EA014286B1 - Method for determining microemboli in cerebral blood flow - Google Patents
Method for determining microemboli in cerebral blood flow Download PDFInfo
- Publication number
- EA014286B1 EA014286B1 EA201000034A EA201000034A EA014286B1 EA 014286 B1 EA014286 B1 EA 014286B1 EA 201000034 A EA201000034 A EA 201000034A EA 201000034 A EA201000034 A EA 201000034A EA 014286 B1 EA014286 B1 EA 014286B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- signal
- signals
- power
- amplitude
- transient
- Prior art date
Links
Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицине, более конкретно касается исследования кровотока посредством ультразвуковой допплеровской системы, а точнее заявляемое изобретение касается способа определения микроэмболов в мозговом кровотоке.The invention relates to medicine, more specifically relates to the study of blood flow through an ultrasonic Doppler system, and more specifically, the claimed invention relates to a method for determining microemboli in the cerebral blood flow.
Изобретение найдет применение в сердечно-сосудистой хирургии, нейрохирургии, в процессе реанимации, во время проведения различных нагрузочных функциональных тестов, когда возрастает необходимость в мониторинге, в первую очередь мозгового кровотока с целью получения объективной информации о наличии в кровотоке пациента инородных образований (микроэмболов) и их природе. Эта информация необходима для поиска источника микроэмболии, оперативного выбора тактики лечения с целью предотвращения или уменьшения вероятности возникновения ишемического инсульта.The invention will find application in cardiovascular surgery, neurosurgery, in the process of resuscitation, during various stress functional tests, when the need for monitoring increases, primarily of cerebral blood flow in order to obtain objective information about the presence of foreign formations (micro-emboli) in the patient's bloodstream and their nature. This information is necessary to find the source of microembolism, the operational choice of treatment tactics in order to prevent or reduce the likelihood of ischemic stroke.
В настоящее время разработаны и описаны методы обнаружения и определения микроэмболов в кровотоке, основанные на исследовании кровотока посредством ультразвуковой допплеровской системы. При прохождении микроэмбола через лоцируемый сосуд возникает так называемый микроэмболический сигнал или транзиторный сигнал высокой интенсивности. Наличие микроэмболических сигналов является предвестником макромикроэмболии и требует проведения профилактических мероприятий.Currently developed and described methods for the detection and determination of microemboles in the bloodstream, based on the study of blood flow by means of an ultrasonic Doppler system. When a microembol passes through a locating vessel, a so-called microembolic signal or a transient signal of high intensity arises. The presence of microembolic signals is a precursor of macromicrobolic disease and requires preventive measures.
Наиболее важной проблемой, сдерживающей широкое распространение метода обнаружения и определения микроэмболов в кровотоке посредством ультразвуковой допплеровской системы, является необходимость обеспечения автоматической дифференцировки истинных микроэмболических сигналов и артефактов. Также принципиально важным для определения клинической значимости выявленных микроэмболических сигналов является достоверное определение состава и размеров микроэмболического материала.The most important problem hindering the widespread use of the method of detecting and determining microemboli in the bloodstream through an ultrasonic Doppler system is the need to ensure automatic differentiation of true microembolic signals and artifacts. Also fundamentally important for determining the clinical significance of the identified microembolic signals is a reliable determination of the composition and dimensions of the microembolic material.
В международной заявке \¥О 2006/127542 А2 описан способ определения в кровотоке микроэмболов с последующей их классификацией. Указанный способ включает мониторинг мозгового кровотока посредством ультразвуковой допплеровской системы, обеспечивающий получение последовательности допплеровских сигналов, состоящей из сигналов фонового кровотока и транзиторных сигналов высокой интенсивности, которые определяют как сигналы, мощность которых превышает усредненную мощность сигналов фонового кровотока, по меньшей мере, на величину заданного порога детекции. Среди транзиторных сигналов высокой интенсивности определяют сигналы от микроэмболов и артефакты (помехи); сигналы от микроэмболов затем классифицируют на газовый микроэмбол, на материальный микроэмбол.In the international application \ ¥ O 2006/127542 A2, a method for determining microemboli in the bloodstream with their subsequent classification is described. This method includes monitoring the cerebral blood flow by means of an ultrasonic Doppler system, which provides a sequence of Doppler signals consisting of background blood flow signals and high intensity transient signals, which are defined as signals whose power exceeds the average power of the background blood flow signals, at least by the value of a predetermined threshold detection Among transient signals of high intensity, signals from micro-emboli and artifacts (interferences) are determined; Signals from microemboles are then classified into a gas microembol, into a material microembol.
Однако при выполнении указанного способа в последовательности допплеровских сигналов не удается распознавать и регистрировать все транзиторные сигналы высокой интенсивности и, в дальнейшем, не удается распознавать сигналы микроэмболов среди зарегистрированных транзиторных сигналов высокой интенсивности. Указанные недостатки не обеспечивают достоверную дифференцировку микроэмболических сигналов и артефактов, то есть известный способ не обеспечивает требуемую в клинических условиях чувствительность и специфичность определения микроэмболов в кровотоке, так как только на точном определении микроэмболов в кровотоке и знании состава и размеров микроэмболического материала возможна эффективная оценка риска развития церебральных нарушений.However, when performing this method in a sequence of Doppler signals, it is not possible to recognize and record all transient signals of high intensity and, further, it is not possible to recognize signals from microemboli among the registered transient signals of high intensity. These drawbacks do not provide a reliable differentiation of microembolic signals and artifacts, that is, a known method does not provide the required sensitivity and specificity of microemboli in the blood flow in clinical settings, since an accurate assessment of the risk of development is possible only on accurate determination of micro emboli in the blood flow and knowledge of the composition and size of micro embolic material cerebral disorders.
В основу заявляемого изобретения положена задача создать такой способ определения микроэмболов в кровотоке, который обеспечил бы высокую чувствительность по регистрации микроэмболов и высокую специфичность их определения, в том числе по количеству и составу микроэмболов.The basis of the claimed invention is to create such a method for determining microemboles in the bloodstream, which would provide high sensitivity for registration of microemboles and high specificity of their determination, including the number and composition of micro-emboli.
Технический эффект, который может быть достигнут при использовании предлагаемого способа, заключается в возможности осуществлять непрерывный контроль системы мозгового кровообращения, обеспечивающий получение достоверных результатов по количеству и составу микроэмболов.The technical effect that can be achieved with the use of the proposed method is the ability to carry out continuous monitoring of the cerebral circulatory system, ensuring reliable results in the number and composition of microemboli.
