專利名稱：一種心臟彩色壓力－容量環(huán)系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療器具及計(jì)算機(jī)控制方法領(lǐng)域，尤其是涉及一種心臟彩色壓力-容量環(huán)系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)控制方法。
心臟壓力-容量環(huán)(Cardiac Pressue-Volume Loop，簡(jiǎn)稱CP-VL)是目前國(guó)際心臟病學(xué)界公認(rèn)的，不受心臟前、后負(fù)荷、心率等因素的影響，且能辨析心臟收縮和舒張功能衰竭，定量評(píng)價(jià)心臟功能最準(zhǔn)確、最可靠的方法。長(zhǎng)期以來(lái)，心臟壓力-容量環(huán)的描繪完全依賴于心導(dǎo)管檢查和心血管造影，所獲資料需手工描記成環(huán)，操作復(fù)雜，計(jì)算費(fèi)時(shí)，誤差較大極大程度上限制了這一方法在臨床的廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，雖然國(guó)外學(xué)者亦開(kāi)始采用計(jì)算機(jī)描繪CP-VL，明顯提高描環(huán)的速度，但是缺乏對(duì)CP-VL環(huán)體和環(huán)形的詮釋，仍然難以形象地、準(zhǔn)確地、全面地縷述CP-VL在定量評(píng)價(jià)心臟功能中的整體作用。
本發(fā)明的目的在于改進(jìn)上述已有技術(shù)的不足而提供一種半有創(chuàng)或無(wú)創(chuàng)、高速、準(zhǔn)確、形象、全面詮釋CP-VL的心臟彩色壓力-容量環(huán)系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)控制方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種心臟彩色壓力-容量環(huán)系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)控制方法，主要是由彩色多普勒超聲儀、米勒心臟導(dǎo)管、掃描儀及計(jì)算機(jī)組成，其特征是所述的計(jì)算機(jī)控制方法包括以下步驟a、計(jì)算機(jī)讀取米勒心臟導(dǎo)管輸出的壓力數(shù)據(jù)，形成壓力曲線；b、以縱坐標(biāo)Y軸為壓力軸，并以毫米汞柱為單位對(duì)壓力曲線進(jìn)行定標(biāo)處理；c、對(duì)壓力曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行加密平滑處理；d、對(duì)壓力曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行一階微分分析，獲取心臟壓力最大上升速率、心臟壓力最大下降速率、心臟松弛時(shí)間常數(shù)；e、將多普勒心臟超聲儀所紀(jì)錄的容量曲線通過(guò)掃描儀輸入計(jì)算機(jī)；f、將容量曲線進(jìn)行數(shù)字化處理；
g、以橫坐標(biāo)X軸為容量軸，并以毫米為單位將數(shù)字化處理后的容量曲線進(jìn)行定標(biāo)；h、對(duì)容量曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行加密平滑處理；i、將加密平滑處理后的容量曲線進(jìn)行一階微分分析，獲取心臟射血最大速率、心臟充盈最大速率、峰值充盈時(shí)間、心臟充盈時(shí)間常數(shù)；j、按時(shí)間順序逐點(diǎn)讀取壓力和容量對(duì)應(yīng)值并逐點(diǎn)描繪成壓力-容量環(huán)；k、對(duì)壓力-容量環(huán)個(gè)功能區(qū)域進(jìn)行彩色涂會(huì)，填涂不同色彩，形成彩色壓力-容量環(huán)；1、對(duì)壓力-容量環(huán)各功能區(qū)域進(jìn)行微分和積分處理，得到舒張末壓力、舒張末容量、收縮末壓力、收縮末容量、心搏量、射血分?jǐn)?shù)、心臟最大彈性模量、心臟射血力、心臟搏功、彈性勢(shì)能、心臟壓力-容量環(huán)面積、充盈勢(shì)能、收縮勢(shì)能、心臟能量效率、總能量、左室心臟僵硬度、左室心臟順應(yīng)性數(shù)據(jù)。