EA014286B1 - Способ определения микроэмболов в мозговом кровотоке - Google Patents
Способ определения микроэмболов в мозговом кровотоке 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
Предложенный способ определения микроэмболов в мозговом кровотоке посредством ультразвуковой допплеровской системы включает выявление в данной временной зоне допплеровских сигналов транзиторных сигналов высокой интенсивности, мощность которых превышает усредненную мощность сигналов фонового кровотока, по меньшей мере, на величину заданного порога детекции, при этом выявление каждого последующего транзиторного сигнала HITS, HITS, ...., HITSосуществляют на основе усредненного значения мощности сигналов фонового кровотока, скорректированного с учетом значения мощности выявленного предыдущего транзиторного сигнала HITS, HITS, HITS, ...., HITS. Далее определяют сигналы микроэмболов среди выявленных транзиторных сигналов, для чего выявляют ″ядро″ этого сигнала на амплитудно-частотной характеристике транзиторного сигнала высокой интенсивности путем определения зоны амплитудного максимума, расположенной между двумя зонами амплитудных локальных минимумов. Выявляют пороговое значение мощности ″ядра″ сигнала микроэмбола в зоне амплитудного максимума. Находят отношение 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 порогового значения мощности ″ядра″ сигнала микроэмбола.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 высокой
- 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.
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.
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.
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 и
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.
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.
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.
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.
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 высокой
- 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.
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.
При этом выявленные сигналы микроэмболов классифицируют по морфологии на сигнал материальных микроэмбол или на сигнал газовых микроэмбол.
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.
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.
Дальнейшие цели и преимущества заявляемого изобретения станут ясны из последующего подробного описания способа определения микроэмболов в мозговом кровотоке.
Известно, что микроэмболия является основным патогенетическим фактором развития церебральных ишемических нарушений, поэтому чрезвычайно важна диагностика состояния мозгового кровотока, определение количества и состава зарегистрированных микроэмболов.
В основе заявляемого способа определения микроэмболов в мозговом кровотоке лежит ультразвуковая допплерография, которая позволяет регистрировать прохождение микроэмболического материала по сосудам головного мозга.
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.
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.
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.
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.
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.
Преимущественно, как показали исследования, величина выявленного превышения δ соответствует коэффициенту, равному от 0,1 до 0,5.
На втором этапе среди выявленных транзиторных сигналов высокой интенсивности исключают ар
- 3 014286 тефактный сигнал и определяют сигналы микроэмболов.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 частоту
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.
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.
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.
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.
Микроэмболические сигналы, достоверно выявленные и отклассифицированные, в соответствии с
- 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.
Заявляемое изобретение позволяет также осуществлять контроль эффективности применяемой антитромбоцитарной терапии.
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.
Больные, сопровождаемые интраоперационным транскраниальным допплеровским мониторированием, не имели серьезных неврологических осложнений после операций на сердце благодаря интраоперационному контролю церебральной гемодинамики.
Для лучшего понимания изобретения приводятся следующие примеры его конкретного выполнения.
Пример 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.
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.
Для принятия решения, является ли этот транзиторный сигнал высокой интенсивности микроэмболическим сигналом, проводят следующие проверки.
1. Проверяют соответствие длительности транзиторного сигнала высокой интенсивности заданному интервалу минимальной и максимальной возможных длительностей микроэмболического сигнала.
Результат - соответствует.
2. Проверяют, находится ли транзиторный сигнал высокой интенсивности в частотной области, расположенной на спектрограмме между огибающей и нейтральной линией.
Результат - находится.
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.
Результат - сигнал вызван не артефактом.
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.
Результат - сигнал вызван не артефактом. По результатам осуществленных 4-х проверок сделан вывод: зарегистрированный транзиторный сигнал высокой интенсивности является микроэмболом.
Для классификации выявленного микроэмбола.
1. Сравнивают частоту ядра (255 Гц) микроэмболического сигнала и амплитуду превышения фона (22,1 дБ) по заранее заданной системе неравенств.
Предварительный результат - выявленный микроэмбол является материальным.
2. Далее сравнивают амплитуды превышения фона на частоте 2 МГц (22,1 дБ) и на частоте
2,66 МГц (23,0 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).
Пример 2.
Больной Н., 52 года.
Мониторинг мозгового кровообращения проводят в условиях, аналогичных указанным в примере 1.
- 5 014286
Текущая мощность фонового допплеровского сигнала в левой средней мозговой артерии больного составляет 60 дБ.
Регистрируют транзиторный сигнал высокой интенсивности на основании того, что его мощность на частоте 2,0 МГц превысила мощность фонового сигнала на 27,6 дБ.
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.
