[发明专利]使用差压原理和扩展流量传感器进行血管内血流测量

说明书

一种用于测量诸如血管内部的流速或流量之类的血流量的血流测量系统包括：血管内血流测量设备，其具有包括可扩展主体部分的主体；控制单元，其顺序地提供尺寸控制信号，所述尺寸控制信号指示要由所述可扩展主体部分呈现的至少两个预定可扩展尺寸中的相应的一个预定可扩展尺寸；压力传感器单元，其在关于心动周期时段限定的测量时间跨度内测量相应的血压信号的序列；流量确定单元，其使用所述可扩展主体部分的横截面面积的值、相关联的压力信号以及血液密度的已知值，基于伯努利定律来计算所述血管内部的血流量的值。

技术领域

本发明涉及血管内血流测量设备、血流测量系统、用于控制血管内血流测量设备的操作的方法、用于确定生物体的血管内部的血流量的方法以及计算机程序。

背景技术

血管内流测量在心脏病学和对外周动脉的医学检查中具有重要的临床应用。测量冠状动脉血流储备(CFR)是确定冠状动脉中是否有狭窄限制血流的公认方法。CFR涉及在静止时和在充血期间测量狭窄动脉中的血流。流量测量被认为特别适合于表征狭窄。然而，与测量压力相比，测量流量具有挑战性。例如，多普勒超声测量需要将传感器线精确且耗时地放置在血管中。

US 2015/0313478 A1描述了适合用于执行血管内数据分析和对诸如压力和流量数据之类的各种类型数据的测量的基于计算机的方法、设备和系统。本公开内容涉及适合用于确定心动周期中诸如流量阈值(例如，峰值流量、峰值流量的分数、其他血管内参数或峰值流量的时间点或其他血管内参数中的一个参数发生变化的时间点)之类的事件的探头和方法。探头包括压力传感器、电阻器、流量传感器中的一种或多种，并且能够用于基于测得的血管内参数和其他参数来生成诊断数据。描述了适合用于响应于血管内压力和流量数据或以其他方式与其相关的数据中的一个或多个数据而确定冠状动脉血流储备值的方法和系统。

发明内容

本发明的目的是提供针对现有的血管内血流测量设备的更简单且因此更具成本效益的替代方案来确定血管内部的血流速度。

根据本发明的第一方面，提供了一种血管内血流测量设备。所述血管内血流测量设备包括：

主体，其适合用于被放置在生物体的血管内部并且沿着纵向方向延伸；

所述主体的可扩展主体部分，所述可扩展主体部分具有在所述纵向方向上的纵向延伸部以及垂直于所述纵向方向的横截面面积，所述横截面面积在纵向方向上逐渐变化并且能够可控且可逆地扩展以呈现至少两个不同的预定扩展尺寸中的相应的一个预定扩展尺寸，所述至少两个不同的预定扩展尺寸与所述可扩展主体部分的扩展横截面面积的至少两个相应值相关联；

可控致动器，其被布置和配置为将所述可扩展主体部分设定为所述至少两个尺寸中的一个尺寸；以及

压力传感器单元，其包括被布置在所述可扩展主体部分的所述纵向延伸部内的所述主体上的至少一个压力传感器，所述压力传感器单元被配置为针对所述主体的横截面面积的至少三个值中的每个值提供相应的压力信号的序列，所述至少三个值包括所述可扩展主体部分的所述扩展横截面面积的所述至少两个值，所述相应的压力信号的序列指示在关于心动周期时段限定的预定的测量时间跨度内所述血管中的血流的压力。

本发明的第一方面的血管内血流测量设备实施了用于测量血管内血流的新颖方法，该方法涉及测量人工可变狭窄内部的压力下降。主体的具有可变但已知的横截面的可扩展主体部分用作可变阻塞。压力传感器单元具有被布置在阻塞区内部的主体上(即，被布置在可扩展主体部分的纵向延伸部内)的至少一个压力传感器，压力传感器单元在关于心动周期时段限定的预定的测量时间跨度内测量血压。针对主体的横截面面积的至少三个值中的每个值执行压力测量。这些至少三个值包括可扩展主体部分的扩展横截面面积的至少两个值。

为此，可扩展主体部分能够可控且可逆地扩展以呈现与可扩展主体部分的扩展横截面面积的相应值相关联的不同的预定扩展尺寸。通过可扩展主体部分的受控扩展或收缩能够改变尺寸。