CN112998754A - 无创血流量检测方法、检测系统及检测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无创血流量检测方法、检测系统及检测设备,包括以下步骤:在待测血管的体表上固定三个超声探头,其中,三个所述超声探头平行于待测血管方向等间距设置,记录相邻两个所述超声探头之间的距离;通过三个超声探头配合以获取待测血管的直径的平均值;使用三个麦克风采集待测血管的内瘘杂音,分别获取三组内瘘杂音信号,其中,所述麦克风的测试点与所述超声探头的测试点一一对应设置;根据三组内瘘杂音信号和相邻两个所述超声探头之间的距离,计算血流速度的平均值;根据血流速度的平均值与待测血管的直径的平均值获得待测血管的血流量。其实现在不干预透析病人日常生活及透析治疗的情况下准确推算出血管的实时流量,便捷且无创伤。
Description
技术领域
本发明涉及血流量监测技术领域,尤其是指一种无创血流量检测方法、检测系统及检测设备。
背景技术
血液透析是慢性肾衰竭、尿毒症等末期疾病的常见治疗方法,该方法需要在手臂处建立动静脉瘘,但会引起一系列并发症:血栓、动脉瘤等,严重时甚至危及患者的生命。所以对内瘘部位的血流量进行实时检测是非常重要的,避免出现血流堵塞未能及时发现的情况。
目前测量血流量有多种方法,常用B超进行血管成像,检测血管直径,再结合超声多普勒效应产生的频移信号,分析计算出血流速,即可得到血流量。但是B超设备体积较大,成本较高且需要复杂的图像处理算法,基于多普勒技术的血液运动信息获取方法存在的主要缺陷是成像速度太慢。实际医院中使用的血流量测试仪器大都需要专业医护人员进行操作,人工将探头放置在测量处,针对血液透析过程中,该种方法不具备可操作性和实时监测性。
目前专利对内瘘过程中的血流量监测研究的较少,因此提出一种便携,精准的,易于操作的无创的血流量监测方法是非常必要的。
发明内容
为此,本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中血透患者造瘘处的血流量测量不便,提出了一种根据内漏杂音间接测量血流量的方法同时基于低功耗超声探头对血管直径进行测量,实现在不干预透析病人日常生活及透析治疗的情况下准确推算出血管的实时流量。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种无创血流量检测方法,包括以下步骤:
S1、在待测血管的体表上固定三个超声探头,其中,三个所述超声探头平行于待测血管方向等间距设置,记录相邻两个所述超声探头之间的距离;
S2、通过三个超声探头配合以获取待测血管的直径的平均值;
S3、使用三个麦克风采集待测血管的内瘘杂音,分别获取三组内瘘杂音信号,其中,所述麦克风的测试点与所述超声探头的测试点一一对应设置;
S4、根据三组内瘘杂音信号和相邻两个所述超声探头之间的距离,计算血流速度的平均值;
S5、根据血流速度的平均值与待测血管的直径的平均值获得待测血管的血流量。
作为优选的,所述在待测血管的体表上固定三个超声探头,包括:
提供三个超声探头,三个所述超声探头做轮询测试以使得三个超声探头移动至待测血管的体表一侧。
作为优选的,所述三个所述超声探头做轮询测试以使得三个超声探头移动至待测血管的体表一侧,具体包括:
在超声探头做轮询测试时,当三个探头所检测到的血管后壁数据之间的方差小于1,即停止超声探头的移动。
作为优选的,所述S4包括:
获取相邻两组内瘘杂音信号之间的时间间隔Δt;
根据相邻两个所述超声探头之间的距离与相邻两组内瘘杂音信号之间的时间间隔l;
计算血流速度,血流速度v=l/Δt。
作为优选的,所述S3与S4之间还包括:对S3获取的三组内瘘杂音信号进行滤波处理,获得三组幅值相似的内瘘杂音信号。
本发明公开了一种无创血流量检测系统,包括:
直径测量模块,其用于获取三个超声探头的测试数据,并根据三个超声探头的测试数据计算获得待测血管的直径的平均值;
麦克风数据采集模块,其用于获取三个麦克风探头的内瘘杂音信号;
血流速度计算模块,其与麦克风数据采集模块连接,所述血流速度计算模块根据三组内瘘杂音信号和相邻两个所述超声探头之间的距离,计算血流速度的平均值;
血流量计算模块,其与直径测量模块和血流速度计算模块连接,所述血流量计算模块根据血流速度的平均值与待测血管的直径的平均值获得待测血管的血流量。
作为优选的,还包括滤波模块,所述滤波模块与麦克风数据采集模块连接,所述滤波模块用于对获取的三组内瘘杂音信号进行滤波处理,获得三组幅值相似的内瘘杂音信号。
作为优选的,还包括轮询模块,所述轮询模块用于控制三个超声探头做轮询测试以使得三个超声探头移动至待测血管的体表一侧;
在超声探头做轮询测试时,当三个探头所检测到的血管后壁数据之间的方差小于1,即停止超声探头的移动。
本发明公开了一种血流量检测设备,基于上述的无创血流量检测系统。