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下顯著特點(diǎn)采用彩色多普勒超聲心動(dòng)圖聲學(xué)定量技術(shù)實(shí)時(shí)記錄心臟容量曲線以取代以往有創(chuàng)的心血管造影技術(shù)，心臟壓力曲線的記錄啟用了當(dāng)今世界最先進(jìn)的尖端微壓測(cè)量技術(shù)的米勒心臟導(dǎo)管替代了充液式心臟導(dǎo)管，將以上所獲取的壓力和容量曲線通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或軟盤(pán)輸入CP-VL工作系統(tǒng)，該系統(tǒng)可模擬壓力、容量曲線軌跡獲取數(shù)據(jù)庫(kù)文件中的時(shí)間對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，自動(dòng)描繪心臟壓力-容量曲線，然后該程序可自動(dòng)彩繪CP-VL，最后將各種功能計(jì)算數(shù)據(jù)以表格形式表達(dá)，提出了彩色壓力-容量環(huán)計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng)，采用聲學(xué)定量技術(shù)實(shí)時(shí)記錄的容量曲線克服了心血管造影所引起的危險(xiǎn)并發(fā)癥和非實(shí)時(shí)的非準(zhǔn)確性，該系統(tǒng)能高速計(jì)算出壓力和容量曲線一階微分等高等數(shù)學(xué)所擷取的各種數(shù)據(jù)，可自動(dòng)將所描繪的CP-VL進(jìn)行彩繪，以清晰地辨識(shí)各功能區(qū)域的輪廓、面積、形態(tài)、位置及位移的變化，還進(jìn)行了分層處理，能在一個(gè)坐標(biāo)系中描繪無(wú)數(shù)不同彩色心臟壓力-容量環(huán)，以對(duì)比分析各環(huán)之間的相互關(guān)系和區(qū)別，第一次全面地將心臟壓力、容量以及壓力-容量環(huán)中的各種數(shù)據(jù)應(yīng)用于臨床心功能的定量評(píng)價(jià)。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)流程圖。
實(shí)施例1，一種心臟彩色壓力-容量環(huán)系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)控制方法，是由彩色多普勒(Doppler)超聲儀1、米勒心臟導(dǎo)管(Miller)2、掃描儀3及計(jì)算機(jī)4連接組成，計(jì)算機(jī)讀取米勒心臟導(dǎo)管2輸出的壓力數(shù)據(jù)庫(kù)文件，形成壓力曲線，以縱坐標(biāo)為壓力軸，并以毫米汞柱為單位對(duì)壓力曲線進(jìn)行定標(biāo)處理，對(duì)壓力曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行加密平滑處理，對(duì)壓力曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行一階微分分析(∫dp/dt)，據(jù)此獲取心臟壓力最大上升速率(dp/dtmax)、心臟壓力最大下降速率(-dp/dtmax)、心臟松弛時(shí)間常數(shù)(τ)，將多普勒超聲儀1所紀(jì)錄的容量曲線通過(guò)掃描儀3輸入計(jì)算機(jī)4，將容量曲線進(jìn)行數(shù)字化處理，以橫坐標(biāo)為容量軸，并以毫升為單位，將數(shù)字化處理后的容量曲線進(jìn)行定標(biāo)，對(duì)容量曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行加密平滑處理，將加密平滑處理后的容量曲線進(jìn)行一階微分分析(∫dv/dt)，以容量曲線獲取心臟射血最大速率(-dv/dtmax)、心臟充盈最大速率(dv/dtmax)、峰值充盈時(shí)間(tpF)、心臟充盈時(shí)間常數(shù)(τv)等指標(biāo)；然后按時(shí)間順序逐點(diǎn)讀取壓力和容量對(duì)應(yīng)值并逐點(diǎn)描繪成壓力-容量環(huán)，對(duì)壓力-容量環(huán)各功能區(qū)域進(jìn)行彩色涂繪，計(jì)算機(jī)自動(dòng)填涂不同色彩，形成心臟彩色壓力-容量環(huán)，以顯著區(qū)別壓力-容量環(huán)不同功能區(qū)域的作功和壓力-容量變化值，對(duì)壓力-容量環(huán)各功能區(qū)域進(jìn)行微分和積分等系統(tǒng)化數(shù)學(xué)處理，即可得到舒張末壓力(EDP)、舒張末容量(EDV)、收縮末壓力(ESP)、收縮末容量(ESV)、心搏量(SV)、射血分?jǐn)?shù)(EF)、心臟最大彈性模量(Emax)、心臟射血力(F)、心臟搏功(SW)、彈性勢(shì)能(PE)、心臟壓力-容量環(huán)面積(PVA)、充盈勢(shì)能(FE)、收縮勢(shì)能(TE)、心臟能量效率(EE)、總能量(TW)、左室心腔僵硬度(LVS)、左室心腔順應(yīng)性(LVC)、心臟心腔僵硬度(HCS)、心臟心腔順應(yīng)性(HCC)等數(shù)據(jù)，以便心臟病學(xué)者對(duì)心臟整體和局部功能進(jìn)行綜合的系統(tǒng)分析。