В результате длительность транзиторного сигнала высокой интенсивности составила 38 мс.
Для принятия решения, является ли этот транзиторный сигнал высокой интенсивности микроэмболическим сигналом, проводят следующие проверки.
1. Проверяют соответствие длительности транзиторного сигнала высокой интенсивности заданному интервалу минимальной и максимальной возможных длительностей микроэмболического сигнала.
Результат - соответствует.
2. Проверяют, находится ли транзиторный сигнал высокой интенсивности в частотной области, расположенной на спектрограмме между огибающей и нейтральной линиями.
Результат - находится.
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.
Результат - сигнал вызван не артефактом.
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.
Результат - сигнал вызван не артефактом.
По результатам осуществленных 4-х проверок сделан вывод: зарегистрированный транзиторный сигнал высокой интенсивности является микроэмболическим сигналом.
Для классификации микроэмбола.
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.
2. Далее сравнивают амплитуды превышения фона на частоте 2 МГц (27,6 дБ) и на частоте
2,66 МГц (32,2 дБ). Результат - разница между сравниваемыми величинами более 4,0 дБ, выявленный микроэмбол является воздушным.
Вывод: в кровотоке левой средней мозговой артерии больного выявлен воздушный микроэмбол. Необходима гипербарическая терапия.
Пример 3.
Больной К., 60 лет. Диагноз: ишемическая болезнь сердца. Больному выполнялась операция по аорто-коронарному шунтированию в условиях искусственного кровообращения.
Мониторинг мозгового кровообращения проводят в условиях, аналогичных указанным в примере 1.
Текущая мощность фонового допплеровского сигнала левой средней мозговой артерии больного составляет 58 дБ.
Регистрируют транзиторный сигнал высокой интенсивности на основании того, что его мощность на частоте 2,0 МГц превысила мощность фонового сигнала на 14,3 дБ.
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.
В результате длительность транзиторного сигнала высокой интенсивности составила 14 мс.
Для принятия решения, является ли этот транзиторный сигнал высокой интенсивности микроэмболическим сигналом, проводят следующие проверки.
1. Проверяют соответствие длительности транзиторного сигнала высокой интенсивности заданному интервалу минимальной и максимальной возможных длительностей микроэмболического сигнала.
Результат - соответствует.
2. Проверяют, находится ли транзиторный сигнал высокой интенсивности в частотной области, расположенной на спектрограмме между огибающей и нейтральной линиями.
Результат - находится.
3. Выполняют дискретное преобразование Фурье для сигнала в окрестности зарегистрированного
- 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.
Результат - сигнал вызван не артефактом.
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.
Для классификации микроэмбола.
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.
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).
Claims (6)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ определения микроэмболов в мозговом кровотоке, включающий исследование сегмента мозгового кровотока посредством ультразвуковой допплеровской системы, которое включает направление ультразвуковых высокочастотных сигналов, имеющих заданную частоту, на исследуемый сегмент мозгового кровотока посредством передатчика ультразвуковой допплеровской системы;получение посредством блока приема и аналоговой обработки ультразвуковой допплеровской системы последовательности допплеровских сигналов, имеющих различную мощность и содержащих сигналы фонового кровотока и транзиторные сигналы высокой интенсивности;преобразование допплеровских сигналов в аналогово-цифровом преобразователе ультразвуковой допплеровской системы и фиксирование значения мощности каждого преобразованного допплеровского сигнала;регистрацию сигналов фонового кровотока в полученной последовательности допплеровских сигналов и вычисление их средней мощности;регистрацию в полученной последовательности допплеровских сигналов транзиторных сигналов высокой интенсивности, мощность каждого из которых равна или превышает сумму средней мощности сигналов фонового кровотока и заданного порога детекции транзиторных сигналов высокой интенсивности;регистрацию в указанных транзиторных сигналах высокой интенсивности сигналов, отраженных от микроэмболов, по наличию которых определяют микроэмболы в мозговом кровотоке, отличающийся тем, что сначала регистрируют первый транзиторный сигнал высокой интенсивности, мощность которого равна или превышает сумму средней мощности сигналов фонового кровотока перед первым транзиторным сигналом и заданного порога детекции, а затем регистрируют каждый последующий транзиторный сигнал высокой интенсивности, мощность которого равна или превышает сумму средней мощности сигналов фонового кровотока между предыдущим и последующим транзиторными сигналами, заданного порога детекции и части мощности предыдущего транзиторного сигнала, при этом регистрацию сигналов, отраженных от микроэмболов, осуществляют с помощью амплитудно-частотного преобразователя допплеровской системы, в котором осуществляют амплитудно-частотное преобразование указанных транзиторных сигналов высокой интенсивности, в результате которого получают амплитудно-частотную характеристику каждого указанного транзиторного сигнала, на которой регистрируют сигнал, отраженный от каждого микроэмбола, имеющий на амплитудно-частотной характеристике указанного транзиторного сигнала четко выраженное изменение этого сигнала в виде ядра, которое ограничено локальным амплитудным максимумом, расположенным между локальными амплитудными минимумами.
