有效值。
图3是示出了本公开示例所涉及的信号处理器30的框图示意图。在各种实施例中，信号处理器30可以包括通信模块31(参见图3)。通信模块31可以与压力传感器21进行通信以接收压力传感器21所获取的血压信号，例如狭窄远端侧Sd的血压信号。
在一些示例中，通信模块31可以为例如USB接口、HDMI接口、RS232接口等有线通信模块，压力传感器21所获取的血压信号可以经由设置于推送工具的信号线和通信模块31而传输至信号处理器30。在另一些示例中，通信模块31可以为例如蓝牙、WIFI、NFC等无线通信模块，压力传感器21所获取的血压信号可以经由无线方式而传输至信号处理器30。
在各种实施例中，信号处理器30还可以包括模数转换模块32(参见图3)。模数据转换单元32可以将压力传感器21所获取的血压信号(例如，狭窄远端侧Sd的血压信号)由模拟信号转换为可用于表示压力值的数字信号。
图4是示出了本公开示例所涉及的血压信号采样波形的示意图。
在一些示例中，信号处理器30还可以包括波形成型模块33(参见图3)。波形成型模块33可以将压力传感器21所获取的包括连续的多个心动周期的血压信号成型为血管内压力随着时间变化的血压信号采样波形。具体而言，鉴于压力传感器21所获取血压信号包括压力信息和时间信息，波形成型模块33可以建立以时间为横轴、以压力为纵轴的坐标系，并在该坐标系中一一标注压力传感器21所获取的血压信号(例如，狭窄远端侧Sd的血压信号)所对应的坐标点，从而形成包括多个心动周期的压力随着时间变化的血压信号采样波形(参见图4)。
在一些示例中，信号处理器30还可以包括基准获取模块34。基准获取模块34可以基于血压信号采样波形获取基准峰值和基准谷值。
基准获取模块34获取基准峰值和基准谷值可以包括：在血压信号采样波形中，选取包括预定数量心动周期的连续周期信号波形；判断连续周期信号波形的峰值的波动是否不大于第一阈值；判断连续周期信号波形的谷值的波动是否不大于第二阈值；若连续周期信号波形的峰值的波动不大于第一阈值且连续周期信号波形的谷值的波动不大于第二阈值，则计算连续周期信号波形的有效峰值和有效谷值；基于有效峰值和有效谷值获得基准峰值和基准谷值。
在各种实施例中，若连续周期信号波形的峰值的波动大于第一阈值或连续周期信号波形的谷值的波动大于第二阈值，则可以在血压信号采样波形中重新选取包括预定数量心动周期的连续周期信号波形。
在一些示例中，基准获取模块34获取基准峰值和基准谷值还可以包括：判断连续周期信号波形的相邻峰值的间期与心动周期的比值是否落入第一区间，例如，0.8-1.2；判断连续周期信号波形的相邻谷值的间期与心动周期的比值是否落入第二区间，例如，0.8-1.2；若连续周期信号波形的任意相邻峰值的间期与心动周期的比值落入第一区间且连续周期信号波形的任意相邻谷值的间期与心动周期的比值落入第二区间，则计算连续周期信号波形的有效峰值和有效谷值；若连续周期信号波形的任意相邻峰值的间期与心动周期的比值未落入第一区间或连续周期信号波形的任意相邻谷值的间期与心动周期的比值未落入第二区间，则重新选取包括预定数量心动周期的连续周期信号波形。
图5是示出了本公开示例所涉及的连续周期信号波形的示意图。
在各种实施例中，包括预定数量心动周期的连续周期信号波形可以定义为，一段连续时间在血压信号采样波形中所对应的信号波形，该连续时间可以包括预定数量的心动周期(参见图5)。在一些示例中，预定数量可以为1-12，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12。
在各种实施例中，峰值的波动可以定义为，连续周期信号波形中相邻峰值之间的相对变化。例如在图5所示的实施例中，连续周期信号波形中的峰值包括第一峰值P1、第二峰值P2、以及第三峰值P3，第一峰值P1与第二峰值P2之间的波动可以定义为：
Figure GDA0003780403640000101