Эта задача решается за счёт того, что в способе определения микроэмболов в кровотоке, включающем исследование сегмента мозгового кровотока посредством ультразвуковой допплеровской системы с получением последовательности допплеровских сигналов и выявлением сигналов фонового кровотока и транзиторных сигналов высокой интенсивности (Н1Т8ы), представляющих собой сигналы, мощность которых превышает усредненную мощность сигналов фонового кровотока, по меньшей мере, на величину заданного порога детекции транзиторного сигнала высокой интенсивности Н1Т8ов, определение среди выявленных транзиторных сигналов высокой интенсивности сигналов микроэмболов, согласно изобретению выявление каждого последующего транзиторного сигнала высокой интенсивности - Н1Т§2, Н1Т83, ...., Н1Т8П в данной временной зоне допплеровских сигналов осуществляют на основе значения мощности сигналов фонового кровотока, скорректированного с учетом значения мощности выявленного предыдущего транзиторного сигнала высокой интенсивности - Н1Т81, Н1Т§2, Н1Т83, ...., Н1Т8п-1, а при определении сигнала микроэмбола среди выявленных транзиторных сигналов используют амплитудночастотную характеристику каждого транзиторного сигнала, на которой находят четко выраженное ядро каждого сигнала микроэмбола.This problem is solved due to the fact that in the method of determining microemboli in the bloodstream, including the study of the cerebral blood flow segment by means of an ultrasonic Doppler system with obtaining a sequence of Doppler signals and identifying signals of the background blood flow and transient signals of high intensity (H1T8y), which are signals whose power exceeds the average power of the background blood flow signals is at least the value of a predetermined threshold for the detection of a high-integer transient signal nsivnosti N1T8ov, determining among the detected transient signals microemboli high intensity signals according to the invention the identification of each successive transient high intensity signal - N1T§ 2 N1T8 3, ...., P N1T8 in the time zone of the Doppler signal is performed based on the power of the background signal values blood flow, corrected for the value of the power of the previously detected high-intensity transient signal - Н1Т8 1 , Н1Т§ 2 , Н1Т8 3 , ...., Н1Т8 п-1 , and when determining the signal of a microembol Among the identified transient signals, the amplitude-frequency characteristic of each transistor signal is used, on which a clearly defined core of each micro-embol signal is found.
При реализации заявляемого способа достигнуто повышение чувствительности и специфичности определения микроэмболов в кровотоке головного мозга выше 90% при мониторировании мозгового кровотока во время операций с применением аппарата искусственного кровообращения.When implementing the proposed method, an increase in the sensitivity and specificity of the determination of micro-emboli in the cerebral blood flow is higher than 90% when monitoring cerebral blood flow during operations using the heart-lung machine.
Особенность данного объекта изобретения заключается в том, что скорректированное значение мощности сигналов фонового кровотока представляет собой сумму усредненного значения мощности сигналов фонового кровотока между предыдущим и последующим транзиторными сигналами высокойA feature of this object of the invention is that the corrected value of the power of the signals of the background blood flow is the sum of the average value of the power of the signals of the background blood flow between the previous and subsequent transient signals of high
- 1 014286 интенсивности и значения δμ δ2 ...или δη, на которое мощность предыдущего транзиторного сигнала высокой интенсивности превышает сумму значения усредненной мощности сигналов фонового кровотока, предшествующих этому транзиторному сигналу высокой интенсивности, и значения заданного порога детекции транзиторного сигнала высокой интенсивности.- 1,014,286 intensities and δμ δ 2 ... or δ η values, by which the power of the previous transient high intensity signal exceeds the sum of the averaged power of the background blood flow signals preceding this high intensity transient signal and the value of the specified detection threshold of the transient high intensity signal.
Другая особенность данного объекта изобретения заключается в том, что выявление ядра сигнала микроэмбола на амплитудно-частотной характеристике транзиторного сигнала высокой интенсивности осуществляют путем определения зоны амплитудного максимума, расположенной между двумя зонами амплитудных локальных минимумов, затем определяют пороговое значение мощности ядра сигнала микроэмбола в зоне амплитудного максимума, а при определении сигнала микроэмбола среди выявленных транзиторных сигналов высокой интенсивности находят отношение мощности каждого выявленного сигнала в зоне амплитудного максимума на его амплитудно-частотной характеристике к мощности этого выявленного сигнала на всей зоне его амплитудно-частотной характеристики и находят сигнал микроэмбола при превышении значения названного отношения заданного порогового значения мощности ядра сигнала микроэмбола.Another feature of this object of the invention is that the detection of the nucleus of the microembol signal on the amplitude-frequency characteristic of the transient signal of high intensity is carried out by determining the amplitude maximum zone located between the two amplitude local minima, then determining the threshold value of the nucleus amplitude of the microembol signal in the amplitude maximum zone , and when determining the signal of a microembol among the identified transient signals of high intensity find the ratio the power of each detected signal in the amplitude-maximum zone at its amplitude-frequency characteristic to the power of this detected signal throughout the entire area of its amplitude-frequency characteristic and find the micro-embol signal when the value of the said ratio of the specified micro-eball core power value is exceeded.
Другая особенность данного объекта изобретения заключается в том, что исследование сегмента мозгового кровотока осуществляют последовательно с помощью ультразвукового высокочастотного сигнала, имеющего частоту 2,0 МГц, а затем с помощью ультразвукового высокочастотного сигнала, имеющего частоту 2,66 МГц.Another feature of this object of the invention is that the study of cerebral blood flow segment is carried out sequentially using an ultrasonic high-frequency signal having a frequency of 2.0 MHz, and then using an ultrasonic high-frequency signal having a frequency of 2.66 MHz.
Благодаря указанной особенности заявляемого способа стало возможно достоверно классифицировать выявленные сигналы микроэмболов по морфологии на сигнал материальных микроэмбол или на сигнал газовых микроэмбол. Амплитуды отраженных ультразвуковых сигналов на частотах 2,0 иDue to this feature of the proposed method, it became possible to reliably classify the identified microembol signals according to morphology, to a material microembol signal or to a gas microembol signal. The amplitudes of the reflected ultrasonic signals at frequencies of 2.0 and
2,66 МГц мало отличаются друг от друга в случае, если источником этих сигналов является материальный (плотный) микроэмбол, и наоборот, различие амплитуд отраженных ультразвуковых сигналов на частотах 2,0 и 2,66 МГц существенно, если источником этих сигналов является газовый (воздушный) микроэмбол.2.66 MHz differ little from each other if the source of these signals is a material (dense) microembol, and vice versa, the difference in amplitudes of the reflected ultrasonic signals at 2.0 and 2.66 MHz is significant if the source of these signals is gas ( air) microembolus.
В соответствии с указанной особенностью данного объекта изобретения классификацию обнаруженных микроэмболов по морфологии осуществляют путем сравнения мощности сигнала микроэмбола, полученного с помощью ультразвукового высокочастотного сигнала, имеющего частоту 2,0 МГц, с мощностью сигнала микроэмбола, полученного с помощью ультразвукового высокочастотного сигнала, имеющего частоту 2,66 МГц, и при выявлении разницы между сравниваемыми значениями мощности сигнала микроэмбола, равной менее 1,0 дБ, классифицируют выявленный микроэмбол как материальный, при выявлении разницы между сравниваемыми значениями мощности сигнала микроэмбола, равной более 4,0 дБ, классифицируют выявленный микроэмбол как газовый.In accordance with the above-mentioned feature of this object of the invention, the morphology of detected microemboles is classified by comparing the power of a micro-embol signal obtained using an ultrasonic high-frequency signal having a frequency of 2.0 MHz with the power of the micro-embol signal obtained using an ultrasonic high-frequency signal having a frequency of 2 66 MHz, and when detecting the difference between the compared values of the power of the micro-embol signal equal to less than 1.0 dB, the identified micro-embol is classified to As the material, when detecting the difference between the compared values of the power of the micro-embol signal, equal to more than 4.0 dB, the identified micro-embol is classified as gas.
Кроме того, классификацию обнаруженных микроэмболов по морфологии осуществляют путем определения мощности выявленного сигнала в зоне амплитудного максимума и определения частотной характеристики ядра микроэмбола и при значении мощности выявленного сигнала в зоне амплитудного максимума менее 25 дБ, а частотной характеристики ядра микроэмбола менее 400 Гц классифицируют выявленный микроэмбол как материальный, а при значении мощности выявленного сигнала в зоне амплитудного максимума в диапазоне от 15 до 40 дБ, а частотной характеристики ядра микроэмбола более 600 Гц классифицируют выявленный микроэмбол как газовый.In addition, morphology classification of detected microemboli is performed by determining the power of the detected signal in the amplitude maximum zone and determining the frequency response of the microembol core and at the power of the detected signal in the amplitude maximum zone less than 25 dB, and the frequency response of the microembolus core less than 400 Hz classifies the identified microembol as material, and at the value of the power of the detected signal in the zone of the amplitude maximum in the range from 15 to 40 dB, and the frequency response I microembol cores of more than 600 Hz classify the identified microembol as gas.