作为优选的,所述超声探头与所述麦克风一一对应设置。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
本发明的有益效果如下:
1、本发明提出一种针对内瘘部位的血流量检测方法,该方法在患者进行血透过程中具备实时检测造瘘处血流量的能力,同时做到低功耗,易操作可穿戴性。具备临川实用性和可实现性,造瘘部位及易出现血栓等问题造成血透过程异常,血透过程长,使用现有的医疗设备,需要持续将探头进行血流速检测,增加医护人员的负担。本发明很好的解决了这个问题。
2、现有技术中大多检测方法不涉及血流量的检测,本发明结合血流速测量和血管直径测量,提出一种简单有效的方案实现位置定位,流速的准确测量,其中流速的测量思路新颖,在减少设备复杂性的同时又能提高测量的准确性。
3、本方案面向实际的医护场景,实现简单有效,同时非常有效的在可靠性和复杂性之间保持均衡。
附图说明
图1是本发明系统的示意图;
图2为超声探头放置的结构示意图;
图3为三组内瘘杂音信号的示意图;
图4为本发明无创血流量检测方法的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明提出一种针对内瘘部位的血流量检测方法,该发明结合血流速测量和血管直径测量进而拟合出血流量,具备无创,有效等特点,主要包含两部分内容:1.利用等距离三点内瘘杂音采集间接获得血流速2.通过三个低功耗超声探头实现血管有效定位,同时探测血管直径。
整个系统需要控制三个小型低功耗超声探头和三个MEMS麦克风,图1为整体系统框图。
血液透析患者的造瘘处,由于将动脉与静脉进行相连接,血流量非常大,易造成堵塞,患者需保持手臂的相对静止,避免干扰血透过程,本方案是基于无创的血流量检测方法,具体放置示意图如图2所示,三个集成传感器会以等距离l的位置与皮肤进行贴合放置,集成传感器中同时具备一个MEMS麦克风和一个低功耗超声探头。
本发明公开了一种无创血流量检测方法,包括以下步骤:
步骤一、在待测血管的体表上固定三个超声探头,其中,三个所述超声探头平行于待测血管方向等间距设置,记录相邻两个所述超声探头之间的距离。
具体的,所述在待测血管的体表上固定三个超声探头,包括:提供三个超声探头,三个所述超声探头做轮询测试以使得三个超声探头移动至待测血管的体表一侧。而在超声探头做轮询测试时,当三个探头所检测到的血管后壁数据之间的方差小于1,即默认找到一个比较稳定的位置,系统会发出提出可以停止位置的检索,即停止超声探头的移动。人体内比较复杂,体内还会有其他的回波,单个不一定是血管的回波,当三个探头所检测到的血管后壁数据之间的方差小于1,说明这个位置测到的数据一定是血管的直径数据。
步骤二、通过三个超声探头配合以获取待测血管的直径的平均值。
具体的,超声探头测血管直径的原理是,超声探头发射超声波,通过分析超声回波,即获得血管直径。而超声回波,即被血管壁反射回来超声波,超声回波包括一个血管前壁数据和一个血管后壁的数据,通过分析这两个数据,即可计算获得超声探头对准处的血管直径。依次方式,三个超声探头即可获得三处数据,同样的即可获得三点的血管直径,对血管直径求平均,即测得血管的直径的平均值。
步骤三、使用三个麦克风采集待测血管的内瘘杂音,分别获取三组内瘘杂音信号,其中,所述麦克风的测试点与所述超声探头的测试点一一对应设置。麦克风可为MEMS麦克风。
同一个杂音信号会随着血流传播方向进行传播,三个麦克风会对同一个杂音信号进行采集,经过硬件滤波后会出现三个幅值相似的杂音信号,如图3所示。
步骤四、根据三组内瘘杂音信号和相邻两个所述超声探头之间的距离,计算血流速度的平均值,包括:
S41、获取相邻两组内瘘杂音信号之间的时间间隔Δt;
S42、根据相邻两个所述超声探头之间的距离与相邻两组内瘘杂音信号之间的时间间隔l;
S43、计算血流速度,血流速度v=l/Δt。
步骤五、根据血流速度的平均值与待测血管的直径的平均值获得待测血管的血流量。
参照图4所示,为上述无创血流量检测方法的工作流程图。
本发明公开了一种无创血流量检测系统,包括直径测量模块、麦克风数据采集模块、血流速度计算模块和血流量计算模块。
直径测量模块用于获取三个超声探头的测试数据,并根据三个超声探头的测试数据计算获得待测血管的直径的平均值。
麦克风数据采集模块用于获取三个麦克风探头的内瘘杂音信号。
血流速度计算模块与麦克风数据采集模块连接,所述血流速度计算模块根据三组内瘘杂音信号和相邻两个所述超声探头之间的距离,计算血流速度的平均值。
血流量计算模块与直径测量模块和血流速度计算模块连接,所述血流量计算模块根据血流速度的平均值与待测血管的直径的平均值获得待测血管的血流量。
本发明的无创血流量检测系统还包括滤波模块,所述滤波模块与麦克风数据采集模块连接,所述滤波模块用于对获取的三组内瘘杂音信号进行滤波处理,获得三组幅值相似的内瘘杂音信号。