在一些示例中，第一阈值可以为0.05至0.30，例如0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.20、021、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29或0.30。
在各种实施例中，谷值的波动可以定义为，连续周期信号波形中相邻谷值之间的相对变化。例如在图5所示的实施例中，连续周期信号波形中的谷值包括第一谷值V1、第二谷值V2、以及第三谷值V3，第一谷值V1与第二谷值V2之间的波动可以定义为：
Figure GDA0003780403640000102
在一些示例中，第二阈值可以为0.05至0.30，例如0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.20、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29或0.30。
在一些示例中，若连续周期信号波形的任意相邻峰值的波动不大于第一阈值且连续周期信号波形的任意相邻谷值的波动不大于第二阈值，则有效峰值可以为连续周期信号波形的峰值的平均值或中位值。在一些示例中，若连续周期信号波形的峰值的波动不大于第一阈值且连续周期信号波形的谷值的波动不大于第二阈值，则有效谷值可以为连续周期信号波形的谷值的平均值或中位值。
例如在图5所示的实施例中，若P1、P2、P3的波动不大于第一阈值并且V1、V2、V3的波动不大于第二阈值，则有效峰值Pe可以为P1、P2、P3的平均值(即，
Figure GDA0003780403640000103
)或P1、P2、P3的中位值，有效谷值Ve可以为V1、V2、V3的平均值(即，
Figure GDA0003780403640000111
)或V1、V2、V3的中位值。
在一些示例中，基于有效峰值、以及有效峰值与有效谷值之差可以获取基准峰值。在一些示例中，基准峰值可以为有效峰值、以及有效峰值与有效谷值之差乘以第一因数f1，二者之和。例如在图5所示的实施例中，基准峰值Pr＝Pe+(Pe-Ve)×f1。在一些示例中，第一因数f1可以为0.05至0.30，例如0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.20、0.21、0.22、023、0.24、0.25、026、0.27、0.28、0.29或0.30。
在一些示例中，基于有效谷值、以及有效峰值与有效谷值之差可以获取基准谷值。在一些示例中，基准谷值可以为有效谷值、以及有效峰值与有效谷值之差乘以第二因数f2，二者之差。例如在图5所示的实施例中，基准谷值Vr＝Ve-(Pe-Ve)×f2。在一些示例中，第二因数f2可以为0.05至0.30，例如0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.20、0.21、0.22、023、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29或0.30。
在一些示例中，信号处理器30还可以包括正常识别模块35。正常识别模块35可以基于基准峰值和基准谷值识别并标记血压信号采样波形中正常的压力值。
正常识别模块35标记血压信号采样波形中正常的压力值可以包括：判断血压信号采样波形中的各个压力值是否落入基准峰值与基准谷值的范围内，例如在如图5所示的实施例中，正常识别模块35可以判断血压信号采样波形中的各个压力值是否位于基准峰值Pr与基准谷值Vr之间；若该压力值落入基准峰值与基准谷值的范围内，则将该压力值标记为正常。
在一些示例中，正常识别模块35标记血压信号采样波形中正常的压力值还可以包括：若该压力值未落入基准峰值与基准谷值的范围内，则将该压力值标记为异常。
在一些示例中，基准峰值与基准谷值的范围可以包括基准峰值与基准谷值。在另一些示例中，基准峰值与基准谷值的范围也可以不包括基准峰值与基准谷值。
