一种脑血管循环动力学分析方法及仪器
专利汇可以提供一种脑血管循环动力学分析方法及仪器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种脑血管循环动 力 学分析方法及仪器。根据脑循环血管床解剖模型，建立由十二个管道单元模拟脑循环血液动力学等效网络模型，并确立相应参数计算公式。应用这些公式，可无创检测到颈动脉中流速 波形 及数值、压力波形、人体血压、血管管径，及颅内两侧前、中、后及椎动脉中流速波形及数值，求出颈动脉及颅内动脉各血管段特性参数。实施本 发明 方法所设计的仪器，检测系统包括颅外颈动脉管径检测、血压检测、颅外颈动脉血流速度检测、颅外颈动脉压力波形检测以及颅内动脉血流速度检测等装置；控制系统包括控 制模 块 和电源模块；计算分析系统包括主机、外设和 模数转换 器 ，本发明可全面分析脑循环动力学特性，在脑 血管 疾病 的早期与超早期诊断及 治疗 等方面具有显著效果。，下面是一种脑血管循环动力学分析方法及仪器专利的具体信息内容。
1.一种脑血管循环动力学分析方法，其特征在于包括下列步骤：
(1) 根据脑循环血管床的解剖模型，建立一个由十二个管道单元模拟脑循环血液动力学的等效网络模型：采用两个管道模拟左、右侧颈动脉系统c1、c2，用一个管道模拟前交通动脉ac并将左、右侧颈动脉系统c1、c2联成一体；采用一个管道来模拟两侧椎动脉和基底动脉系统v，采用两管道分别模拟大脑左、右后动脉p1、p2；采用两管道分别模拟大脑左中动脉m1和大脑右中动脉m2；采用两管道分别模拟大脑左前动脉a1和大脑左中动脉a2；在颈动脉系统c1、c2和两侧椎动脉和基底动脉系统v之间，采用两管道分别模拟大脑左后交通动脉Lpc和大脑右后交通动脉Rpc；
(2)应用下列公式获得的血管床零频输入阻抗也称外周阻力Rp描述该血管床的血流通畅程度，
式中P(t)和Q(t)分别为该血管床入口端动脉内的压力和血流量随时间变化关系式，T为心动周期，P0为修正压力项；
(3)应用下列公式获得的血管床高频平均输入阻抗也称特征阻抗Zc来描述该血管床动脉系统的整体弹性特性，
式中|Zi|为第i阶输入阻抗的模，计算得到Zc后，比较每个|Zi|(i＞0)与Zc的值，如果某个|Zj|＞3Zc，则除去该Zj并修正n，再代入公式(2)重新计算；
(4)应用下列公式获得的血管床动态阻力Dr来描述该血管床中小动脉对血流量的调节功能，
式中P、Q分别表示压力和流量，下标s、m、d分别表示最大，平均和最小值；
(5)应用下列公式获得非线性临界压力Pc来描述血液在血流中粘滞特性，式中
式中P、Q分别表示压力和流量，下标s、m、d分别表示最大、平均和最小值；
(6)通过以下步骤获得颈动脉系统脑循环功能参数：
①应用超声多普勒检测颈动脉血流速度VC(t)，应用脉冲超声检 测颈动脉血管直径DC，用下列公式获得流量QC(t)，
②应用压力传感器检测颈动脉压力脉博波波形PW(t)，并应用血压计检测出肱动脉血C
压，再对颈动脉压力脉博波波形PW(t)进行数值标定，从而获得压力P(t)，C C
③将上述Q(t)、P(t)代入公式(1)-(4)可获得颈动脉系统脑循环功能的定量描述参C C C C
数Rp、Zc、Dr 和Pc ；
(7)通过以下步骤获得椎动脉系统脑循环功能参数：
V
①应用经颅脉冲超声多普勒检测两侧椎动脉血流速度V(t)，应用脉冲超声检测两侧椎动脉管直径DV，根据公式(5)计算出两侧椎动脉流量Q左(t)、Q右(t)，从而获得椎动脉系v
统的总流量Q(t)＝Q左(t)+Q右(t)；
C
②采用步骤(6)之②所获得的压力P(t)代替椎动脉入口的压力；
V C
③将上述Q(t)、P(t)代入公式(1)-(4)可获得椎动脉系统脑循环功能的定量描述参V V V V
数Rp、Zc、Dr 和Pc ；
(8)通过以下步骤获得大脑前动脉、中动脉和后动脉系统的脑循环功能： a
①应用经颅脉冲超声多普勒检测左右大脑前、中、后动脉的血流速度，分别为LV(t)，m p a m p
LV(t)，LV(t)，RV(t)，RV(t)和RV(t)，它们的最大值、平均值和最小值分别以s、m和d下标表示；
②按照前述步骤(6)之②中的方法获得左侧颈动脉压力LP(t)和右侧颈动脉压力am am
RP(t)，由下列公式计算出左、右大脑前中动脉入口压力LP (t)、RP (t)和后动脉入口压力p
P(t)：
am c c
LP (t)＝LP(t)-LZc(t)·LQ(t)
am c c
RP (t)＝RP(t)-RZc(t)·RQ(t) (6)
p v v
P(t)＝(LP(t)+RP(t))/2-Zc(t)·Q(t)
c c v v
式中Zc 和Q 表示颈动脉的特性阻抗和流量，由前述步骤(6)得到；Zc 和Q 表示的是椎动脉的特性阻抗和流量，由前述步骤(7)得到；
③大脑前交通动脉、左后交通动脉和右后交通动脉的平均流量 和 由下列公式计算获得：
ac Lpc Rpc am
式中R 、R 和R 分别是前、后交通动脉的阻力； 是LP (t)的平均值； 是am p
RP (t)的平均值； 是P(t)的平均值；
