CN117835916A - 血流测定系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例的血流测定系统可包括影像引导探针、第一多普勒探针、第二多普勒探针及控制部。影像引导探针可包括多个影像超声波元件，并沿着第一方向配置。第一多普勒探针可包括多个第一多普勒超声波元件，并沿着垂直于第一方向的第二方向配置在影像引导探针的一侧。第二多普勒探针可包括多个第二多普勒超声波元件，并沿着垂直于第一方向的第三方向配置在影像引导探针的另一侧。控制部可提供控制影像引导探针、第一多普勒探针及第二多普勒探针所需的控制信号。本发明的血流测定系统从影像引导探针朝向对象体提供发射超声波信号，可基于通过影像引导探针、第一多普勒探针及第二多普勒探针同时接收的接收超声波信号掌握血管位置并测定血流速度(BV)来显著提高用于驱动超声波装置的脉冲重复频率(PRF，Pulse Repetition Frequency)。

Description

血流测定系统

技术领域

本发明涉及血流测定系统。

背景技术

现有的肺动脉导管作为非常强的侵入性方法，存在肺动脉破裂等并发症风险，经食道多普勒作为微侵式方法，可以持续测定血流，但是，因缺乏断层面面积及多普勒入射角信息而存在可靠性低的缺点。最近，为了解决这种问题，正在进行各种研究。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于，提供如下的血流测定系统，即，从影像引导探针朝向对象体提供发射超声波信号，可基于通过影像引导探针、第一多普勒探针及第二多普勒探针同时接收的接收超声波信号掌握血管位置并测定血流速度来显著提高用于驱动超声波装置的脉冲重复频率(PRF，Pulse Repetition Frequency)。

技术方案

为了实现上述目的，本发明实施例的血流测定系统可包括影像引导探针、第一多普勒探针、第二多普勒探针及控制部。影像引导探针可包括多个影像超声波元件，并沿着第一方向配置。第一多普勒探针可包括多个第一多普勒超声波元件，并沿着垂直于上述第一方向的第二方向配置在上述影像引导探针的一侧。第二多普勒探针可包括多个第二多普勒超声波元件，并沿着垂直于上述第一方向的第三方向配置在上述影像引导探针的另一侧。控制部可提供控制上述影像引导探针、上述第一多普勒探针及上述第二多普勒探针所需的控制信号。

在本发明一实施例中，上述影像引导探针基于上述控制部提供的上述控制信号中的第一控制信号向对象体提供发射超声波信号，上述影像引导探针、上述第一多普勒探针及上述第二多普勒探针可接收从上述对象体反射的接收超声波信号。

在本发明一实施例中，上述血流测定系统还可包括检测部。检测部可基于上述接收超声波信号中由上述影像引导探针接收的影像超声波接收信号检测存在于对象体的血管的位置信息。

在本发明一实施例中，上述检测部还可包括测定部。测定部可基于上述血管的位置信息及沿着超声波影像深度方向形成的横截面引导线测定相当于上述血管的横截面面积的横截面积。

在本发明一实施例中，上述血流测定系统还可包括计算部。计算部可基于上述接收超声波信号中由上述第一多普勒探针接收的第一多普勒超声波接收信号及上述接收超声波信号中由上述第二多普勒探针接收的第二多普勒超声波接收信号来计算血流速度。

在本发明一实施例中，上述控制部还可包括选择部。选择部可基于上述控制信号中的选择信号选择性地驱动上述第一多普勒探针及上述第二多普勒探针。

在本发明一实施例中，上述选择部可按照相当于预定的规定时间间隔的驱动间隔交替驱动上述第一多普勒探针及上述第二多普勒探针。

在本发明一实施例中，上述血流测定系统可按照多个工作模式进行工作。当上述检测部检测上述血管的位置信息时，上述多个工作模式中的第一工作模式可使得上述控制部依次增加发射上述发射超声波信号的发射间隔。

在本发明一实施例中，当上述检测部检测上述血管的位置信息时，上述多个工作模式中的第二工作模式可使得上述控制部驱动上述第一多普勒探针及上述第二多普勒探针向存在于上述对象体的上述血管交替发射第一多普勒超声波发射信号及第二多普勒超声波发射信号。

在本发明一实施例中，上述血流测定系统可基于因上述第一多普勒超声波发射信号被上述血管反射而由第一多普勒探针接收的第一多普勒超声波接收信号及因上述第二多普勒超声波发射信号被上述血管反射而由第二多普勒探针接收的第二多普勒超声波接收信号来计算上述血流速度。