在一些示例中，信号处理器30还可以包括血压有效值获取模块36。血压有效值获取模块36可以基于包括一个心动周期(以下，以当前心动周期为例进行说明)的单周期信号波形中标记为正常的压力值，获取该心动周期所对应的血管内压力的有效值(例如，狭窄远端侧Sd血压的有效值)。
血压有效值获取模块36获取血管内压力的有效值可以包括：在血压信号采样波形中，选取包括当前心动周期的单周期信号波形；在该单周期信号波形中，计算标记为正常的压力值的数量与所有压力值的数量的比值；若该比值不小于第三阈值，则基于在该单周期信号波形中标记为正常的压力值获取当前心动周期所对应的血管内压力的有效值。
在各种实施例中，包括当前心动周期的单周期信号波形可以定义为，当前心动周期在血压信号采样波形中所对应的信号波形，单周期信号波形可以为血压信号采样波形中一个波谷至下一个波谷之间的信号波形。在一些示例中，第三阈值可以为0.70至1.0，例如0.70、0.71、0.72、0.73、0.74、0.75、0.76、0.77、0.78、0.79、0.80、0.81、0.82、0.83、0.84、0.85、0.86、0.87、0.88、0.89、0.90、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99或1。
在一些示例中，在当前心动周期的单周期信号波形中，若标记为正常的压力值的数量与所有压力值的数量的比值不小于第三阈值，则将当前心动周期标记为有效，并使用当前心动周期的单周期信号波形中标记为正常的压力值的平均值作为当前心动周期的血管内压力的有效值。在另一些示例中，也可以使用当前心动周期的单周期信号波形以及位于当前心动周期之前且距离当前心动周期最近的至少一个(例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12)标记为有效的单周期信号波形中标记为正常的所有压力值的平均值作为当前心动周期的血管内压力的有效值(例如，狭窄远端侧Sd血压的有效值)。在另一些示例中，也可以基于当前心动周期的单周期信号波形中标记为正常的所有压力值的平均值、以及位于当前心动周期之前且距离当前心动周期最近的至少一个(例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12)标记为有效的心动周期对应的有效值来获取当前心动周期的有效值，例如，使用对他们进行平均计算所获得的结果。
在一些示例中，在当前心动周期的单周期信号波形中，若标记为正常的压力值的数量与所有压力值的数量的比值小于第三阈值，则将当前心动周期标记为无效，并使用位于当前心动周期之前且距离当前心动周期最近的至少一个(例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12)标记为有效的心动周期的单周期信号波形中标记为正常的所有压力值的平均值作为当前心动周期的血管内压力的有效值(例如，狭窄远端侧Sd血压的有效值)。在另一些示例中，也可以基于位于当前心动周期之前且距离当前心动周期最近的至少一个(例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12)标记为有效的心动周期对应的有效值来获取当前心动周期的有效值，例如，使用对他们进行平均计算所获得的结果。
在一些示例中，信号处理器30还可以包括FFR有效值获取模块37。FFR有效值获取模块37可以基于狭窄近端侧Sp的血压信号和一个心动周期(以下，以当前心动周期为例进行说明)所对应的狭窄远端侧Sd血压的有效值，获取该心动周期内FFR的有效值。
FFR有效值获取模块37获取当前心动周期内FFR的有效值可以包括：基于狭窄近端侧Sp的血压信号获取当前心动周期内狭窄近端侧Sp的平均压；获取当前心动周期内狭窄远端侧Sd血压的有效值；计算当前心动周期内狭窄远端侧Sd血压的有效值与狭窄近端侧Sp的平均压的比值，并将该比值作为当前心动周期内FFR的有效值。
