[发明专利]量度动脉网硬化指数的系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种量度动脉网硬化指数的系统，特别是从桡动脉脉搏波形(radial pulse waveform)来确定动脉硬化指数的系统。

【背景技术】

当我们的心脏跳动时，就产生脉搏波，也称为主动脉脉搏，脉搏波沿心血管系统的动脉网传播。当这些脉搏波到达阻抗不匹配的部位，如血管分叉和血管半径有变化的部位时，会产生波的反射。这些波的反射可以在不同部位测量到。例如，在人手腕测量到的波反射被称为桡动脉脉搏波形。过往有研究指出，使用桡动脉脉搏波形的收缩晚期峰值和收缩早期峰值之比值作为动脉硬化指数。但是，确定收缩早期峰值和收缩晚期峰值的准确位置不是一个简单的任务。首先，收缩早期峰值和收缩晚期峰值很可能相互太接近。其次，和收缩早期分量相比，收缩晚期分量的振幅可能太小。这两种情况增加了准确分离收缩早期分量和收缩晚期分量的困难。此外，根据测量部位和感兴趣对象的选择，测量的桡动脉脉搏波形可能有太多噪声或信号太弱，后续处理也未能把噪声除去。

已经有不同的方法提出来解决上述限制，例如，曲线拟合方法和基于桡动脉脉搏波形n阶导数的波形分类。但是，这些方法受到不同限制。对于曲线拟合方法，它通常需要超过100次迭代，才能准确地分解桡动脉脉搏波形。如此高的计算需求，限制了这种技术的实际应用。众所周知导数运算会放大高频噪声。因此，基于导数的分类对噪声非常敏感，容易出错。

【发明内容】

在上述背景情况下，本发明的一个目的是提供一种有着低计算需求且精确的从桡动脉脉搏波形来量度动脉硬化指数的系统和方法。

根据本发明的一方面，披露了一种量度动脉网硬化指数的方法，包括以下步骤：

a)获得一个与所述动脉网相关的脉搏波形；

b)根据所述脉搏波形的至少一个预设特征，估计一个源脉搏；

c)根据所述脉搏波形和所述源脉搏之间的关系，确定所述脉搏波形的多个属性特征；

d)根据所述脉搏波形的所述多个属性特征，计算所述动脉网的硬化指数。

其中估计所述源脉搏的步骤进一步包括：

确定所述脉搏波形的至少一个预定点；

通过计算所述预定点的斜率和数值，确定所述预设特征；

根据所述预定点的所述斜率和所述数值，构建所述源脉搏。

其中所述预定点是所述脉搏波形第一个上升阶段的拐点。

其中所述源脉搏的脉冲波形函数选自：高斯函数、对数正态函数或瑞利函数。

其中所述源脉搏呈现为一种高斯函数的形式。

所述方法还包括以下步骤：

根据所述脉搏波形和所述源脉搏之间的关系，将所述脉搏波形分解为至少两个组成分量；

根据所述脉搏波形的第一个组成分量，确定所述脉搏波形的第一个属性特征；

根据所述脉搏波形的第二个组成分量，确定所述脉搏波形的第二个属性特征。

所述的方法还包括步骤：计算所述动脉网的脉冲响应，从而获得所述脉搏波形和所述源脉搏之间的所述关系。

所述的方法还包括以下步骤：采用所述源脉搏对所述脉搏波形进行解卷积，从而得到所述动脉网的所述脉冲响应。

所述的方法还包括以下步骤：

将所述脉冲响应分割成至少两个部分；

将所述脉冲响应的第一部分与所述源脉搏进行卷积，从而得到所述脉搏波形的所述第一个组成分量；

将所述脉冲响应的第二部分与所述源脉搏进行卷积，从而得到所述脉搏波形的所述第二个组成分量。

其中分割所述脉冲响应的步骤是基于所述动脉网的解剖结构。

所述的方法还包括以下步骤：

确定所述脉搏波形第一个组成分量的峰值，从而得到所述脉搏波形的所述第一个属性特征；

确定所述脉搏波形第二个组成分量的峰值，从而得到所述脉搏波形的所述第二个属性特征；

计算所述脉搏波形第一个组成分量的峰值和所述脉搏波形第二个组成分量的峰值之比值，从而得到所述动脉网的所述硬化指数。

相应地，本发明还披露了一种量度动脉网硬化指数的系统，其包括：

a)获得一个与所述动脉网相关的脉搏波形的装置；

b)根据所述脉搏波形的至少一个预设特征，估计一个源脉搏的装置；

c)根据所述脉搏波形和所述源脉搏之间的关系，确定所述脉搏波形的多个属性特征的装置；

d)根据所述脉搏波形的所述多个属性特征，计算所述动脉网的硬化指数的装置。

其中估计所述源脉搏的装置进一步包括：