Указанная выше задача решается также за счёт того, что в способе определения микроэмболов в мозговом кровотоке, включающем исследование сегмента мозгового кровотока посредством ультразвуковой допплеровской системы с получением последовательности допплеровских сигналов и выявлением сигналов фонового кровотока и транзиторных сигналов высокой интенсивности (Н1Т8ы), представляющих собой сигналы, мощность которых превышает усредненную мощность сигналов фонового кровотока, по меньшей мере, на величину заданного порога детекции транзиторного сигнала высокой интенсивности, определение среди выявленных транзиторных сигналов высокой интенсивности сигналов микроэмболов, согласно изобретению выявление каждого последующего транзиторного сигнала - Н1Т§2, Н1Т83, ...., Н1Т8п в данной временной зоне допплеровских сигналов осуществляют на основе усредненного значения мощности сигналов фонового кровотока, скорректированного с учетом значения мощности выявленного предыдущего транзиторного сигнала - Н1Т81, Н1Т§2, Н1Т83, ...., Н1Т8п-1, а при определении сигнала микроэмбола на амплитудно-частотной характеристике каждого выявленного транзиторного сигнала выявляют ядро путем определения зоны амплитудного максимума, расположенной между двумя зонами амплитудных локальных минимумов, затем выявляют пороговое значение мощности ядра сигнала микроэмбола в зоне амплитудного максимума, затем находят отношение мощности каждого выявленного транзиторного сигнала в зоне амплитудного максимума к мощности этого транзиторного сигнала на всей зоне его амплитудно-частотной характеристики и находят сигнал микроэмбола при превышении значения названного отношения заданного порогового значения мощности ядра сигнала микроэмбола.The above problem is also solved due to the fact that in the method of determining microemboli in cerebral blood flow, including the study of cerebral blood flow segment by means of an ultrasonic Doppler system with obtaining a sequence of Doppler signals and identifying high-intensity signals of the blood flow and transient signals of high intensity (Н1Т8ы), which are signals the power of which exceeds the average power of the signals of the background blood flow, at least by the value of the specified threshold of detection of the transit of a high intensity signal, the detection of each successive transistor signal, H1T§ 2 , H1T8 3 , ...., H1T8 n in the given time zone of the Doppler signals, among the identified transistor signals of the high intensity of micro-embolus signals according to the invention is carried out on the basis of the averaged value of the signal power background blood flow, adjusted for the power of the previous transient signal detected - Н1Т8 1 , Н1Т§ 2 , Н1Т8 3 , ...., Н1Т8 п-1 , and when determining the signal of a micro - embol on amplitudes identify the core by identifying the amplitude maximum zone between two zones of amplitude local minima, then finding the threshold value of the core power of the microembol in the amplitude maximum zone, then finding the ratio of the power of each detected transient signal in the amplitude maximum zone to power of this transient signal on the whole zone of its amplitude-frequency characteristic and find the signal of a microembol when exceeding SRI values of said predetermined power ratio signal microembolism nucleus threshold.
Особенность данного объекта изобретения заключается в том, что скорректированное значение мощности сигналов фонового кровотока представляет собой сумму усредненного значения мощности сигналов фонового кровотока между предыдущим и последующим транзиторными сигналами высокойA feature of this object of the invention is that the corrected value of the power of the signals of the background blood flow is the sum of the average value of the power of the signals of the background blood flow between the previous and subsequent transient signals of high
- 2 014286 интенсивности и значения δμ δ2 ...или δη, на которое мощность предыдущего транзиторного сигнала высокой интенсивности превышает сумму значения усредненной мощности сигналов фонового кровотока, предшествующих этому транзиторному сигналу высокой интенсивности, и значения заданного порога детекции транзиторного сигнала высокой интенсивности.- 2,014,286 of intensity and δμ δ 2 ... or δ η value, by which the power of the previous transient high intensity signal exceeds the sum of the averaged power of the background blood flow signals preceding this high intensity transient signal and the value of the specified detection threshold of the transient high intensity signal.
Другая особенность данного объекта изобретения заключается в том, что исследование сегмента мозгового кровотока осуществляют сначала с помощью ультразвукового высокочастотного сигнала, имеющего частоту 2,0 МГц, а затем с помощью ультразвукового высокочастотного сигнала, имеющего частоту 2,66 МГц.Another feature of this object of the invention is that the study of cerebral blood flow segment is carried out first using an ultrasonic high-frequency signal having a frequency of 2.0 MHz, and then using an ultrasonic high-frequency signal having a frequency of 2.66 MHz.
При этом выявленные сигналы микроэмболов классифицируют по морфологии на сигнал материальных микроэмбол или на сигнал газовых микроэмбол.At the same time, the identified microembol signals are classified by morphology into a signal of a material microembol or a gas microembolic signal.
При этом особенность данного объекта изобретения заключается в том, что классификацию обнаруженных микроэмболов по морфологии осуществляют путем сравнения мощности сигнала микроэмбола, полученного с помощью ультразвукового высокочастотного сигнала, имеющего частоту 2,0 МГц, с мощностью сигнала микроэмбола, полученного с помощью ультразвукового высокочастотного сигнала, имеющего частоту 2,66 МГц, и при выявлении разницы между сравниваемыми значениями мощности сигнала микроэмбола, равной менее 1,0 дБ, классифицируют выявленный микроэмбол как материальный, при выявлении разницы между сравниваемыми значениями мощности сигнала микроэмбола, равной более 4,0 дБ, классифицируют выявленный микроэмбол как газовый.The feature of this object of the invention lies in the fact that the classification of the detected microemboli according to morphology is carried out by comparing the power of the micro-embol signal obtained using an ultrasonic high-frequency signal, having a frequency of 2.0 MHz, with the power of the micro-eball signal obtained using an ultrasonic high-frequency signal having frequency 2.66 MHz, and when identifying the difference between the compared values of the power of the signal microembola less than 1.0 dB, classify the identified microembo l as a material, when identifying the difference between the compared values of the power of the micro-embol signal, equal to more than 4.0 dB, the identified micro-embol is classified as gas.
Кроме того, классификацию обнаруженных микроэмболов по морфологии осуществляют путем определения мощности выявленного сигнала в зоне амплитудного максимума и определения частотной характеристики ядра микроэмбола и при значении мощности выявленного сигнала в зоне амплитудного максимума менее 25 дБ, а частотной характеристики ядра микроэмбола менее 400 Гц классифицируют выявленный микроэмбол как материальный, а при значении мощности выявленного сигнала в зоне амплитудного максимума в диапазоне от 15 до 40 дБ, а частотной характеристики ядра микроэмбола более 600 Гц классифицируют выявленный микроэмбол как газовый.In addition, morphology classification of detected microemboli is performed by determining the power of the detected signal in the amplitude maximum zone and determining the frequency response of the microembol core and at the power of the detected signal in the amplitude maximum zone less than 25 dB, and the frequency response of the microembolus core less than 400 Hz classifies the identified microembol as material, and at the value of the power of the detected signal in the zone of the amplitude maximum in the range from 15 to 40 dB, and the frequency response I microembol cores of more than 600 Hz classify the identified microembol as gas.
