用超聲測(cè)量和/或檢測(cè)體液流動(dòng)特性的方法和設(shè)備技術(shù)

一種測(cè)量和／或檢測(cè)被檢測(cè)體脈搏和／或血流的超聲方法和設(shè)備，根據(jù)被檢測(cè)體動(dòng)脈血流的超聲反向散射計(jì)算多普勒信號(hào)頻譜。計(jì)算多普勒信號(hào)頻譜中幾段頻帶的流動(dòng)特性指標(biāo)，這些指數(shù)可以用于確定脈搏或血流，也可以用于確定流動(dòng)特性的其它參數(shù)。由于所計(jì)算指數(shù)的健壯性，本超聲方法和設(shè)備在自動(dòng)和半自動(dòng)外部心臟除顫器（ＡＥＤ）方面具有判定是否對(duì)病人實(shí)施除纖顫的特殊用途。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)一般性涉及醫(yī)療超聲診斷領(lǐng)域，更具體涉及使用外部接觸超聲設(shè)備測(cè)量和/或檢測(cè)體液流動(dòng)特性的方法和設(shè)備。在急救和手術(shù)過(guò)程中，對(duì)病人脈搏狀態(tài)的評(píng)估是診斷病因和針對(duì)病因決定合適療法所必需的。檢測(cè)病人心脈是否存在主要是通過(guò)接觸病人脖子，感覺(jué)由病人頸動(dòng)脈量變化引起的觸壓變化。當(dāng)心跳中病人心室收縮時(shí)，壓力波通過(guò)病人的外周循環(huán)系統(tǒng)向外傳播。頸動(dòng)脈的脈搏波形隨著收縮期心室血流注射而上升，并隨心臟壓力波達(dá)到最大而達(dá)到峰值。在脈搏末期壓力下沉?xí)r，頸動(dòng)脈的脈搏再次跌落。病人的可檢測(cè)心脈的缺失是心臟停搏的強(qiáng)指示。心臟停搏是病人心臟不能夠提供支持生命的血流而威脅生命的醫(yī)學(xué)狀況。在心臟停搏期間，心電活動(dòng)可能會(huì)無(wú)序(心室纖維性顫動(dòng))、過(guò)速(心室搏動(dòng)過(guò)速)、缺失(心搏停止)、形成無(wú)血流產(chǎn)生的正常或低速心率(無(wú)脈搏電活動(dòng))。提供給病人心臟停搏的治療方式部分依賴于對(duì)病人心臟狀況的評(píng)估。例如，護(hù)理人員在病人處于心室纖維顫動(dòng)(VF)或心室搏動(dòng)過(guò)速(VT)時(shí)可以使用除纖顫電震，以停止無(wú)序或過(guò)快電行為，使得灌注(perfuse)恢復(fù)律動(dòng)。外部心臟除纖顫，特別是通過(guò)由放置在病人身體表面的電極產(chǎn)生對(duì)病人心臟的強(qiáng)電震來(lái)提供。如果病人缺失可檢測(cè)到的脈搏并處于心搏停止或無(wú)脈搏電活動(dòng)(PAE)，護(hù)理人員不能使用心臟去顫的方法，而實(shí)施心肺復(fù)蘇術(shù)(CPR)以使得病人的一些血液流動(dòng)。在對(duì)病人實(shí)施諸如心臟去顫或CPR的治療之前，護(hù)理人員必須先確認(rèn)病人處于心搏停止?fàn)顟B(tài)。一般而言，外部心臟除顫只適合處于無(wú)意識(shí)、窒息(apneic)、無(wú)脈搏、VF或VT中的病人。醫(yī)學(xué)條例指明應(yīng)該在10秒內(nèi)確定病人心脈是否存在。例如，美國(guó)心臟協(xié)會(huì)關(guān)于心肺復(fù)蘇的議定書中要求專業(yè)護(hù)理人員需在5到10秒內(nèi)評(píng)估病人的脈搏。缺少脈搏是開始進(jìn)行胸外按壓的指示。評(píng)估脈搏對(duì)有意識(shí)的成年人表面上看上去很簡(jiǎn)單，而這卻是基本生命維持評(píng)估程序中最常失敗的因素，這可以歸結(jié)到各種原因，如缺乏經(jīng)驗(yàn)、缺少明顯標(biāo)志、對(duì)脈搏有無(wú)的傾向性判斷。當(dāng)判斷是否對(duì)病人實(shí)施CPR或心臟除顫治療時(shí)，沒(méi)有準(zhǔn)確地檢測(cè)到脈搏是否存在，將導(dǎo)致對(duì)病人的錯(cuò)誤治療。心電圖(ECG)信號(hào)常用來(lái)確定是否實(shí)施心臟除顫電震。但是救助者很可能會(huì)遇到的某些律動(dòng)，比如無(wú)脈搏電活動(dòng)，不能僅根據(jù)心電圖信號(hào)來(lái)確定；對(duì)這些律動(dòng)的診斷需要心臟灌注缺乏的證據(jù)支持，而無(wú)關(guān)ECG信號(hào)指示的心電活動(dòng)。