除以上提及的本发明技术方案外，本发明所属技术领域的普通技术人员可通过以下说明内容明确理解本发明的其他特征及优点。

发明的效果

如上所述的本发明具有以下效果。

本发明的血流测定系统从影像引导探针朝向对象体提供发射超声波信号，可基于通过影像引导探针、第一多普勒探针及第二多普勒探针同时接收的接收超声波信号掌握血管位置并测定血流速度来显著提高用于驱动超声波装置的脉冲重复频率(PRF，PulseRepetition Frequency)。

除此之外，也可通过本发明实施例重新掌握本发明的其他特征及优点。

附图说明

图1为示出本发明实施例的血流测定系统的图。

图2为用于说明图1的血流测定系统的多个工作模式中的基本模式的图。

图3为用于说明图1的血流测定系统所包括的影像引导探针、第一多普勒探针及第二多普勒探针的工作的图。

图4及图5为用于说明图1的血流测定系统所包括的检测部的工作的图。

图6为用于说明图1的血流测定系统所包括的计算部的工作的图。

图7及图8为用于说明图1的血流测定系统的控制部所包括的选择部的工作的图。

图9为用于说明图1的血流测定系统的多个工作模式中的第一工作模式及第二工作模式的图。

图10为用于说明图9的第一工作模式的图。

图11为用于说明图1的血流测定系统计算心输出量的方法的图。

具体实施方式

在本说明书中，应当留意的是，在对各个附图的结构要素赋予附图标记的过程中，即使相同的结构要素表示在不同的附图上，也尽可能地赋予了相同的附图标记。

另一方面，在本说明书中，应将所使用的术语理解为如下含义。

除非在文脉上明确表示其他含义，否则应将单数的表达理解为包括复数的表达，而这种术语并不限定发明要求保护范围。

并且，不应将“包括”或“具有”等术语理解为预先排除一个或一个以上其他特征、步骤、工作、结构要素、部件或其组合的存在或附加可能性。

以下，参照附图详细说明用于解决上述问题的本发明优选实施例。

图1为示出本发明实施例的血流测定系统的图，图2为用于说明图1的血流测定系统的多个工作模式中的基本模式的图，图3为用于说明图1的血流测定系统所包括的影像引导探针、第一多普勒探针及第二多普勒探针的工作的图。

参照图1至图3，本发明实施例的血流测定系统10可包括影像引导探针100、第一多普勒探针200、第二多普勒探针300及控制部400。影像引导探针100包括多个影像超声波元件，并且可沿着第一方向D1配置。例如，第一方向D1可表示以图1为基准的左右方向，多个影像超声波元件可包括第一影像超声波元件IE1、第二影像超声波元件IE2至第N影像超声波元件IEN。本发明的血流测定系统10通过影像引导探针100向对象体OB发射超声波发射信号UT，利用从对象体OB反射接收的影像超声波接收信号IUR实现超声波影像UI。其中，对象体OB可以为人体的一部分。

第一多普勒探针200包括多个第一多普勒超声波元件，并且可沿着垂直于第一方向D1的第二方向D2配置在影像引导探针100的一侧。例如，第一多普勒探针200可基于影像引导探针100沿着第二方向D2配置，多个第一多普勒超声波元件可包括第1_1多普勒超声波元件DE1_1、第1_2多普勒超声波元件DE1_2至第1_K多普勒超声波元件DE1_K。其中，K可以为自然数，K也可以与自然数N相同或不同。本发明的血流测定系统10可利用通过第一多普勒探针200从对象体OB反射接收的第一多普勒超声波接收信号DUR1来计算表示对象体OB内部血管BP的第一血流速度的频谱图。

第二多普勒探针300包括多个第二多普勒超声波元件，并且可沿着垂直于第一方向D1的第三方向D3配置在影像引导探针100的另一侧。例如，第二多普勒探针300可基于影像引导探针100沿着第三方向D3配置，多个第二多普勒超声波元件可包括第2_1多普勒超声波元件DE2_1、第2_2多普勒超声波元件DE2_2至第2_J多普勒超声波元件DE2_J。其中，J可以为自然数，J也可以与自然数N或K相同或不同。本发明的血流测定系统10可利用通过第二多普勒探针300从对象体OB反射接收的第二多普勒超声波接收信号DUR2来计算表示对象体OB内部血管BP的第二血流速度的频谱图。