本发明的无创血流量检测系统还包括轮询模块,所述轮询模块用于控制三个超声探头做轮询测试以使得三个超声探头移动至待测血管的体表一侧;
在超声探头做轮询测试时,当三个探头所检测到的血管后壁数据之间的方差小于1,即停止超声探头的移动。
在另一实施例中,本发明公开了一种血流量检测设备,基于上述的无创血流量检测系统。具体的,所述超声探头与所述麦克风一一对应设置。例如,可将超声探头与麦克风集成在一个模组内。使得超声探头与麦克风能够同时对于同一点进行测试。在超声探头选取上,采用合适的发射电压及频率进行探头的激励,在MEMS麦克风采集内瘘杂音的过程中,设计共振腔体,可以增大所需杂音信号的幅值,便于后续的检测,同时超声波探测处于系统的第一步工作,负责定位与血管直径的测量,结束后即关闭,避免了影响麦克风采集,也降低了功耗。
本发明的有益效果如下:本发明提出一种针对内瘘部位的血流量检测方法,该方法在患者进行血透过程中具备实时检测造瘘处血流量的能力,同时做到低功耗,易操作可穿戴性。具备临川实用性和可实现性,造瘘部位及易出现血栓等问题造成血透过程异常,血透过程长,使用现有的医疗设备,需要持续将探头进行血流速检测,增加医护人员的负担。本发明很好的解决了这个问题。
同时,现有技术中大多检测方法不涉及血流量的检测,本发明结合血流速测量和血管直径测量,提出一种简单有效的方案实现位置定位,流速的准确测量,其中流速的测量思路新颖,在减少设备复杂性的同时又能提高测量的准确性。
本方案面向实际的医护场景,实现简单有效,同时非常有效的在可靠性和复杂性之间保持均衡。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种无创血流量检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、在待测血管的体表上固定三个超声探头,其中,三个所述超声探头平行于待测血管方向等间距设置,记录相邻两个所述超声探头之间的距离;
S2、通过三个超声探头配合以获取待测血管的直径的平均值;
S3、使用三个麦克风采集待测血管的内瘘杂音,分别获取三组内瘘杂音信号,其中,所述麦克风的测试点与所述超声探头的测试点一一对应设置;
S4、根据三组内瘘杂音信号和相邻两个所述超声探头之间的距离,计算血流速度的平均值;
S5、根据血流速度的平均值与待测血管的直径的平均值获得待测血管的血流量。
2.根据权利要求1所述的无创血流量检测方法,其特征在于,所述在待测血管的体表上固定三个超声探头,包括:
提供三个超声探头,三个所述超声探头做轮询测试以使得三个超声探头移动至待测血管的体表一侧。
3.根据权利要求2所述的无创血流量检测方法,其特征在于,所述三个所述超声探头做轮询测试以使得三个超声探头移动至待测血管的体表一侧,具体包括:
在超声探头做轮询测试时,当三个探头所检测到的血管后壁数据之间的方差小于1,即停止超声探头的移动。
4.根据权利要1所述的无创血流量检测方法,其特征在于,所述S4包括:
获取相邻两组内瘘杂音信号之间的时间间隔Δt;
根据相邻两个所述超声探头之间的距离与相邻两组内瘘杂音信号之间的时间间隔l;
计算血流速度,血流速度v=l/Δt。
5.根据权利要求1所述的无创血流量检测方法,其特征在于,所述S3与S4之间还包括:
对S3获取的三组内瘘杂音信号进行滤波处理,获得三组幅值相似的内瘘杂音信号。
6.一种无创血流量检测系统,其特征在于,包括:
直径测量模块,其用于获取三个超声探头的测试数据,并根据三个超声探头的测试数据计算获得待测血管的直径的平均值;
麦克风数据采集模块,其用于获取三个麦克风探头的内瘘杂音信号;
血流速度计算模块,其与麦克风数据采集模块连接,所述血流速度计算模块根据三组内瘘杂音信号和相邻两个所述超声探头之间的距离,计算血流速度的平均值;
血流量计算模块,其与直径测量模块和血流速度计算模块连接,所述血流量计算模块根据血流速度的平均值与待测血管的直径的平均值获得待测血管的血流量。
7.根据权利要求6所述的无创血流量检测系统,其特征在于,还包括滤波模块,所述滤波模块与麦克风数据采集模块连接,所述滤波模块用于对获取的三组内瘘杂音信号进行滤波处理,获得三组幅值相似的内瘘杂音信号。
8.根据权利要求1所述的无创血流量检测系统,其特征在于,还包括轮询模块,所述轮询模块用于控制三个超声探头做轮询测试以使得三个超声探头移动至待测血管的体表一侧;
在超声探头做轮询测试时,当三个探头所检测到的血管后壁数据之间的方差小于1,即停止超声探头的移动。
9.一种血流量检测设备,其特征在于,基于权利要求6-8任一项所述的无创血流量检测系统。
10.根据权利要求9所述的血流量检测设备,其特征在于,所述超声探头与所述麦克风一一对应设置。
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