图6是示出了本公开示例所涉及的显示装置显示FFR的示意图。其中，图6A是示出了本公开示例所涉及的显示装置显示未经处理的FFR的示意图，图6B是示出了本公开示例所涉及的显示装置显示FFR的有效值的示意图。
在各种实施例中，如上所述，FFR测量系统1还可以包括显示装置40。显示装置40可以显示狭窄近端侧Sp的血压信号、未经处理的狭窄远端侧Sd的血压信号、经过处理的狭窄远端侧Sd的血压信号、未经处理的FFR的值或FFR的有效值(参见图6A和图6B)。
在一些示例中，显示装置40可以具有第一显示区41和第二显示区42(参见图6A和图6B)。第一显示区41可以用于对狭窄远端侧Sd的血压信号进行显示，例如对包括多个心动周期的血管内压力随着时间变化的血压信号采样波形进行显示。第二显示区42可以用于对FFR的值进行显示。在一些示例中，第一显示区41和第二显示区42可以共用同一横轴(即，时间轴)。
在一些示例中，在血压信号采样波形中，若存在标记为异常的压力值，第一显示区41可以显示未经修正的波形，并且第二显示区42可以显示未经处理的FFR的值(参见图6A)。
在一些示例中，在血压信号采样波形中，若存在标记为异常的压力值，第一显示区41可以显示未经修正的波形，并且第二显示区可以显示FFR的有效值(参见图6B)。在这种情况下，既能够帮助医生获知FFR的有效值，也能够便于医生发现远端压力测量器械20的贴壁情况。
在另一些示例中，在血压信号采样波形中，若存在标记为异常的压力值，第一显示区41可以基于各个心动周期对应的血管内压力的有效值对该心动周期的波形进行修正，并显示修正后的波形，并且第二显示区42可以显示FFR的有效值。
在各种实施例中，FFR测量系统1也可以不包括近端压力测量器械10，从而提供一种用于在血管内进行压力测量的压力测量系统。在各种实施例中，压力测量系统可以包括本公开所涉及的远端压力测量器械20和本公开所涉及的信号处理器30。远端压力测量器械20可以导入血管并可以获取血管内的预定位置的血压信号，信号处理器30可以对远端压力测量器械20所获取的血压信号进行处理，以获取预定位置的血管内压力的有效值。在各种实施例中，压力测量系统还可以包括本公开所涉及的显示装置40，显示装置40可以对血管内压力的有效值进行显示。
在各种实施例中，FFR测量系统1也可以不包括近端压力测量器械10和远端压力测量器械20，从而提供一种血管内压力测量的信号处理系统或FFR测量的信号处理系统。在各种实施例中，信号处理系统可以对其他装置所获取的血管内的血压信号进行处理，以获取血管内压力的有效值。在各种实施例中，信号处理系统可以对其他装置所获取的血管内的血压信号进行处理，以获取FFR的有效值。在各种实施例中，信号处理系统可以包括本公开所涉及的信号处理器30，并通过信号处理器30对其他装置所获取的血管内的血压信号进行处理。在各种实施例中，信号处理系统还可以包括本公开所涉及的显示装置40，并通过显示装置40对血管内压力的有效值或FFR的有效值进行显示。
图7是示出了本公开示例所涉及的FFR测量的信号处理方法的流程示意图。其中，图7A是示出了本公开示例所涉及的FFR测量的信号处理方法的整体流程示意图，图7B是示出了本公开示例所涉及的获取基准峰值和基准谷值的流程示意图。以下，结合图7A和图7B，详细说明本公开示例所涉及的FFR测量的信号处理方法。
本公开的各种实施例提供FFR测量的信号处理方法(参见图7A)，其可以包括：获取狭窄近端侧Sp的血压信号和狭窄远端侧Sd的血压信号；将狭窄远端侧Sd的血压信号进行波形成型以获取包括多个心动周期的血管内压力随着时间变化的血压信号采样波形；基于血压信号采样波形，获取基准峰值和基准谷值；基于基准峰值和基准谷值，识别并标记血压信号采样波形中正常的压力值；基于包括一个心动周期的单周期信号波形中标记为正常的压力值，获取该心动周期所对应的狭窄远端侧Sd血压的有效值；基于狭窄近端侧Sp的血压信号和一个心动周期内狭窄远端侧Sd血压的有效值，获取对应心动周期内FFR的有效值。