Дальнейшие цели и преимущества заявляемого изобретения станут ясны из последующего подробного описания способа определения микроэмболов в мозговом кровотоке.Further objectives and advantages of the claimed invention will become clear from the subsequent detailed description of the method for determining microemboli in the cerebral blood flow.
Известно, что микроэмболия является основным патогенетическим фактором развития церебральных ишемических нарушений, поэтому чрезвычайно важна диагностика состояния мозгового кровотока, определение количества и состава зарегистрированных микроэмболов.It is known that microembolism is the main pathogenetic factor in the development of cerebral ischemic disorders; therefore, it is extremely important to diagnose the state of the cerebral blood flow and determine the number and composition of registered micro-emboli.
В основе заявляемого способа определения микроэмболов в мозговом кровотоке лежит ультразвуковая допплерография, которая позволяет регистрировать прохождение микроэмболического материала по сосудам головного мозга.The basis of the proposed method of determining microemboli in the cerebral blood flow is Doppler ultrasound, which allows you to record the passage of microembolic material through the vessels of the brain.
Для определения согласно изобретению микроэмболов в мозговом кровотоке путем ультразвуковой допплерографии используют предпочтительно устройство для ультразвуковой диагностики и мониторинга мозгового кровообращения, описанное в патенте РФ № 0083179. При этом осуществляют транскраниальный допплеровский мониторинг мозгового кровотока и регистрируют получаемые данные в виде последовательности допплеровских сигналов.To determine microemboli according to the invention in cerebral blood flow by Doppler ultrasound, it is preferable to use the device for ultrasound diagnostics and monitoring of cerebral circulation, described in RF patent No. 0083179. At the same time, transcranial Doppler monitoring of cerebral blood flow is performed and the received data is recorded as a sequence of Doppler signals.
На первом этапе по данным мониторинга проводят определение транзиторного сигнала высокой интенсивности, который представляет собой сигнал с мощностью, превышающей усредненную мощность сигналов фонового кровотока, по меньшей мере, на величину заданного порога детекции.At the first stage, according to the monitoring data, a high-intensity transistor signal is determined, which is a signal with a power exceeding the average power of the background blood flow signals, at least by the value of the specified detection threshold.
Порог детекции представляет собой такое относительное увеличение интенсивности сигнала по отношению к фоновому сигналу, которое позволяет расценивать его как транзиторный сигнал высокой интенсивности. В качестве порога детекции принято, в основном, значение относительного увеличения интенсивности сигнала на несколько дБ, например 5 дБ, поскольку такая величина порога обеспечивает наилучшую чувствительность и специфичность детекции микроэмболов.The detection threshold represents such a relative increase in the signal intensity with respect to the background signal, which makes it possible to regard it as a transient signal of high intensity. As a detection threshold, the value of a relative increase in the signal intensity of several dB, for example, 5 dB, is generally accepted, since such a threshold value provides the best sensitivity and specificity for the detection of micro-emboli.
Согласно изобретению выявление каждого транзиторного сигнала высокой интенсивности - Н1Т§2, Н1Т83, ...., Н1Т8п, следующего в данной временной зоне допплеровских сигналов за уже выявленным транзиторным сигналом высокой интенсивности, осуществляют с учетом усредненного значения мощности сигналов фонового кровотока, который всякий раз в данной временной зоне допплеровских сигналов корректируют с учетом значения мощности выявленного предыдущего транзиторного сигнала - Н1Т81, НГГ§2, НГГ8з, ...., Н1Т8п-1.According to the invention each identification signal transient high intensity - N1T§ 2 N1T8 3, ...., n N1T8 following in the time zone of the Doppler signals already identified transient high signal intensity is performed taking into account the average power value of background signals of blood which each time in a given time zone, Doppler signals are corrected for the value of the power of the detected previous transient signal — H1T8 1 , NGG§2, NGG8z ..., H1T8n-1.
Скорректированное значение мощности сигналов фонового кровотока между предыдущим и последующим транзиторными сигналами представляет собой в соответствии с заявляемым изобретением сумму двух величин - 1) усредненного значения мощности сигналов фонового кровотока между предыдущим и последующим транзиторными сигналами и 2) значения мощности δ1, δ2 ...или δη, на которое мощность предыдущего транзиторного сигнала превышает сумму значения усредненной мощности сигналов фонового кровотока перед предыдущим транзиторным сигналом и значения заданного порога детекции.In accordance with the claimed invention, the corrected value of the power of the background blood flow signals between the previous and the subsequent transient signals is 1) the averaged value of the power of the background blood flow signals between the previous and the subsequent transient signals and 2) the power values δ 1 , δ 2 ... or δ η , by which the power of the previous transistor signal exceeds the sum of the value of the averaged power of the background blood flow signals before the previous transient signal and the value set threshold of detection.
Преимущественно, как показали исследования, величина выявленного превышения δ соответствует коэффициенту, равному от 0,1 до 0,5.Mostly, as studies have shown, the magnitude of the detected excess δ corresponds to a coefficient equal to from 0.1 to 0.5.
На втором этапе среди выявленных транзиторных сигналов высокой интенсивности исключают арAt the second stage, among the identified transient signals of high intensity, the ar
- 3 014286 тефактный сигнал и определяют сигналы микроэмболов.- 3 014286 tefact signal and determine the signals of micro-emboli.
Для анализа информационного портрета микроэмболических сигналов предусматривают два уровня детекции данных, полученных в процессе мониторинга мозгового кровотока. На первом уровне обеспечивают общую информацию о количестве зарегистрированных микроэмболов, на втором уровне обеспечивают характеристику зарегистрированных ультразвуковых сигналов в момент детекции микроэмбола.For the analysis of the informational portrait of microembolic signals, two levels of detection of data obtained during cerebral blood flow monitoring are provided. At the first level, they provide general information about the number of registered micro-emboli, at the second level, they provide a characteristic of the registered ultrasonic signals at the time of detection of the micro-eball.
Согласно изобретению при определении сигнала микроэмбола среди выявленных транзиторных сигналов используют амплитудно-частотную характеристику каждого транзиторного сигнала высокой интенсивности. При этом в соответствии с проведенными исследованиями было выяснено, что реальный сигнал микроэмбола по своей структуре имеет четко выраженное ядро, то есть амплитудно-частотную характеристику с явно выраженным амплитудным максимумом. Частота максимальной интенсивности сигнала является основной частотой транзиторного сигнала высокой интенсивности и определяет вершину микроэмболического ядра в частотной области.According to the invention, when determining the microembol signal among the identified transient signals, the amplitude-frequency characteristic of each high-intensity transistor signal is used. At the same time, in accordance with the conducted research, it was found out that the real signal of the micro-embol has a clearly defined core in its structure, that is, amplitude-frequency response with a pronounced amplitude maximum. The frequency of the maximum signal intensity is the main frequency of the transistor signal of high intensity and determines the top of the microembolic core in the frequency domain.
Согласно изобретению выявление названного ядра каждого сигнала микроэмбола на амплитудночастотной характеристике каждого транзиторного сигнала осуществляют путем определения зоны амплитудного максимума, расположенной между двумя зонами амплитудных локальных минимумов, и путем последующего определения порогового значения мощности ядра сигнала микроэмбола в зоне амплитудного максимума.According to the invention, the identification of said nucleus of each microembol signal at the amplitude-frequency characteristic of each transient signal is performed by determining the amplitude maximum located between the two amplitude local minima, and by subsequently determining the threshold value of the core power of the microembol in the amplitude maximum.