控制部400可提供控制影像引导探针100、第一多普勒探针200及第二多普勒探针300所需的控制信号CS。

在本发明一实施例中，在影像引导探针100基于控制部400提供的控制信号CS中的第一控制信号CS1向对象体OB提供发射超声波信号UT后，影像引导探针100可接收从对象体OB反射的影像超声波接收信号IUR。接着，影像引导探针100可基于控制信号CS中的第二控制信号CS2向对象体OB提供发射超声波信号UT，第一多普勒探针200及第二多普勒探针300可接收从对象体OB反射的多普勒超声波接收信号DUR。其中，由第一多普勒探针200接收的多普勒超声波接收信号DUR可以为第一多普勒超声波接收信号DUR1，由第二多普勒探针300接收的多普勒超声波接收信号DUR可以为第二多普勒超声波接收信号DUR2。本发明的血流测定系统10可基于由影像引导探针100接收的影像超声波接收信号IUR判断血管的位置信息PI，可基于由第一多普勒探针200及第二多普勒探针300接收的第一多普勒超声波接收信号DUR1及第二多普勒超声波接收信号DUR2来计算血流速度BV。

例如，本发明的血流测定系统10可按照多个工作模式进行工作。在多个工作模式中，基本模式BM是指如下方式，即，在影像引导探针100基于第一控制信号CS1向对象体OB发射发射超声波信号UT后，通过影像引导探针100接收从对象体OB反射的影像超声波接收信号IUR，随后，影像引导探针100基于控制信号CS中的第二控制信号CS2向对象体OB发射发射超声波信号UT，并通过第一多普勒探针200及第二多普勒探针300接收从对象体OB反射的多普勒超声波接收信号DUR。多普勒超声波接收信号DUR可包括第一多普勒超声波接收信号DUR1及第二多普勒超声波接收信号DUR2。

本发明的血流测定系统10基于第一控制信号CS1通过影像引导探针100发射发射超声波信号UT，通过影像引导探针100接收影像超声波接收信号IUR后，基于第二控制信号CS2通过影像引导探针100发射发射超声波信号UT，可按照预定的规定时间间隔反复执行通过第一多普勒探针200及第二多普勒探针300接收多普勒超声波接收信号DUR的工作。

在本发明一实施例中，在影像引导探针100基于控制信号CS中的第二控制信号CS2向对象体OB提供发射超声波信号UT后，第一多普勒探针200及第二多普勒探针300可接收从对象体OB反射的多普勒超声波接收信号DUR。

在本发明再一实施例中，在第一多普勒探针200及第二多普勒探针300基于控制信号CS中的第三控制信号CS3向对象体OB提供发射超声波信号UT后，第一多普勒探针200及第二多普勒探针300可接收从对象体OB反射的多普勒超声波接收信号DUR。

图4及图5为用于说明图1的血流测定系统所包括的检测部的工作的图。

参照图1至图5，在本发明一实施例中，血流测定系统10还可包括检测部500。检测部500可基于接收超声波信号中由影像引导探针100接收的影像超声波接收信号IUR检测存在于对象体OB的血管BP的位置信息PI。例如，血流测定系统10可利用由影像引导探针100接收的影像超声波接收信号IUR来提供对象体OB内部的超声波影像UI。在此情况下，本发明的血流测定系统10可通过检测部500基于超声波影像UI确认血管BP的位置信息PI。

在本发明一实施例中，检测部500还可包括测定部510。测定部510可基于血管BP的位置信息PI及沿着超声波影像深度方向形成的横截面引导线GL测定相当于血管BP横截面面积的横截面积MZ。例如，引导线GL可以为能够引导血管BP的横截面DM配置在超声波影像UI中心的基准线。本发明的血流测定系统10可通过测定部510基于血管BP的位置信息PI控制血管BP的横截面DM配置在引导线GL。随后，测定部510可测定相当于血管BP横截面DM面积的横截面积MZ。

图6为用于说明图1的血流测定系统所包括的计算部的工作的图，图7及图8为用于说明图1的血流测定系统的控制部所包括的选择部的工作的图。

参照图1至图8，血流测定系统10还可包括计算部600。计算部600可基于接收超声波信号中由第一多普勒探针200接收的第一多普勒超声波接收信号DUR1及接收超声波信号中由第二多普勒探针300接收的第二多普勒超声波接收信号DUR2计算血流速度。