由于脈搏檢測(cè)或血流測(cè)量是人為執(zhí)行，這會(huì)受到人為錯(cuò)誤的影響。急救情況中時(shí)間非常重要，人為評(píng)估脈搏狀況總時(shí)間過(guò)長(zhǎng)將導(dǎo)致有害的結(jié)果。為了解決這些限制，需要有一種可靠的脈搏狀態(tài)評(píng)估設(shè)備。即使進(jìn)行了ECG分析，其結(jié)果也可能誤導(dǎo)救助者采取錯(cuò)誤的實(shí)施例。例如，在心跳驟停以后，病人可能進(jìn)入一種無(wú)脈搏的電活動(dòng)狀態(tài)(PEA)，對(duì)此ECG將指示為正常的電活動(dòng)，但是沒(méi)有脈搏存在。由于ECG分析顯示有“脈搏”(例如，電活動(dòng))，救助者因此沒(méi)有采取進(jìn)一步處理而嚴(yán)重危及病人生命。相反的，如果一個(gè)救助者錯(cuò)誤斷定病人沒(méi)有脈搏(由于被迫匆促的進(jìn)行初步評(píng)估或錯(cuò)誤判定PEA)，繼而提供如CPR的治療，這將降低恢復(fù)病人循環(huán)的機(jī)會(huì)。因此，為了使救助者迅速判斷是否向病人提供治療，必須開發(fā)一種綜合系統(tǒng)，該系統(tǒng)能迅速容易的分析病人的脈搏、血流量或ECG信號(hào)，以正確地判斷病人動(dòng)脈內(nèi)是否具有脈搏血流。這種需要對(duì)于救助者是未經(jīng)訓(xùn)練的和/或無(wú)經(jīng)驗(yàn)的情況或系統(tǒng)特別迫切，同Rock等人的6,575,914號(hào)美國(guó)專利描述的系統(tǒng)的情形一樣。由于該專利轉(zhuǎn)讓給與本專利技術(shù)同樣的受讓人，因此在此引入全文以作為參考，此后該專利將被稱為“Rock專利”。Rock專利公開了一種自動(dòng)外部心臟除顫器(AED)(以下AEDs和半自動(dòng)外部心臟除顫器SAEDs將共同稱為AEDs)，缺少或沒(méi)有經(jīng)過(guò)醫(yī)學(xué)培訓(xùn)的第一反應(yīng)護(hù)理人員能使用該心臟除顫器來(lái)確定是否對(duì)無(wú)意識(shí)的病人施加去顫。Rock AED包括一個(gè)心臟除顫器、一個(gè)收發(fā)多普勒(Doppler)超聲信號(hào)的感應(yīng)墊、兩個(gè)獲取ECG信號(hào)的感應(yīng)墊、一個(gè)接收和評(píng)估多普勒和ECG信號(hào)以判斷是否適合對(duì)病人去顫的處理器(即，是否具有脈搏)。多普勒墊被黏附固定在病人頸動(dòng)脈之上的皮膚上，用來(lái)檢測(cè)頸動(dòng)脈搏(這是充足脈搏血流的關(guān)鍵指標(biāo))。具體地，Rock AED中的處理器分析多普勒信號(hào)以判斷是否存在可檢測(cè)脈搏，并且分析ECG信號(hào)判斷是否存在“震動(dòng)節(jié)律”(參見(jiàn)Rock專利中附圖7、相應(yīng)說(shuō)明見(jiàn)第6欄第60行至第7欄第52行)。根據(jù)這兩個(gè)獨(dú)立的分析結(jié)果，處理器確定是否建議除顫(同上)。Rock專利雖然討論了“綜合”多普勒和ECG信號(hào)，但是Rock AED中的處理器只是考慮兩個(gè)分析的結(jié)果，并沒(méi)有從數(shù)學(xué)或分析上綜合多普勒和ECG信號(hào)分析。Rock AED通過(guò)比較接收的多普勒信號(hào)和“適合于接收的多普勒信號(hào)的統(tǒng)計(jì)閾值”來(lái)判斷可檢測(cè)脈搏(Rock專利第7欄第13-14行)。然而，使用這樣的多普勒信號(hào)閾限分析存在至少一個(gè)問(wèn)題人類身體形狀和尺寸的寬變化范圍、穩(wěn)定狀態(tài)(即健康的)血流、穩(wěn)定狀態(tài)血壓等等。因?yàn)锳ED可以設(shè)置在未經(jīng)訓(xùn)練的救助者可能操作這種裝置的任何地方(例如，飛機(jī)、火車、客車、大型建筑物的休息室、醫(yī)院等等)，AED的感應(yīng)墊可以裝在男人、女人、小孩、成年人、老人、天生低脈搏血流者等等身上，要確定足夠覆蓋需要或無(wú)需心臟復(fù)蘇術(shù)的不同人的“通用”閾值，即使不是不可能也是困難的。