權(quán)利要求
1.一種心臟彩色壓力-容量環(huán)系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)控制方法，主要是由彩色多普勒超聲儀、米勒心臟導(dǎo)管、掃描儀及計(jì)算機(jī)組成，其特征是所述的計(jì)算機(jī)控制方法包括以下步驟a、計(jì)算機(jī)讀取米勒心臟導(dǎo)管輸出的壓力數(shù)據(jù)，形成壓力曲線；b、以縱坐標(biāo)Y軸為壓力軸，并以毫米汞柱為單位對(duì)壓力曲線進(jìn)行定標(biāo)處理；c、對(duì)壓力曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行加密平滑處理；d、對(duì)壓力曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行一階微分分析，獲取心臟壓力最大上升速率、心臟壓力最大下降速率、心臟松弛時(shí)間常數(shù)；e、將多普勒超聲儀所紀(jì)錄的容量曲線通過(guò)掃描儀輸入計(jì)算機(jī)；f、將容量曲線進(jìn)行數(shù)字化處理；g、以橫坐標(biāo)X軸為容量軸，并以毫米為單位將數(shù)字化處理后的容量曲線進(jìn)行定標(biāo)；h、對(duì)容量曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行加密平滑處理；i、將加密平滑處理后的容量曲線進(jìn)行一階微分分析，獲取心臟射血最大速率、心臟充盈最大速率、峰值充盈時(shí)間、心臟充盈時(shí)間常數(shù)；j、按時(shí)間順序逐點(diǎn)讀取壓力和容量對(duì)應(yīng)值并逐點(diǎn)描繪成壓力-容量環(huán)；k、對(duì)壓力-容量環(huán)個(gè)功能區(qū)域進(jìn)行彩色涂會(huì)，填涂不同色彩，形成彩色壓力-容量環(huán)；1、對(duì)壓力-容量環(huán)各功能區(qū)域進(jìn)行微分和積分處理，得到舒張末壓力、舒張末容量、收縮末壓力、收縮末容量、心搏量、射血分?jǐn)?shù)、心臟最大彈性模量、心臟射血力、心臟搏功、彈性勢(shì)能、心臟壓力-容量環(huán)面積、充盈勢(shì)能、收縮勢(shì)能、心臟能量效率、總能量、左室心臟僵硬度、左室心臟順應(yīng)性數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種心臟彩色壓力－容量環(huán)系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)控制方法,提供一種半有創(chuàng)或無(wú)創(chuàng)、高速、準(zhǔn)確、形象、全面詮釋CP－VL的心臟彩色壓力－容量環(huán)系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)控制方法,主要是由彩色多普勒超聲儀、米勒心臟導(dǎo)管、掃描儀及計(jì)算機(jī)組成,采用彩色多普勒超聲心動(dòng)圖聲學(xué)定量技術(shù)實(shí)時(shí)記錄心臟容量曲線,心臟壓力曲線的記錄啟用了米勒心臟導(dǎo)管,將以上所獲取的壓力和容量曲線輸入心臟彩色壓力－容量環(huán)系統(tǒng),該系統(tǒng)可模擬壓力、容量曲線軌跡獲取數(shù)據(jù)庫(kù)文件中的時(shí)間對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù),自動(dòng)描繪心臟壓力－容量曲線,自動(dòng)彩繪心臟彩色壓力－容量環(huán),將各種功能計(jì)算數(shù)據(jù)以表格形式表達(dá),以便心臟病學(xué)者對(duì)心臟整體和局部功能進(jìn)行綜合的系統(tǒng)分析。
文檔編號(hào)G06F19/00GK1360271SQ00129438
公開(kāi)日2002年7月24日 申請(qǐng)日期2000年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月21日
發(fā)明者范覺(jué)新, 孫瑞敏, 范民忠, 張運(yùn), 郭春晴 申請(qǐng)人:煙臺(tái)市煙臺(tái)山醫(yī)院