При этом согласно изобретению определение каждого сигнала микроэмбола среди выявленных транзиторных сигналов осуществляют путем определения отношения мощности каждого выявленного транзиторного сигнала в зоне амплитудного максимума к мощности этого транзиторного сигнала на всей его зоне и находят сигнал микроэмбола при превышении значения названного отношения заданного, как указано выше, порогового значения мощности ядра сигнала микроэмбола.In this case, according to the invention, the definition of each microembol signal among the identified transient signals is performed by determining the ratio of the power of each identified transistor signal in the amplitude maximum zone to the power of this transient signal throughout its entire zone and finding the microembol signal when the value of the above-mentioned threshold is exceeded the values of the power of the core of the microembol signal.
На третьем этапе определенные, как указано выше, сигналы микроэмбола классификацируют по морфологии на сигнал материальных микроэмбол (тромбы, агрегаты тромбоцитов, жир) или на сигнал газовых микроэмбол.At the third stage, the microembol signals determined, as stated above, are classified according to morphology to the signal of the material microembol (thrombi, platelet aggregates, fat) or to the signal of the gas microembol.
При классификации микроэмбола используют феномен зависимости амплитуды отраженного ультразвукового сигнала от частоты. В соответствии с физическими основами ультразвука амплитуда отраженного сигнала от газового микроэмбола мало зависит от частоты исходного ультразвукового сигнала. Амплитуда ультразвукового сигнала, отраженного от материального микроэмбола, практически постоянна и находится в зависимости от частоты ультразвука.In the classification of microembol, the phenomenon of the dependence of the amplitude of the reflected ultrasonic signal on the frequency is used. In accordance with the physical fundamentals of ultrasound, the amplitude of the reflected signal from a gas microembol depends little on the frequency of the original ultrasonic signal. The amplitude of the ultrasound signal reflected from the material microembol is almost constant and depends on the frequency of the ultrasound.
При классификации микроэмбола в рамках заявляемого способа используют две различные частоты инсонации - 2,0 и 2,66 МГ ц - в зависимости от данных, получаемых при ультразвуковом высокочастотном сигнале с частотой 2,0 МГц и при ультразвуковом высокочастотном сигнале с частотой 2,66 МГц, классифицируют микроэмболы как плотные (материальные) или как газовые.In the classification of a microembol in the framework of the proposed method, two different frequencies of insonation are used - 2.0 and 2.66 MG c - depending on the data obtained at the ultrasonic high-frequency signal with a frequency of 2.0 MHz and at the ultrasonic high-frequency signal with a frequency of 2.66 MHz , classify microemboli as dense (material) or as gas.
В соответствии с заявляемым изобретением классификацию сигналов обнаруженных микроэмболов по морфологии осуществляют путем сравнения мощности сигнала микроэмбола, полученного с помощью ультразвукового высокочастотного сигнала, имеющего частоту 2,0 МГц, с мощностью сигнала микроэмбола, полученного с помощью ультразвукового высокочастотного сигнала, имеющего частотуIn accordance with the claimed invention, the classification of the signals of the detected microemboles according to morphology is carried out by comparing the power of the micro-embol signal obtained with an ultrasonic high-frequency signal having a frequency of 2.0 MHz with the power of the micro-embol signal obtained with an ultrasonic high-frequency signal having a frequency
2,66 МГц, и при выявлении разницы между сравниваемыми мощностями менее 1,0 дБ классифицируют выявленный микроэмбол как материальный, а при выявлении разницы между сравниваемыми мощностями более 4,0 дБ классифицируют выявленный микроэмбол как газовый.2.66 MHz, and when identifying the difference between the compared powers of less than 1.0 dB, classify the identified microembol as material, and when detecting the difference between the compared powers of more than 4.0 dB, classify the identified microembol as gas.
Согласно заявляемому изобретению для повышения чувствительности и специфичности определения микроэмболов проводят дополнительную классификацию сигналов обнаруженных микроэмболов по морфологии, при этом определяют мощность сигнала микроэмбола в зоне амплитудного максимума и определяют частотную характеристику ядра микроэмбола - при мощности выявленного сигнала микроэмбола в зоне амплитудного максимума менее 25 дБ, а частотной характеристики ядра микроэмбола менее 400 Гц классифицируют выявленный микроэмбол как материальный. Выявленный микроэмбол классифицируют как газовый при значении мощности сигнала микроэмбола в зоне амплитудного максимума в диапазоне от 15 до 40 дБ, а частотной характеристики ядра микроэмбола более 600 Гц.According to the claimed invention, in order to increase the sensitivity and specificity of determining microemboes, an additional classification of the detected microembol signals is carried out according to morphology, while determining the power of the microembol signal in the amplitude maximum zone and determining the frequency response of the microembol core in the amplitude maximum area less than 25 dB, and The frequency response of a microembolus less than 400 Hz classifies the identified microembol as material. The identified microembolus is classified as a gas when the signal power of the microembol is in the zone of amplitude maximum in the range from 15 to 40 dB, and the frequency response of the microembol core is more than 600 Hz.
При классификации выявленных согласно изобретению микроэмболов по названным критериям в указанных диапазонах и при указанном применении специфичность их определения составляет более 90%. В остальных случаях (вне указанных диапазонов) при классификации микроэмболов на газовый и материальный специфичность определения ниже - в ряде случаев микроэмбол классифицируют как неопределенный.When classifying microemboles detected according to the invention according to the above criteria in the indicated ranges and with the indicated application, the specificity of their determination is more than 90%. In other cases (outside the specified ranges), when classifying microemboles into gas and material specificity, the definitions are lower - in some cases, the microembolus is classified as undefined.
Как известно, эффективная оценка риска развития церебральных нарушений может базироваться только на точном знании состава микроэмболического материала и длительности эпизода микроэмболии. Благодаря заявляемому способу возможно осуществлять автоматическую дифференцировку истинных микроэмболических сигналов и артефактов; осуществлять правильную автоматическую детекцию микроэмболических сигналов при их высокой интенсивности (например, при процедурах снятия зажима с аорты при операциях на открытом сердце или с сонной артерии при каротидной эндатерэктомии) и при их частом поступлении, например, во время искусственного кровообращения.As is known, an effective risk assessment of cerebral disorders can only be based on accurate knowledge of the composition of the microembolic material and the duration of the microembolic episode. Thanks to the claimed method, it is possible to automatically differentiate true microembolic signals and artifacts; to perform the correct automatic detection of microembolic signals at their high intensity (for example, during aortic clamp removal procedures for open heart or carotid artery operations with carotid endaterectomy) and for their frequent admission, for example, during cardiopulmonary bypass.
Микроэмболические сигналы, достоверно выявленные и отклассифицированные, в соответствии сMicroembolic signals, reliably identified and classified, in accordance with
- 4 014286 заявляемым способом в процессе мониторинга мозгового кровотока позволяют судить о степени тромбоэмболического риска и оценить тактику лечения больного - медикаментозный тромболизис способен восстановить кровоток в окклюзированной микроэмболом артерии.- 4 014286 by the claimed method in the process of monitoring cerebral blood flow allow to judge the degree of thromboembolic risk and evaluate the tactics of treatment of the patient - drug thrombolysis is able to restore blood flow in the artery occluded with microembolism.
Заявляемое изобретение позволяет также осуществлять контроль эффективности применяемой антитромбоцитарной терапии.The claimed invention also allows you to monitor the effectiveness of the applied antiplatelet therapy.