此外，即使AED中具有多個(gè)換能器來(lái)保證其中之一捕獲動(dòng)脈，多換能器墊中最接近的換能器仍可能偏離動(dòng)脈未知的距離，這意味著接收到的信號(hào)不同于與無(wú)偏移的情況。因此，需要一種不用先驗(yàn)的測(cè)量或具體的個(gè)體知識(shí)就能充分評(píng)估個(gè)體脈搏血流的方法和裝置。此外，需要一種方法和裝置能告知無(wú)經(jīng)驗(yàn)和/或未經(jīng)訓(xùn)練的使用AED或任何其它除顫裝置的用戶對(duì)病人實(shí)施去纖顫是否合適。與通過(guò)整個(gè)頻譜分析多普勒信號(hào)的現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本專利技術(shù)的系統(tǒng)和方法分離和分析獨(dú)立頻帶，因此在獨(dú)立頻帶中識(shí)別弱流信號(hào)，而不是使用整個(gè)頻譜而使這樣的信號(hào)丟失在背景噪聲中。換而言之，利用窄的相關(guān)頻帶而不是整個(gè)頻譜能使信號(hào)與噪聲相比更好地被顯露出來(lái)。本專利技術(shù)的一方面，提供一種方法和裝置，能首先根據(jù)從一種體液(如頸動(dòng)脈血流)反向散射的超聲信號(hào)來(lái)計(jì)算多普勒功率頻譜圖。然后計(jì)算多普勒功率頻譜圖中的獨(dú)立頻段的功率譜。由各獨(dú)立頻段的功率譜計(jì)算體液流動(dòng)特性的標(biāo)記。流動(dòng)特性可能涉及血液灌流狀態(tài)、脈搏狀態(tài)、心搏率、血液流動(dòng)活動(dòng)、和/或血液脈搏活動(dòng)。預(yù)期本專利技術(shù)可以用于其它體內(nèi)液體，也可用于無(wú)生命對(duì)象中的其它膠狀的或濁乳狀的溶液。在一個(gè)實(shí)施例中，所述標(biāo)記是一個(gè)頻段中的波峰(或多波峰)和該頻段中的噪聲的比值的“脈搏指數(shù)”。脈搏指數(shù)是血流脈搏活動(dòng)的標(biāo)志。另一實(shí)施例中，先對(duì)假定是心室纖維性顫動(dòng)(VF)的病人進(jìn)行流動(dòng)特性的初始測(cè)量，在除纖顫后，將當(dāng)前流動(dòng)測(cè)量值相對(duì)初始流動(dòng)測(cè)量值進(jìn)行歸一化以判斷是否存在血流。該歸一化值是“流動(dòng)指數(shù)”。換而言之，在心跳驟停時(shí)進(jìn)行“無(wú)脈搏”測(cè)量，隨后將這個(gè)“無(wú)脈搏”測(cè)量作為判斷當(dāng)前測(cè)量值是否指示脈搏的基準(zhǔn)。來(lái)自獨(dú)立頻段的標(biāo)記用于判斷是否存在流動(dòng)。依據(jù)本專利技術(shù)可能使用其它流動(dòng)特性標(biāo)記。本專利技術(shù)涉及一種用于超聲診斷的方法和裝置，可有選擇性地從多頻帶信號(hào)中計(jì)算多普勒信號(hào)的功率。在示范應(yīng)用中，本專利技術(shù)用于檢測(cè)和/或測(cè)量病人的灌注、脈搏狀態(tài)、心搏率等等。本專利技術(shù)的第一方本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種使用超聲設(shè)備檢測(cè)和／或測(cè)量被檢測(cè)體內(nèi)液體流動(dòng)特性的方法，包括步驟：確定作為時(shí)間函數(shù)的多頻段中每個(gè)頻段的總多普勒功率，其中，所述的總多普勒功率根據(jù)被檢測(cè)體內(nèi)液體的超聲波反向散射信號(hào)計(jì)算；根據(jù)確定的總多普勒功率確定功率譜，從 而該多個(gè)頻段中的每一個(gè)頻段具有在該頻段內(nèi)頻率上的功率譜；為每個(gè)頻段計(jì)算被檢測(cè)體內(nèi)液體的流動(dòng)特性的指標(biāo)；從而通過(guò)使用計(jì)算出的每個(gè)頻段的流動(dòng)特性指標(biāo)中的至少一個(gè)來(lái)測(cè)量和／或檢測(cè)流動(dòng)特性。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：B拉于，E科亨索拉爾，S阿亞蒂，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：皇家飛利浦電子股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：NL[荷蘭]