在本发明一实施例中，控制部400还可包括选择部410。选择部410可基于控制信号CS中的选择信号SE选择性地驱动第一多普勒探针200及第二多普勒探针300。例如，控制信号CS可包括选择信号SE。选择信号SE可包括第一选择信号SE1及第二选择信号SE2。为了驱动第一多普勒探针200，选择部410可开启第一选择信号SE1，为了驱动第二多普勒探针300，选择部410可开启第二选择信号SE2。

在本发明一实施例中，选择部410可按照相当于预定的规定时间间隔的驱动间隔交替驱动第一多普勒探针200及第二多普勒探针300。例如，多个时间可包括第一时间T1至第五时间T5，驱动间隔OTI可包括第一驱动间隔OTI1至第四驱动间隔OTI4。第一驱动间隔OTI1可以为第一时间T1与第二时间T2之间的时间间隔，第二驱动间隔OTI2可以为第二时间T2与第三时间T3之间的时间间隔。并且，第三驱动间隔OTI3可以为第三时间T3与第四时间T4之间的时间间隔，第四驱动间隔OTI4可以为第四时间T4与第五时间T5之间的时间间隔。在此情况下，选择部410可在第一驱动间隔OTI1期间内开启第一选择信号SE1来驱动第一多普勒探针200，可在第二驱动间隔OTI2期间内开启第二选择信号SE2来驱动第二多普勒探针300。按照上述方式，可在第三驱动间隔OTI3及第四驱动间隔OTI4期间内交替驱动第一多普勒探针200及第二多普勒探针300。

图9为用于说明图1的血流测定系统的多个工作模式中的第一工作模式及第二工作模式的图，图10为用于说明图9的第一工作模式的图，图11为用于说明图1的血流测定系统计算心输出量的方法的图。

参照图1至图11，血流测定系统10可按照多个工作模式进行工作。当检测部500检测血管BP的位置信息PI时，在多个工作模式的第一工作模式中，控制部400可依次增加发射发射超声波信号UT的发射间隔。例如，在检测部500精确检测血管BP的位置信息PI后，为了确认对象体OB内部血管的BP的位置，检测部500无需在检测血管BP位置信息PI之前频繁发射发射超声波信号UT。

在此情况下，控制部400可依次增加发射间隔。例如，多个时间可包括第六时间T6至第九时间T9。发射间隔可包括第一发射间隔TI1至第三发射间隔TI3。第一发射间隔TI1可以为第六时间T6与第七时间T7之间的时间间隔，第二发射间隔TI2可以为第七时间T7与第八时间T8之间的时间间隔。并且，第三发射间隔TI3可以为第八时间T8与第九时间T9之间的时间间隔。在此情况下，第一发射间隔TI1可小于第二发射间隔TI2，第二发射间隔TI2可小于第三发射间隔TI3。与此相同地，在检测部500检测血管BP的位置信息PI后，可通过逐渐增加利用影像引导探针100实现超声波影像所需的时间间隔来减少系统负载以使得血流测定系统10能够执行其他工作。

在第一工作模式中，用于发射超声波信号的探针可以为影像引导探针100，在第二工作模式中，用于发射超声波信号的探针可以为第一多普勒探针200及第二多普勒探针300。

在本发明一实施例中，当检测部500检测血管BP的位置信息PI时，在多个工作模式中的第二工作模式中，控制部400可驱动第一多普勒探针200及第二多普勒探针300向存在于对象体OB的血管BP交替发射第一多普勒超声波发射信号及第二多普勒超声波发射信号。并且，在本发明一实施例中，血流测定系统10可基于因第一多普勒超声波发射信号被血管BO反射而由第一多普勒探针200接收的第一多普勒超声波接收信号DUR1及因第二多普勒超声波发射信号被血管BP反射而由第二多普勒探针300接收的第二多普勒超声波接收信号DUR2来计算血流速度。

例如，在检测部500精确检测血管BP的位置信息PI后，本发明的血流测定系统10可以将资源集中于测定血管BP的血流速度BV。在此情况下，在第一驱动间隔OTI1期间，利用基于第一选择信号SE1驱动的第一多普勒探针200向存在于血管BP的预定点集束发射第一多普勒超声波发射信号，可接收因被血管BP反射而由第一多普勒探针200接收的第一多普勒超声波接收信号DUR1。并且，在第二驱动间隔OTI2期间，利用基于第二选择信号SE2驱动的第二多普勒探针300向存在于血管BP的预定点集束发射第二多普勒超声波发射信号，可接收因被血管BP反射而由第二多普勒探针300接收的第二多普勒超声波接收信号DUR2。本发明的血流测定系统10可基于第一多普勒超声波接收信号DUR1及第二多普勒超声波接收信号DUR2计算血流速度BV。