在本公开示例所涉及的FFR测量的信号处理方法中，获取狭窄近端侧Sp的血压信号和狭窄远端侧Sd的血压信号。在一些示例中，狭窄近端侧Sp的血压信号可以通过本公开所涉及的近端压力测量器械10来进行获取。在一些示例中，狭窄远端侧Sd的血压信号可以通过本公开所涉及的远端压力测量器械20来进行获取。在各种实施例中，基于狭窄近端侧Sp的血压信号可以获取心动周期。
在本公开示例所涉及的FFR测量的信号处理方法中，将狭窄远端侧Sd的血压信号进行波形成型以获取包括多个心动周期的血管内压力随着时间变化的血压信号采样波形。在各种实施例中，其可以包括：接收狭窄远端侧Sd的血压信号；将狭窄远端侧Sd的血压信号由模拟信号转换为可用于表示压力值的数字信号；以横轴表示时间、纵轴表示压力，在坐标系中一一标注狭窄远端侧Sd的血压信号所对应的坐标点；在坐标系中，形成包括多个心动周期的压力随着时间变化的血压信号采样波形(参见图4)。在各种实施例中，通过本公开示例所涉及的模数转换模块32可以将狭窄远端侧Sd的血压信号由模拟信号转换为可用于表示压力值的数字信号。在各种实施例中，通过本公开示例所涉及的波形成型模块33可以形成包括多个心动周期的压力随着时间变化的血压信号采样波形。
在本公开示例所涉及的FFR测量的信号处理方法中，基于血压信号采样波形获取基准峰值和基准谷值(参见图7B)。在各种实施例中，其可以包括：在血压信号采样波形中，选取包括预定数量心动周期的连续周期信号波形；判断连续周期信号波形的峰值的波动是否不大于第一阈值；判断连续周期信号波形的谷值的波动是否不大于第二阈值；若连续周期信号波形的峰值的波动不大于第一阈值且连续周期信号波形的谷值的波动不大于第二阈值，则获取连续周期信号波形的有效峰值和有效谷值；基于有效峰值和有效谷值获取基准峰值和基准谷值。在各种实施例中，通过本公开示例所涉及的基准获取模块34可以获取基准峰值和基准谷值。
在本公开示例所涉及的FFR测量的信号处理方法中，基于基准峰值和基准谷值，识别并标记血压信号采样波形中正常的压力值。在各种实施例中，其可以包括：判断血压信号采样波形中的各个压力值是否落入基准峰值与基准谷值的范围内；若该压力值落入基准峰值与基准谷值的范围内，则将该压力值标记为正常。在一些示例中，若该压力值未落入基准峰值与基准谷值的范围内，则将该压力值标记为异常。在各种实施例中，通过本公开示例所涉及的正常识别模块35可以识别并标记血压信号采样波形中正常的压力值。
在本公开示例所涉及的FFR测量的信号处理方法中，基于包括一个心动周期(以下，以当前心动周期为例进行说明)的单周期信号波形中标记为正常的压力值，获取该心动周期所对应的血管内压力的有效值(例如，狭窄远端侧Sd血压的有效值)。在各种实施例中，其可以包括：在血压信号采样波形中，选取包括当前心动周期的单周期信号波形；在该单周期信号波形中，计算标记为正常的压力值的数量与所有压力值的数量的比值；若该比值不小于第三阈值，则基于在该单周期信号波形中标记为正常的压力值获取当前心动周期所对应的血管内压力的有效值。在各种实施例中，通过本公开示例所涉及的血压有效值获取模块36可以获取当前心动周期所对应的血管内压力的有效值(例如，狭窄远端侧Sd血压的有效值)。
在本公开示例所涉及的FFR测量的信号处理方法中，基于狭窄近端侧Sp的血压信号和一个心动周期内(以下，以当前心动周期为例进行说明)狭窄远端侧Sd血压的有效值，获取当前心动周期内FFR的有效值。在各种实施例中，其可以包括：基于狭窄近端侧Sp的血压信号获取当前心动周期内狭窄近端侧Sp的平均压；获取当前心动周期内狭窄远端侧Sd血压的有效值；计算当前心动周期内狭窄远端侧Sd血压的有效值与狭窄近端侧Sp的平均压的比值，并将该比值作为当前心动周期内FFR的有效值。在各种实施例中，通过本公开示例所涉及的FFR有效值获取模块37可以获取当前心动周期内FFR的有效值。