- 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть мощности предыдущего транзиторного сигнала высокой интенсивности, которую прибавляют к средней мощности сигналов фонового кровотока и заданному порогу детекции транзиторных сигналов высокой интенсивности, составляет от 0,1 до 0,5 мощности предыдущего транзиторного сигнала высокой интенсивности.
- 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что вычисляют пороговое значение мощности ядра каждого сигнала, отраженного от микроэмбола, в зоне амплитудного максимума на амплитудно-частотной характеристике, а затем вычисляют отношение мощности каждого выявленного транзиторного сигнала в зоне амплитудного максимума на амплитудно-частотной характеристике к мощности этого транзиторного сигнала на всей зоне его амплитудно-частотной характеристики и регистрируют сигнал, отраженный от микроэмбола, когда вычисленное отношение превышает указанное пороговое значение.- 7 014286
- 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанные сигналы, отраженные от микроэмболов, классифицируют по морфологии на сигналы, отраженные от материальных микроэмболов, и/или сигналы, отраженные от газовых микроэмболов.
- 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что классификацию указанных сигналов, отраженных от микроэмболов, по морфологии осуществляют путем определения разницы между мощностью сигнала, отраженного от микроэмбола, полученного в последовательности допплеровских сигналов с помощью ультразвукового высокочастотного сигнала, имеющего частоту 2,0 МГц, и мощностью сигнала, отраженного от микроэмбола, полученного в последовательности допплеровских сигналов с помощью ультразвукового высокочастотного сигнала, имеющего частоту 2,66 МГц, при этом классифицируют сигнал, отраженный от материального микроэмбола, у которого разница указанных мощностей менее 1,0 дБ, и классифицируют сигнал, отраженный от газового микроэмбола, у которого разница указанных мощностей менее 4,0 дБ.
- 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что классификацию сигналов, отраженных от микроэмболов, по морфологии осуществляют путем определения мощности сигнала, отраженного от микроэмбола, в зоне амплитудного максимума на амплитудно-частотной характеристике и определения частотной характеристики ядра микроэмбола на амплитудно-частотной характеристике, при этом классифицируют сигнал, отраженный от материального микроэмбола, у которого указанная мощность менее 25 дБ, а указанная частотная характеристика менее 400 Гц, и классифицируют сигнал, отраженный от газового микроэмбола, у которого указанная мощность находится в диапазоне от 15 до 40 дБ, а указанная частотная характеристика более 600 Гц.О Евразийская патентная организация, ЕАПВРоссия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201000034A EA201000034A1 (ru) | 2009-12-04 | 2009-12-04 | Способ определения микроэмболов в мозговом кровотоке |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201000034A EA201000034A1 (ru) | 2009-12-04 | 2009-12-04 | Способ определения микроэмболов в мозговом кровотоке |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA014286B1 true EA014286B1 (ru) | 2010-10-29 |
| EA201000034A1 EA201000034A1 (ru) | 2010-10-29 |
Family
ID=43088237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201000034A EA201000034A1 (ru) | 2009-12-04 | 2009-12-04 | Способ определения микроэмболов в мозговом кровотоке |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA201000034A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113069148A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-07-06 | 南京左右脑医疗科技有限公司 | 一种自动识别气体与固体栓子信号的方法 |
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 (ru) * | 2008-02-21 | 2009-09-27 | Государственное Учреждение Научный Центр Неврологии Российской Академии Медицинских Наук | Способ диагностики механизма криптогенного ишемического инсульта |
-
2009
- 2009-12-04 EA EA201000034A patent/EA201000034A1/ru 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 (ru) * | 2008-02-21 | 2009-09-27 | Государственное Учреждение Научный Центр Неврологии Российской Академии Медицинских Наук | Способ диагностики механизма криптогенного ишемического инсульта |
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 (ru) | 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 (ru) | Способ оценки регионарного кровообращения, тканевой микроциркуляции и насыщения крови кислородом и устройство для оценки регионарного кровообращения, тканевой микроциркуляции и насыщения крови кислородом | |
| EA014286B1 (ru) | Способ определения микроэмболов в мозговом кровотоке | |
| RU2587310C1 (ru) | Способ определения и дифференцировки микроэмболов в мозговом кровотоке посредством ультразвуковой допплеровской системы | |
| 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 |