Таким образом, несмотря на то что микроэмболизация во время операций на сердце с использованием искусственного кровообращения является постоянным событием, она может быть минимизирована путем тщательного соблюдения хирургической и перфузионной техники, а также проведением интраоперационного транскраниального допплеровского мониторинга, который позволяет детектировать микроэмболию, оценить ее интенсивность и, следовательно, принять своевременные меры к ее минимизации.Thus, despite the fact that microembolization during cardiac surgery using cardiopulmonary bypass is a permanent event, it can be minimized by careful adherence to surgical and perfusion techniques, as well as by conducting intraoperative transcranial Doppler monitoring, which allows to detect microemboli, assess its intensity and therefore, take timely measures to minimize it.
Больные, сопровождаемые интраоперационным транскраниальным допплеровским мониторированием, не имели серьезных неврологических осложнений после операций на сердце благодаря интраоперационному контролю церебральной гемодинамики.Patients accompanied by intraoperative transcranial Doppler monitoring did not have serious neurological complications after heart surgery due to intraoperative control of cerebral hemodynamics.
Для лучшего понимания изобретения приводятся следующие примеры его конкретного выполнения.For a better understanding of the invention, the following examples of its specific implementation.
Пример 1.Example 1
Больной Ч., 68 лет. Диагноз: ишемическая болезнь сердца. Больному выполнялась операция по протезированию митрального клапана в условиях искусственного кровообращения. Во время операции проводился мониторинг мозгового кровообращения, для этого на голове больного был установлен специальный головной шлем с двумя закрепленными на нем слева и справа ультразвуковыми датчиками. Путем изменения глубины локации и избирательного объема получены устойчивые допплеровские сигналы максимальной амплитуды (мощности) от участков М1 правой и левой средних мозговых артерий (СМА). Порог усредненной мощности сигналов фонового кровотока установлен 5 дБ.Sick H., 68 years old. Diagnosis: ischemic heart disease. The patient underwent surgery for prosthetic mitral valve in conditions of artificial blood circulation. During the operation, the cerebral blood circulation was monitored; for this purpose, a special head-piece helmet was installed on the patient's head with two ultrasound sensors fixed to it on the left and right. By varying the depth of the location and the selective volume, stable Doppler signals of maximum amplitude (power) were obtained from sections M1 of the right and left middle cerebral arteries (CMA). The threshold of the averaged power of the signals of the background blood flow is set to 5 dB.
Текущая мощность фонового допплеровского сигнала левой СМА составляет 55 дБ. Регистрируют первый транзиторный сигнал высокой интенсивности на основании того, что его мощность на частоте 2,0 МГц превысила мощность фонового сигнала на 22,1 дБ. Для правильного определения длительности транзиторного сигнала высокой интенсивности корректируют значение мощности фонового сигнала, добавляя к мощности фонового допплеровского сигнала левой СМА до появления транзиторного сигнала высокой интенсивности (55 дБ) значение δ1 - мощность во время транзиторного сигнала высокой интенсивности, умноженную на заданный коэффициент 0,1. В результате длительность транзиторного сигнала высокой интенсивности составила 47 мс.The current power of the background Doppler signal of the left SMA is 55 dB. The first transient signal of high intensity is recorded based on the fact that its power at a frequency of 2.0 MHz exceeded the background signal power by 22.1 dB. To correctly determine the duration of a high-intensity transistor signal, the background signal power is adjusted by adding the δ 1 value to the background Doppler power of the left SMA until a transient high-intensity signal (55 dB) appears - the power during the high-intensity transistor signal multiplied by a predetermined factor 0, one. As a result, the duration of the transient signal of high intensity was 47 ms.
Для принятия решения, является ли этот транзиторный сигнал высокой интенсивности микроэмболическим сигналом, проводят следующие проверки.In order to decide whether this high-intensity transient signal is a microembolic signal, the following checks are performed.
1. Проверяют соответствие длительности транзиторного сигнала высокой интенсивности заданному интервалу минимальной и максимальной возможных длительностей микроэмболического сигнала.1. Check the compliance of the duration of the transient signal of high intensity with the specified interval of the minimum and maximum possible durations of the microembolic signal.
Результат - соответствует.The result is consistent.
2. Проверяют, находится ли транзиторный сигнал высокой интенсивности в частотной области, расположенной на спектрограмме между огибающей и нейтральной линией.2. Check whether the transient signal of high intensity is in the frequency domain located on the spectrogram between the envelope and the neutral line.
Результат - находится.The result is located.
3. Выполняют дискретное преобразование Фурье для сигнала в окрестности зарегистрированного транзиторного сигнала высокой интенсивности, рассчитывают огибающую его спектрограммы и суммарную мощность сигнала как выше, так и ниже нейтральной линии. Полученное отношение этих мощностей - 15 - больше заранее заданного значения 2.3. Perform a discrete Fourier transform for the signal in the vicinity of the recorded transient signal of high intensity, calculate the spectrogram envelope and the total signal power both above and below the neutral line. The resulting ratio of these powers - 15 - is greater than a predetermined value of 2.
Результат - сигнал вызван не артефактом.Result - the signal is not caused by an artifact.
4. Сравнивают мощность сигнала ядра с усредненной мощностью всего транзиторного сигнала высокой интенсивности. Полученное отношение этих мощностей - 5,5 - больше заранее заданного значения 2,5.4. Compare the signal power of the core with the average power of the entire transient signal of high intensity. The resulting ratio of these powers - 5.5 - is more than a predetermined value of 2.5.
Результат - сигнал вызван не артефактом. По результатам осуществленных 4-х проверок сделан вывод: зарегистрированный транзиторный сигнал высокой интенсивности является микроэмболом.Result - the signal is not caused by an artifact. According to the results of 4 checks, the conclusion was made: the registered high-intensity transient signal is a micro-embol.
Для классификации выявленного микроэмбола.For the classification of identified microembol.
1. Сравнивают частоту ядра (255 Гц) микроэмболического сигнала и амплитуду превышения фона (22,1 дБ) по заранее заданной системе неравенств.1. Compare the frequency of the core (255 Hz) of the microembolic signal and the amplitude of the excess background (22.1 dB) for a predetermined system of inequalities.
Предварительный результат - выявленный микроэмбол является материальным.The preliminary result - the identified microembol is material.
2. Далее сравнивают амплитуды превышения фона на частоте 2 МГц (22,1 дБ) и на частоте2. Next, compare the amplitudes of the excess of the background at a frequency of 2 MHz (22.1 dB) and at a frequency of
2,66 МГц (23,0 дБ).2.66 MHz (23.0 dB).
Результат - разница между сравниваемыми величинами менее 1,0 дБ, выявленный микроэмбол является материальным. Вывод: в кровотоке левой средней мозговой артерии больного выявлен материальный микроэмбол. Необходимо введение антикоагулянта (гепарина).The result is the difference between compared values less than 1.0 dB, the identified microembol is material. Conclusion: a material microembol has been detected in the bloodstream of the patient's left middle cerebral artery. It is necessary to introduce an anticoagulant (heparin).
Пример 2.Example 2
Больной Н., 52 года.Patient N., 52 years old.
Мониторинг мозгового кровообращения проводят в условиях, аналогичных указанным в примере 1.Monitoring cerebral circulation is carried out in conditions similar to those specified in example 1.
- 5 014286- 5 014286
Текущая мощность фонового допплеровского сигнала в левой средней мозговой артерии больного составляет 60 дБ.The current power of the background Doppler signal in the patient’s left middle cerebral artery is 60 dB.
Регистрируют транзиторный сигнал высокой интенсивности на основании того, что его мощность на частоте 2,0 МГц превысила мощность фонового сигнала на 27,6 дБ.A transient high-intensity signal is recorded on the basis that its power at a frequency of 2.0 MHz exceeded the background signal power by 27.6 dB.