图8是示出了本公开示例所涉及的血管内压力测量的信号处理方法的流程示意图。以下，结合图8，详细说明本公开示例所涉及的血管内压力测量的信号处理方法。
本公开的各种实施例提供血管内压力测量的信号处理方法(参见图8)，其可以包括：获取血管内预定位置的血压信号；将预定位置的血压信号进行波形成型以获取包括多个心动周期的血管内压力随着时间变化的血压信号采样波形；基于血压信号采样波形，获取基准峰值和基准谷值；基于基准峰值和基准谷值，识别并标记血压信号采样波形中正常的压力值；基于包括一个心动周期的单周期信号波形中标记为正常的压力值，获取该心动周期所对应的血管内压力的有效值。
在本公开示例所涉及的血管内压力测量的信号处理方法中，获取血管内预定位置的血压信号。在一些示例中，预定位置的血压信号可以通过本公开示例所涉及的远端压力测量器械20来进行获取。在各种实施例中，基于预定位置的血压信号可以获取心动周期。
在本公开示例所涉及的血管内压力测量的信号处理方法中，将预定位置的血压信号进行波形成型以获取包括多个心动周期的血管内压力随着时间变化的血压信号采样波形。在各种实施例中，其可以包括：接收预定位置的血压信号；将预定位置的血压信号由模拟信号转换为可用于表示压力值的数字信号；以横轴表示时间、纵轴表示压力，在坐标系中一一标注预定位置的血压信号所对应的坐标点；在坐标系中，形成包括多个心动周期的压力随着时间变化的血压信号采样波形(参见图4)。在各种实施例中，通过本公开示例所涉及的模数转换模块32可以将预定位置的血压信号由模拟信号转换为可用于表示压力值的数字信号。在各种实施例中，通过本公开示例所涉及的波形成型模块33可以形成包括多个心动周期的压力随着时间变化的血压信号采样波形。
在本公开示例所涉及的血管内压力测量的信号处理方法中，基于血压信号采样波形获取基准峰值和基准谷值。在各种实施例中，其可以包括：在血压信号采样波形中，选取包括预定数量心动周期的连续周期信号波形；判断连续周期信号波形的峰值的波动是否不大于第一阈值；判断连续周期信号波形的谷值的波动是否不大于第二阈值；若连续周期信号波形的峰值的波动不大于第一阈值且连续周期信号波形的谷值的波动不大于第二阈值，则计算连续周期信号波形的有效峰值和有效谷值；基于有效峰值和有效谷值获取基准峰值和基准谷值。在各种实施例中，通过本公开示例所涉及的基准获取模块34可以获取基准峰值和基准谷值。
在本公开示例所涉及的血管内压力测量的信号处理方法中，基于基准峰值和基准谷值，识别并标记血压信号采样波形中正常的压力值。在各种实施例中，其可以包括：判断血压信号采样波形中的各个压力值是否落入基准峰值与基准谷值的范围内；若该压力值落入基准峰值与基准谷值的范围内，则将该压力值标记为正常。在一些示例中，若该压力值未落入基准峰值与基准谷值的范围内，则将该压力值标记为异常。在各种实施例中，通过本公开示例所涉及的正常识别模块35可以识别并标记血压信号采样波形中正常的压力值。
在本公开示例所涉及的血管内压力测量的信号处理方法中，基于包括一个心动周期(以下，以当前心动周期为例进行说明)的单周期信号波形中标记为正常的压力值，获取该心动周期所对应的血管内压力的有效值。在各种实施例中，其可以包括：在血压信号采样波形中，选取包括当前心动周期的单周期信号波形；在该单周期信号波形中，计算标记为正常的压力值的数量与所有压力值的数量的比值；若该比值不小于第三阈值，则基于在该单周期信号波形中标记为正常的压力值获取当前心动周期所对应的血管内压力的有效值。在各种实施例中，通过本公开示例所涉及的血压有效值获取模块36可以获取当前心动周期所对应的血管内压力的有效值。
根据本公开，能够有效降低在血管内压力测量过程中因贴壁而导致的信号异常的不利影响。