通过图11所示的数学式可知，当使用第一多普勒探针200及第二多普勒探针300时，在不影响入射角的情况下，可生成随时间变化的相当于第一血流速度的第一频谱图及相当于第二血流速度的第二频谱图，可从频谱图生成速度时间积分(VTI，Velocity timeintegral)。在本发明一实施例中，本发明的血流测定系统10可基于速度时间积分、横截面积MZ及心率来计算心输出量。其中，心输出量可表示为速度时间积分、横截面积MZ及心率的乘积。

Claims (12)

1.一种血流测定系统，其特征在于，包括：

影像引导探针，包括多个影像超声波元件，并沿着第一方向配置；

第一多普勒探针，包括多个第一多普勒超声波元件，并沿着垂直于上述第一方向的第二方向配置在上述影像引导探针的一侧；

第二多普勒探针，包括多个第二多普勒超声波元件，并沿着垂直于上述第一方向的第三方向配置在上述影像引导探针的另一侧；以及

控制部，用于提供控制上述影像引导探针、上述第一多普勒探针及上述第二多普勒探针所需的控制信号。

2.根据权利要求1所述的血流测定系统，其特征在于，在上述影像引导探针基于上述控制部提供的上述控制信号中的第一控制信号向对象体提供发射超声波信号后，上述影像引导探针接收从上述对象体反射的影像超声波接收信号，在上述影像引导探针基于上述控制信号中的第二控制信号向上述对象体提供上述发射超声波信号后，上述第一多普勒探针及上述第二多普勒探针接收从上述对象体反射的多普勒超声波接收信号。

3.根据权利要求2所述的血流测定系统，其特征在于，上述血流测定系统还包括检测部，上述检测部基于上述接收超声波信号中由上述影像引导探针接收的影像超声波接收信号检测存在于对象体的血管的位置信息。

4.根据权利要求3所述的血流测定系统，其特征在于，上述检测部还包括测定部，上述测定部基于上述血管的位置信息及沿着超声波影像深度方向形成的横截面引导线测定相当于上述血管的横截面面积的横截面积。

5.根据权利要求4所述的血流测定系统，其特征在于，上述血流测定系统还包括计算部，上述计算部基于上述接收超声波信号中由上述第一多普勒探针接收的第一多普勒超声波接收信号及上述接收超声波信号中由上述第二多普勒探针接收的第二多普勒超声波接收信号来计算血流速度。

6.根据权利要求5所述的血流测定系统，其特征在于，上述控制部还包括选择部，上述选择部基于上述控制信号中的选择信号选择性地驱动上述第一多普勒探针及上述第二多普勒探针。

7.根据权利要求6所述的血流测定系统，其特征在于，上述选择部按照相当于预定的规定时间间隔的驱动间隔交替驱动上述第一多普勒探针及上述第二多普勒探针。

8.根据权利要求7所述的血流测定系统，其特征在于，

上述血流测定系统按照多个工作模式进行工作，

当上述检测部检测上述血管的位置信息时，上述多个工作模式中的第一工作模式使得上述控制部依次增加发射上述发射超声波信号的发射间隔。

9.根据权利要求8所述的血流测定系统，其特征在于，当上述检测部检测上述血管的位置信息时，上述多个工作模式中的第二工作模式使得上述控制部驱动上述第一多普勒探针及上述第二多普勒探针向存在于上述对象体的上述血管交替发射第一多普勒超声波发射信号及第二多普勒超声波发射信号。

10.根据权利要求9所述的血流测定系统，其特征在于，上述血流测定系统基于因上述第一多普勒超声波发射信号被上述血管反射而由第一多普勒探针接收的第一多普勒超声波接收信号及因上述第二多普勒超声波发射信号被上述血管反射而由第二多普勒探针接收的第二多普勒超声波接收信号来计算上述血流速度。

11.根据权利要求1所述的血流测定系统，其特征在于，在上述影像引导探针基于上述控制信号中的第二控制信号向上述对象体提供上述发射超声波信号后，上述第一多普勒探针及上述第二多普勒探针接收从上述对象体反射的多普勒超声波接收信号。

12.根据权利要求1所述的血流测定系统，其特征在于，在上述第一多普勒探针及上述第二多普勒探针基于上述控制信号中的第三控制信号向上述对象体提供上述发射超声波信号后，上述第一多普勒探针及上述第二多普勒探针接收从上述对象体反射的多普勒超声波接收信号。