Для правильного определения длительности транзиторного сигнала высокой интенсивности, корректируют значение мощности фонового сигнала, добавляя к мощности фонового допплеровского сигнала с левой средней мозговой артерии больного, зарегистрированной до появления транзиторного сигнала высокой интенсивности (60 дБ), значение δ1 - мощность во время транзиторного сигнала высокой интенсивности, умноженную на заданный коэффициент 0,1.To correctly determine the duration of a high-intensity transistor signal, correct the value of the background signal power by adding to the power of the background Doppler signal from the patient’s left middle cerebral artery recorded before the appearance of a high-intensity transistor signal (60 dB), the value δ 1 is the power during the transient signal high intensity multiplied by a given coefficient of 0.1.
В результате длительность транзиторного сигнала высокой интенсивности составила 38 мс.As a result, the duration of the transient signal of high intensity was 38 ms.
Для принятия решения, является ли этот транзиторный сигнал высокой интенсивности микроэмболическим сигналом, проводят следующие проверки.In order to decide whether this high-intensity transient signal is a microembolic signal, the following checks are performed.
1. Проверяют соответствие длительности транзиторного сигнала высокой интенсивности заданному интервалу минимальной и максимальной возможных длительностей микроэмболического сигнала.1. Check the compliance of the duration of the transient signal of high intensity with the specified interval of the minimum and maximum possible durations of the microembolic signal.
Результат - соответствует.The result is consistent.
2. Проверяют, находится ли транзиторный сигнал высокой интенсивности в частотной области, расположенной на спектрограмме между огибающей и нейтральной линиями.2. Check whether the transient signal of high intensity is in the frequency domain located on the spectrogram between the envelope and the neutral lines.
Результат - находится.The result is located.
3. Выполняют дискретное преобразование Фурье для сигнала в окрестности зарегистрированного транзиторного сигнала высокой интенсивности, рассчитывают огибающую его спектрограммы и суммарную мощность сигнала как выше, так и ниже нейтральной линии. Полученное отношение этих мощностей - 31 - больше заранее заданного значения 2.3. Perform a discrete Fourier transform for the signal in the vicinity of the recorded transient signal of high intensity, calculate the spectrogram envelope and the total signal power both above and below the neutral line. The resulting ratio of these powers - 31 - is greater than a predetermined value of 2.
Результат - сигнал вызван не артефактом.Result - the signal is not caused by an artifact.
4. Сравнивают мощность сигнала ядра с усредненной мощностью всего транзиторного сигнала высокой интенсивности. Полученное отношение этих мощностей - 6,4 - больше заранее заданного значения 2,5.4. Compare the signal power of the core with the average power of the entire transient signal of high intensity. The resulting ratio of these powers - 6.4 - is more than a predetermined value of 2.5.
Результат - сигнал вызван не артефактом.Result - the signal is not caused by an artifact.
По результатам осуществленных 4-х проверок сделан вывод: зарегистрированный транзиторный сигнал высокой интенсивности является микроэмболическим сигналом.According to the results of 4 checks, the conclusion was made: the registered transient signal of high intensity is a microembolic signal.
Для классификации микроэмбола.For the classification of microembol.
1. Сравнивают частоту ядра (720 Гц) микроэмболического сигнала и амплитуду превышения фона (27,6 дБ) по заранее заданной системе неравенств. Предварительный результат - выявленный микроэмбол является воздушным.1. Compare the frequency of the core (720 Hz) of the microembolic signal and the amplitude of the background excess (27.6 dB) according to a predetermined system of inequalities. The preliminary result - the identified microembol is air.
2. Далее сравнивают амплитуды превышения фона на частоте 2 МГц (27,6 дБ) и на частоте2. Next, compare the amplitudes of the excess of the background at a frequency of 2 MHz (27.6 dB) and at a frequency of
2,66 МГц (32,2 дБ). Результат - разница между сравниваемыми величинами более 4,0 дБ, выявленный микроэмбол является воздушным.2.66 MHz (32.2 dB). The result is the difference between the compared values of more than 4.0 dB, the detected microembol is airborne.
Вывод: в кровотоке левой средней мозговой артерии больного выявлен воздушный микроэмбол. Необходима гипербарическая терапия.Conclusion: in the bloodstream of the left middle cerebral artery of the patient revealed air microembolic. Hyperbaric therapy is required.
Пример 3.Example 3
Больной К., 60 лет. Диагноз: ишемическая болезнь сердца. Больному выполнялась операция по аорто-коронарному шунтированию в условиях искусственного кровообращения.Patient K., 60 years old. Diagnosis: ischemic heart disease. The patient underwent a coronary artery bypass surgery under cardiopulmonary bypass.
Мониторинг мозгового кровообращения проводят в условиях, аналогичных указанным в примере 1.Monitoring cerebral circulation is carried out in conditions similar to those specified in example 1.
Текущая мощность фонового допплеровского сигнала левой средней мозговой артерии больного составляет 58 дБ.The current power of the background Doppler signal of the patient's left middle cerebral artery is 58 dB.
Регистрируют транзиторный сигнал высокой интенсивности на основании того, что его мощность на частоте 2,0 МГц превысила мощность фонового сигнала на 14,3 дБ.A transient high-intensity signal is recorded on the basis that its power at 2.0 MHz exceeded the background signal power by 14.3 dB.
Для правильного определения длительности транзиторного сигнала высокой интенсивности корректируют значение мощности фонового сигнала, добавляя к мощности фонового допплеровского сигнала левой средней мозговой артерии больного, зарегистрированного до появления сигнала высокой интенсивности (58 дБ), значение δ1 - мощность во время транзиторного сигнала высокой интенсивности, умноженную на заданный коэффициент 0,1.To correctly determine the duration of a high-intensity transient signal, the background signal power is adjusted by adding the δ 1 value — the power during a high-intensity transistor signal multiplied to the high intensity signal (58 dB) to the background Doppler power of the patient’s left cerebral artery. at a given coefficient of 0.1.
В результате длительность транзиторного сигнала высокой интенсивности составила 14 мс.As a result, the duration of the transient signal of high intensity was 14 ms.
Для принятия решения, является ли этот транзиторный сигнал высокой интенсивности микроэмболическим сигналом, проводят следующие проверки.In order to decide whether this high-intensity transient signal is a microembolic signal, the following checks are performed.
1. Проверяют соответствие длительности транзиторного сигнала высокой интенсивности заданному интервалу минимальной и максимальной возможных длительностей микроэмболического сигнала.1. Check the compliance of the duration of the transient signal of high intensity with the specified interval of the minimum and maximum possible durations of the microembolic signal.
Результат - соответствует.The result is consistent.
2. Проверяют, находится ли транзиторный сигнал высокой интенсивности в частотной области, расположенной на спектрограмме между огибающей и нейтральной линиями.2. Check whether the transient signal of high intensity is in the frequency domain located on the spectrogram between the envelope and the neutral lines.
Результат - находится.The result is located.
3. Выполняют дискретное преобразование Фурье для сигнала в окрестности зарегистрированного3. Perform discrete Fourier transform for the signal in the vicinity of the registered
- 6 014286 транзиторного сигнала высокой интенсивности, рассчитывают огибающую его спектрограммы и суммарную мощность сигнала как выше, так и ниже нейтральной линии. Полученное отношение этих мощностей - 7 - больше заранее заданного значения 2.- 6 014286 transient signal of high intensity, calculate the envelope of its spectrogram and the total signal power both above and below the neutral line. The resulting ratio of these powers - 7 - more than a predetermined value of 2.