虽然以上结合附图和示例对本公开进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本公开。本领域技术人员在不偏离本公开的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本公开进行变形和变化，这些变形和变化均落入本公开的范围内。

Claims (7)

1.一种血管内压力测量系统，其使用的信号处理方法包括，
使用压力测量器械在血管内的预定位置以预定的采样频率进行压力测量，以获取包括多个心动周期的血管内压力随着时间变化的血压信号采样波形，在所述血压信号采样波形中，选取包括预定数量的心动周期的连续周期信号波形，判断所述连续周期信号波形的峰值的波动是否不大于第一阈值，并判断所述连续周期信号波形的谷值的波动是否不大于第二阈值，若所述连续周期信号波形的峰值的波动不大于第一阈值且所述连续周期信号波形的谷值的波动不大于第二阈值，则计算所述连续周期信号波形的有效峰值和有效谷值，基于所述有效峰值和所述有效谷值获取基准峰值和基准谷值，判断所述血压信号采样波形中的各个压力值是否落入所述基准峰值与所述基准谷值的范围内，若该压力值落入所述范围内，则将该压力值标记为正常，在所述血压信号采样波形中，选取包括一个心动周期的单周期信号波形，在所述单周期信号波形中，若标记为正常的压力值的数量与所有压力值的数量的比值不小于第三阈值，则基于在所述单周期信号波形中标记为正常的压力值计算所述单周期信号波形所对应的血管内压力的有效值，其中，所述有效峰值为所述连续周期信号波形的峰值的平均值或中位值，所述有效谷值为所述连续周期信号波形的谷值的平均值或中位值，所述基准峰值满足公式：Pr＝Pe+(Pe-Ve)×f1，Pr表示所述基准峰值，Pe表示所述有效峰值，Ve表示所述有效谷值，f1表示第一因数，所述第一因数为0.05至0.30，所述基准谷值满足公式：Vr＝Ve-(Pe-Ve)×f2，Vr表示所述基准谷值，f2表示第二因数，所述第二因数为0.05至0.30。
2.根据权利要求1所述的血管内压力测量系统，其特征在于，
还包括判断所述连续周期信号波形的相邻峰值的间期与心动周期的比值是否落入第一区间，并判断所述连续周期信号波形的相邻谷值的间期与心动周期的比值是否落入第二区间，若所述连续周期信号波形的相邻峰值的间期与心动周期的比值落入第一区间且所述连续周期信号波形的相邻谷值的间期与心动周期的比值落入第二区间，则计算所述连续周期信号波形的有效峰值和有效谷值。
3.根据权利要求1所述的血管内压力测量系统，其特征在于，
若所述连续周期信号波形的峰值的波动大于所述第一阈值或所述连续周期信号波形的谷值的波动大于所述第二阈值，则对所述连续周期信号波形重新进行选取。
4.根据权利要求1所述的血管内压力测量系统，其特征在于，
在所述单周期信号波形中，若标记为正常的压力值的数量与所有压力值的数量的比值不小于所述第三阈值，则使用所述单周期信号波形中标记为正常的所有压力值的平均值作为所述单周期信号波形所对应的血管内压力的有效值。
5.根据权利要求1所述的血管内压力测量系统，其特征在于，
在所述单周期信号波形中，若标记为正常的压力值的数量与所有压力值的数量的比值不小于所述第三阈值，则将所述单周期信号波形对应的心动周期标记为有效，若标记为正常的压力值的数量与所有压力值的数量的比值小于所述第三阈值，则将所述单周期信号波形对应的心动周期标记为无效。
6.根据权利要求5所述的血管内压力测量系统，其特征在于，
在所述单周期信号波形中，若标记为正常的压力值的数量与所有压力值的数量的比值小于所述第三阈值，则基于距离所述单周期信号波形最近的至少一个标记为有效的心动周期获取所述单周期信号波形所对应的血管内压力的有效值。
7.根据权利要求1所述的血管内压力测量系统，其特征在于，
所述压力测量器械包括用于获取血压信号的压力传感器以及用于推送所述压力传感器的推送工具。
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