④应用下列公式可求得左右侧大脑前、中、后动脉血流的阻力为：
am C
其中K 为大脑前中动脉分配系数，取0.52； 为左侧Q(t)的平均值； 为右侧C
Q(t)的平均值； 为Q左(t)的平均值； 为Q右(t)的平均值；
⑤应用下列公式计算出左、右侧大脑前、中、后动脉系统的流量为：
a a am
LQ(t)＝LR·LP (t)
a a am
RQ(t)＝RR·RP (t)
m m am
LQ(t)＝LR·LP (t)
m m am
RQ(t)＝RR·RP (t) (9)
p p p
LQ(t)＝LR·P(t)
p p t
RQ(t)＝RR·P(t)
对时间积分就可获得各分支血管中的平均血流量。
2.根据权利要求1所述脑血管循环动力学分析方法，其特征在于公式(1)中修正压力项P0按下表对应年龄组取值：
年龄组(岁) P0(mmHg)
＜30 -2
31-50 0
＞50 2
。
ac Lpc
3.根据权利要求1所述脑血管循环动力学分析方法，其特征在于公式(7)中R 、R 和Rpc 5 5
R 在Willis环无畸形状态下分别设为8000dyn·s/cm、80000dyn·s/cm、80000dyn·s/
5
cm ；在Willis环畸形状态下，若某-交通支不能进行代偿，则将该交通支的阻力放大100倍，若该交通支已代偿充分，则将该交通支的阻力缩小10倍。
4.一种实施权利要求1所述脑血管循环动力学分析方法的检测分析仪器，包括检测系统、控制系统以及计算分析系统，其特征在于所述的检测系统包括：
一个颅外颈动脉管径检测装置，该装置输出端与计算分析系统中计算机主机相互通讯连接，
一个人体血压检测装置，该装置输出端与计算分析系统中计算机 主机相互通讯连接，一个颅外颈动脉血流速度检测装置，该装置输出端通过模数转换器与计算分析系统中计算机主机相互通讯连接，
一个颅外颈动脉压力波形检测装置，该装置输出端通过模数转换器与计算分析系统中计算机主机相互通讯连接，
一个颅内动脉血流速度检测装置，该装置输出端与计算分析系统中计算机主机相互通讯连接，
所述的控制系统包括：
一个控制模块，该控制模块的一端与模数转换器的信号通讯端口相连接，其另一端分别与各检测装置的电源模块相连接，
电源模块，该电源模块一端与控制模块相连接，另一端则分别连接各检测装置，所述的计算分析系统包括：
一台计算机主机及其外设显示器和打印设备，
一个模数转换器，该模数转换器模拟输入端口分别与颅外颈动脉血流速度检测装置以及颅外颈动脉压力波形检测装置的输出端相连接，其无源底板上的ISA总线与计算机主机通讯连接。
5.根据权利要求4所述的检测分析仪器，其特征在于：颅外颈动脉管径检测装置由A型超声探头以及脉冲超声模块所构成，A型超声探头连接脉冲超声模块的输入端，脉冲超声模块的输出端通过USB接口，或者PCI插槽，或者ASI插槽与计算分析系统中计算机主机相互通讯连接。
6.根据权利要求4所述的检测分析仪器，其特征在于：人体血压检测装置由压力检测袖带以及臂式自动血压检测模块所构成，压力检测袖带连接臂式自动血压检测模块的输入端，臂式自动血压检测模块的输出端通过串行接口与计算分析系统中计算机主机相互通讯连接。
7.根据权利要求4所述的检测分析仪器，其特征在于：颅外颈动脉血流速度检测装置由连续波多普勒超声探头以及连续波多普勒超声模块所构成，连续波多普勒超声探头连接连续波多普勒超声模块的输入端，该超声模块的输出端通过模数转换器与计算分析系统中计算机主机相互通讯连接。
8.根据权利要求4所述的检测分析仪器，其特征在于：颅外颈动脉压力波形检测装置由压力传感探头以及压力传感模块所构成，压力传感探头连接压力传感模块的输入端，压力传感模块的输出端通过模数转换器与计算分析系统中计算机主机相互通讯连接。
9.根据权利要求4所述的检测分析仪器，其特征在于：颅内动脉血流速度检测装置由脉冲波多普勒超声探头以及脉冲波多普勒超声模块所构成，脉冲波多普勒超声探头连接脉冲波多普勒超声模块的输入端，脉冲波多普勒超声模块的输出端通过USB接口，或者PCI插槽，或者ASI插槽与计算分析系统中计算机主机相互通讯连接。
10.根据权利要求4所述的检测分析仪器，其特征在于：所述的检测系统还包括：一个心电检测装置，该装置输出端通过模数转换器与计算分析系统中计算机主机相互通讯连接。
11.根据权利要求10所述的检测分析仪器，其特征在于：心电检测装置由心电检测夹以及心电检测模块所构成，心电检测夹连接心 电检测模块的输入端，心电检测模块的输出端通过模数转换器与计算分析系统中计算机主机相互通讯连接。
12.根据权利要求4所述的检测分析仪器，其特征在于：颅外颈动脉管径检测装置由B型超声探头以及超声模块所构成，B型超声探头连接超声模块的输入端，该超声模块的输出端通过USB接口，或者PCI插槽，或者ASI插槽与计算分析系统中计算机主机相互通讯连接。
一种脑血管循环动力学分析方法及仪器
[技术领域]
述参数Rp、Zc、Dr 和Pc ；
力P(t)：
＜30 -2
31-50 0
＞50 2
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