[發明專利]測量心臟收縮功能的方法和裝置

有效

• 申請號: 201080035006.2
• 申請日: 2010-05-05
• 公開（公告）號: CN102458260A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 馬修·佩諾特;邁克爾·坦特;馬修·庫阿德;馬賽阿斯·芬克
• 申請（專利權）人: 超聲成像;國家科學研究中心
• 主分類號: A61B8/08
• 分類號: A61B8/08;G01N29/04;G01S15/89
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 童錫君

本發明涉及測量心臟收縮功能的方法和裝置。

心臟收縮功能的臨床評估是心臟學的重要部分，用于檢測多種心臟病理，諸如擴張或肥大的心肌癥、心肌梗塞、心肌缺血等。

心臟收縮功能通常是通過收縮末期壓力-容量關系(ESPVR)作出評估，一般需要對病人進行多次多個心搏周期的介入測量。所述ESPVR呈現線性關系的特性，尤其是其斜率、心臟收縮末期彈性(elastance)(Emax或Ees)。

為了避免上述缺點，已經設計出了用于估計ESPVR的非介入方法。例如，WO-A-98/19594描述了這種非介入的、單次心搏的測試方法，該方法測量心臟的壓力、容積和心跳(其中例如心壓測試的一些測量還是介入的)，隨后基于統計數據將這些數據用于ESPVR的評估。

然而，這種已知的方法還是較為復雜，因為它需要同時使用很多測量設備。此外，這種方法基于多個假設條件：

-被檢測的心臟遵循該方法所使用的統計學規律；

-彈性與時間呈線性函數；

-在單個心搏周期中，壓力-容量圖的容量軸截距為常數。

這些假設可能在某些情況下會出現錯誤，并且因而導致ESPVR的錯誤評估。

本發明的一個目的是提供一種用于測量心臟收縮功能的新方法，這種方法至少可以避免上述缺點。

為此目的，根據本發明，提供了一種用于測量病人心臟心肌收縮功能的方法，該方法至少包括如下步驟：

a)激勵步驟，在該步驟中，通過換能器陣列將至少一個聚焦超聲波發射至病人的體內并在病人的心臟心肌中產生彈性剪切波；

b)觀察步驟，在該步驟中，觀察在病人心臟肌肉中的觀察區域中的剪切波的傳播，該觀察步驟還包括下述子步驟：

b1)由換能器陣列將一系列非聚焦超聲壓縮波發射至病人的心臟心肌中，調整所述非聚焦超聲波的時間使得至少部分所述非聚焦超聲波滲入觀察區域，與此同時剪切波也在所述觀察區域中傳播；

b2)通過所述換能器陣列實時接收來自檢測的觀察區域的探測信號，所述探測信號包括由非聚焦超聲壓縮波與病人心臟肌肉內的反射粒子相互作用所產生的回波；以及，

c)至少一個處理步驟，在該步驟中，至少包括子步驟c2)：

c2)確定在所述觀察區域中的至少一個運動參數，所述運動參數具有所述反射粒子運動的特征；

d)心臟收縮功能的評估步驟，在該步驟中，根據運動參數隨時間的變化，在觀察區域中的至少一個點上確定至少一個心臟收縮末期的彈性參數，所述心臟收縮末期的彈性參數為剪切傳播參數在心臟收縮末期所選取的數值的函數，所述剪切波傳播參數可以反映心臟心肌的彈性。

根據這些方法，運用限定的裝置可以精確地、快速地和非介入地確定心臟的收縮功能。此外，可以確定局部的收縮功能，從而有可能通過心臟的至少一部分來建立收縮功能的映射。

在本發明方法的各種實施例中，還可以具有下述步驟中的一個和/或多個步驟(下述步驟可以單獨使用或組合使用)：

-所述處理步驟c)還包括，在所述確定運動參數的子步驟c2)之前，還包括一個子步驟c1)：

-c1)處理在子步驟b2)中從觀察區域連續接收到的探測信號，以便確定剪切波的連續傳播圖像；

-在心臟收縮評估步驟d)中所計算的剪切波傳播參數可以選自剪切波速度、剪切彈性模量、楊氏彈性模量和剪切波彈性以及局部應變的倒數；

-在心臟收縮功能的計算步驟d)中，計算在觀察區域多個點上的心臟收縮末期的彈性參數并且確定在觀察區域中的所述心臟收縮末期彈性參數的映射；

-在所述子步驟b1)中，所述非聚焦超聲波壓縮波至少以每秒300次的速率進行發射；

-在心臟收縮功能的評估步驟d)，所述剪切波傳播參數的數值是在涵蓋至少一個心搏周期的一個測量周期中以每秒多次且多個不同瞬間來重復確定的，并且心臟收縮末期彈性參數是根據所述剪切波傳播參數的數值來確定的；

-心臟收縮末期的彈性參數為所述剪切波傳播參數的數值最大值的函數；

-所述測量周期在1s至180s之間；

-在所述心臟收縮功能評估步驟d)中，所述剪切波傳播參數的數值是以每秒5次的速率重復確定的；

-在所述心臟收縮功能評估步驟d)中，心臟收縮末期通過心電圖來檢測，并且心臟收縮末期的彈性參數是在檢測到的收縮末期確定的；