[发明专利]基于声光联合谱的心血管特性无创定量测评方法与装置

摘要

本发明提供基于声光联合谱的心血管特性无创定量测评方法与装置，采用声光结合的方式，在心脏和血管沿路多处放置光电传感器和超声探测传感器同步采集光电信号和超声信号，基于多点差分计算携带血红蛋白的红细胞群的群移速度和变化速率，得到血管沿路的血液流速分布图，且定量分析任意血管段的光谱转移函数和超声谱转移函数，形成声光联合谱，进一步评估血液的粘稠度和血管的物理特性。另外测算心脏的振动波传导到身体各血管沿路的声速以及延时，用以评估血管的张力和密度、血管沿路是否通畅等。本方法是中医“脉诊”的具体实施和更为全面的拓展，同时可以不用抽血化验和身体剖析就能得到血液和血管的微观特征，也是西医无创检测手段的有益补充。

主权项

1.基于声光联合谱的心血管特性无创定量测评装置，其特征在于装置包括微控单元、人机交互单元、显示单元、通信单元、若干光电传感器、若干超声探测传感器、缓存器和电源，以及后台处理器；微控单元控制其余各单元的协调工作；人机交互单元接收用户的输入，主要是采集工作模式和材料位置的选择；工作模式包括静态超声模式，动态超声模式，动态光电模式，混合模式四种模式；显示单元显示有用信息给用户；通信单元实现与后台处理器通信，传输采集数据到后台处理器处理，另外把处理的结果传输回来给显示单元显示；若干光电传感器沿血管沿路采集血液中血红蛋白反射的光电信号；超声探测传感器采集心脏振动传导到身体各血管处的振动波信号；所述后台处理器主要对光电传感器采集的光电信号和超声探测传感器采集的超声振动波信号进行联合处理，提取监测参数，建立监测参数模型，评估检测结果；/n上述后台处理器对光电传感器采集的光电数据，基于多点差分计算出携带血红蛋白的红细胞群的群移速度和变化速率，得到血管沿路的血液流速分布图，分析任意两个光电传感器之间的信息通道的频谱特征，得到光谱转移函数，用以评估血液的粘稠度；对被动超声探测传感器采集的振动数据，计算出心脏的振动波传导到身体各血管沿路的声速以及延时，分析任意两个被动超声探测传感器之间的信息通道的频谱特征，得到超声谱转移函数，用以评估血管的张力和密度、整个管道是否通畅；对主动超声探测传感器采集的单点振动数据，计算出某血管壁的参数，包括但是不限于厚度、柔韧性；光谱转移函数表征和挖掘血液红细胞群的群移速度，而超声谱转移函数挖掘的是机械振动在血管中的传播特性，偏向血管的物理材质特性，两者联合形成声光联合谱，从中提取监测参数，更能细致地表征心血管的特性；/n上述工作模式中的静态超声模式，是指使用主动超声探测传感器来工作；发送信号由微控单元产生，给主动超声探测传感器发出；发送信号经过主动超声探测传感器中的功率放大器放大后，经过数模转换后发给超声发送换能器发射出去，经过皮肤、肌肉、血管之后又经历肌肉、皮肤反射回来，由超声接收换能器接收后把超声信号转换为电信号；该电信号经过滤波器滤波和放大器信号放大后，再模数转化为数字信号，存于缓存器中，此信号为接收信号；后台处理器根据发送信号和接收信号，计算出血管的反射强度和管壁厚度，反演出血管管壁的状态；/n上述工作模式中的动态超声模式，是指使用多个被动超声探测传感器来工作；多个被动超声探测传感器有固定的沿着血管的排列顺序和距离，同步采集振动波超声信号；根据采集的振动波测算出同一个振动波到达的时间差，基于多点差分计算出心脏的振动波传导到身体各血管沿路的声速以及声速变化率，分析任意两个被动超声探测传感器之间的信息通道的频谱特征，得到超声谱转移函数，用以评估血管的物理材质特性，包括但是不限于张力和密度；/n上述工作模式中的动态光电模式，是指多个光电传感器有固定的沿着血管的排列顺序和距离，同步采集光电信号；根据采集的光电信号，测出心脏泵出的同一血液中携带血红蛋白的红细胞群的到达时间差，基于多点差分计算出红细胞群的群移速度和变化速率，得到血管沿路的血液流速分布图，用以评估血液的粘稠度；分析任意两个光电传感器之间的信息通道的频谱特征，得到光谱转移函数；用以评估两个光电传感器之间血流特性反应出的血管通道特性；/n上述工作模式中的混合模式，是指心脏处用光电传感器采集光电信号，其他地方用被动超声探测传感器采集超声振动波信号；以光电信号出现的时刻为起点，则以超声探测传感器接收到的振动波为止的这段时间即是振动波的传播时间，由此得到心脏到所测血管处的延时，根据此可以评价整个管道是否通畅。/n