[发明专利]流体流动分析

说明书

一种确定流体导管中的波速量度或波强度量度的方法使用超声测量来确定在所述导管的纵向位置处的作为时间的函数的导管直径，并且使用超声测量来确定在所述导管的所述纵向位置处的体积元件中的作为时间的函数的流体速度量度。用于确定所述流体速度量度的所述超声测量是通过使对所述体积元件进行采样的连续帧中的在流体流动内的散射对象去相关来实现的。波速可以根据作为时间的函数的在所述纵向位置处的流体速度的变化与作为时间的函数的所述导管直径的对数函数的变化之比确定。波强度量度可以被确定为所确定的导管直径的变化和流体速度的对应变化的函数。

技术领域

本发明涉及用于使用超声波来分析流体导管中的流体流动的方法和设备。具体地，尽管不是唯一的，本发明适用于用于分析人或动物循环系统中的流体流动的此类方法和设备。

背景技术

在每次心跳期间，当心脏收缩时，心脏会增加立即连接到其的动脉中的血液的压力和速度。这种干扰随着波向下传播到动脉系统。这种现象的日常实例是可以在手腕上感觉到脉搏。波行进的速度(speed或velocity)取决于动脉的僵硬度，并且波的反射在血管几何形状或壁特性变化的任何点处发生。因此，波的速度和初始波的强度和其反射含有关于心脏的性能和血管的状态的信息。因此，测量这些特性以提供用于诊断心血管疾病和处于患有所述心血管疾病的风险中的那些患者的有用的装置是有用的。

因此，动脉中的脉搏波可以用于评估(a)心脏的性能，因为心脏会产生波；(b)确定波的速度的动脉僵硬度；以及(c)反射波的动脉或外周血管横截面或机械特性的变化。波动现象可以容易地根据侵入式的基于导液管的测量进行评估并且越来越多地用于对冠状动脉狭窄进行功能评估。波动现象在心血管医学的其它领域中的使用受到进行准确的非侵入式测量的困难的阻碍。

WO 2017/163030描述了一种用于确定流动通过导管的流体的波速量度的方法和设备，所述方法和设备使用超声测量通过跟踪对体积元件进行采样的连续帧中的在流体流动内的对象并且获得所述对象的位移向量来确定作为时间的函数的流体速度。然后，与测量到导管直径的变化结合的流体速度的变化用于确定波速或波强度。在WO 2017/163030中所描述的技术中，对流体导管(如动脉)中的流体流动的分析可以非侵入式地实施并且提供一种用于评估波动现象的基于超声的系统，所述基于超声的系统是非侵入式的并且适合于对例如心力衰竭、动脉硬化、血管张力改变和内皮功能障碍进行临床研究。

发明内容

本发明的目标是提供WO 2017/163030中所描述的技术的替代性技术。本文所描述的那些替代性技术可以提供确定波速和/或波强度的提高的效率和提高的准确度，并且因此可以允许使用更简单的检测系统。

根据一方面，本发明提供了一种确定流动通过流体导管的流体的波速量度的方法，所述方法包括：

使用超声测量来确定在所述导管的纵向位置处的作为时间的函数的导管直径或导管横截面面积；

使用超声测量来确定在所述导管的所述纵向位置处的体积元件中的作为时间的函数的流体速度量度，用于确定所述流体速度量度的所述超声测量是通过使对所述体积元件进行采样的连续帧中的在流体流动内的散射对象去相关来实现的；

根据(i)作为时间的函数的在所述纵向位置处的流体速度的变化和(ii)作为时间的函数的所述导管直径或导管横截面面积的变化的函数确定所述波速量度。

所述流体速度量度可以包括所述连续帧中的所述散射对象的去相关系数。所述波速可以是根据以下任一项确定的：

(i)作为时间的函数的在所述纵向位置处的所述流体速度量度的变化与作为时间的函数的所述导管直径的对数函数的变化之比，或

(ii)在所述纵向位置处的所述流体速度量度在一定时间间隔内的变化与所述导管直径的对数函数在同一时间间隔内的对应变化之比。