Результат - сигнал вызван не артефактом.Result - the signal is not caused by an artifact.
4. Сравнивают мощность сигнала ядра с усредненной мощностью всего транзиторного сигнала высокой интенсивности. Полученное отношение этих мощностей - 3,8 - больше заранее заданного значения 2,5. Результат - сигнал вызван не артефактом. По результатам осуществленных 4-х проверок сделан вывод: зарегистрированный транзиторный сигнал высокой интенсивности является микроэмболическим сигналом.4. Compare the signal power of the core with the average power of the entire transient signal of high intensity. The resulting ratio of these powers - 3.8 - more than a predetermined value of 2.5. Result - the signal is not caused by an artifact. According to the results of 4 checks, the conclusion was made: the registered transient signal of high intensity is a microembolic signal.
Для классификации микроэмбола.For the classification of microembol.
1. Сравнивают частоту ядра (610 Гц) микроэмболического сигнала и амплитуду превышения фона (14,3 дБ) по заранее заданной системой неравенств. Предварительный результат - состав микроэмбола не определен.1. Compare the frequency of the core (610 Hz) of the microembolic signal and the amplitude of the background excess (14.3 dB) according to a predetermined system of inequalities. The preliminary result - the composition of the microembol is not defined.
2. Сравнивают амплитуды превышения фона на частоте 2 МГц (14,3 дБ) и на частоте 2,66 МГц (14,9 дБ). Результат - разница между сравниваемыми величинами менее 1,0 дБ, выявленный микроэмбол является материальным. Вывод: в кровотоке левой средней мозговой артерии больного выявлен материальный микроэмбол. Необходимо введение антикоагулянта (гепарина).2. Compare the amplitudes of the background excess at a frequency of 2 MHz (14.3 dB) and at a frequency of 2.66 MHz (14.9 dB). The result is the difference between compared values less than 1.0 dB, the identified microembol is material. Conclusion: a material microembol has been detected in the bloodstream of the patient's left middle cerebral artery. It is necessary to introduce an anticoagulant (heparin).
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201000034A EA201000034A1 (en) | 2009-12-04 | 2009-12-04 | METHOD FOR DETERMINING MICROEMBOLS IN BRAIN HEALTH |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201000034A EA201000034A1 (en) | 2009-12-04 | 2009-12-04 | METHOD FOR DETERMINING MICROEMBOLS IN BRAIN HEALTH |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA014286B1 true EA014286B1 (en) | 2010-10-29 |
| EA201000034A1 EA201000034A1 (en) | 2010-10-29 |
Family
ID=43088237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201000034A EA201000034A1 (en) | 2009-12-04 | 2009-12-04 | METHOD FOR DETERMINING MICROEMBOLS IN BRAIN HEALTH |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA201000034A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113069148A (en) * | 2021-06-04 | 2021-07-06 | 南京左右脑医疗科技有限公司 | Method for automatically identifying gas and solid embolus signals |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006127542A2 (en) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Spentech, Inc. | System and method for grading microemboli monitored by a multi-gate doppler ultrasound system |
| RU2368316C1 (en) * | 2008-02-21 | 2009-09-27 | Государственное Учреждение Научный Центр Неврологии Российской Академии Медицинских Наук | Method of diagnostics of cryptogenic ischemic stroke mechanism |
-
2009
- 2009-12-04 EA EA201000034A patent/EA201000034A1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006127542A2 (en) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Spentech, Inc. | System and method for grading microemboli monitored by a multi-gate doppler ultrasound system |
| RU2368316C1 (en) * | 2008-02-21 | 2009-09-27 | Государственное Учреждение Научный Центр Неврологии Российской Академии Медицинских Наук | Method of diagnostics of cryptogenic ischemic stroke mechanism |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ADASKIN A.V. Programmno-algoritmicheskoe obespechenie izmeritel'no-vychislitel'nogo kompleksa dlya issledovaniya potokov zhidkosti s inorodnymi vklyucheniyami (na primere kompleksa meditsinskogo naznacheniya): avtoreferat dissertatsii na soiskanie uchenoy stepeni kandidata tekhnicheskikh nauk. - M., 2008, s. 11-15, [on-layn], [naydeno 19.01.2010], Naydeno iz Internet: <URL:http://www.quality.mail.ru/upload/iblock/cb5/cb5f3adcac9e65be26928a24d1b2 cffl.doc> * |
| TAN K.S. et al.: "Applications of transcranical Doppler ultrasound in atherosclerotic ischaemic stroke: An Asian perspective", Neurology Asia, June 2005, s. 1-5 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201000034A1 (en) | 2010-10-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Caplan | Brain embolism, revisited | |
| Ohta et al. | Analysis of hepatic vein waveform by Doppler ultrasonography in 100 patients with portal hypertension. | |
| Markus et al. | Computerized detection of cerebral emboli and discrimination from artifact using Doppler ultrasound. | |
| Georgiadis et al. | Differentiation between gaseous and formed embolic materials in vivo. Application in prosthetic heart valve patients. | |
| Baumgartner et al. | Transtemporal power-and frequency-based color-coded duplex sonography of cerebral veins and sinuses. | |
| Kaulitz et al. | Serial evaluation of hepatic function profile after Fontan operation | |
| US11986342B2 (en) | Characterization of cardiac shunts with bubbles | |
| Fatkin et al. | Stratification of thromboembolic risk of atrial fibrillation by transthoracic echocardiography and transesophageal echocardiography: the relative role of left atrial appendage function, mitral valve disease, and spontaneous echocardiographic contrast | |
| Pöhler et al. | Chronic thromboembolic pulmonary hypertension perioperative monitoring using phase‐resolved functional lung (PREFUL)‐MRI | |
| US20050251041A1 (en) | Doppler ultrasound processing system and method for concurrent acquisition of ultrasound signals at multiple carrier frequencies, embolus characterization system and method, and ultrasound transducer | |
| Rosenberger et al. | Transesophageal echocardiography for detecting extrapulmonary thrombi during pulmonary embolectomy | |
| Eicke et al. | Cardiac microembolism: prevalence and clinical outcome | |
| Azarpazhooh et al. | Clinical application of transcranial Doppler monitoring for embolic signals | |
| RU2580895C2 (en) | Method for estimating regional blood circulation, tissue microcirculation and saturation of blood with oxygen and device for estimation of regional blood circulation, tissue microcirculation and saturation of blood with oxygen | |
| EA014286B1 (en) | Method for determining microemboli in cerebral blood flow | |
| RU2587310C1 (en) | Method of determining and differentiation microemboluses in brain blood stram by means of ultrasonic doppler system | |
| Gewillig et al. | Echocardiographic Assessment of Functional Single Ventricles after the Fontan Operation | |
| Insana et al. | Effects of endothelin-1 on renal microvasculature measured using quantitative ultrasound | |
| Gorman | Transcranial Doppler assessment of cerebral embolic disorders | |
| Onorato et al. | Echocardiographic detection and transcranial Doppler quantification of right-to-left shunting | |
| Easton | Cerebral embolism and Doppler ultrasound | |
| Allard et al. | Computer analysis and pattern recognition of Doppler blood flow spectra for disease classification in the lower limb arteries | |
| Kahn et al. | Transcranial doppler ultrasonography: what is its role in cardiac and vascular surgical patients? | |
| US20230389888A1 (en) | Automated echocardiogram processing to characterize shunts | |
| Müllges et al. | Bilateral cerebral emboli monitoring during extracorporeal circulation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KG MD TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): KZ |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |