[發明專利]一種冠狀動脈斑塊的多頻三維檢測方法

有效

• 申請號: 201610099930.6
• 申請日: 2016-02-24
• 公開（公告）號: CN105769192B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 霍云飛
• 申請（專利權）人: 蘇州潤心醫療器械有限公司
• 主分類號: A61B5/053
• 分類號: A61B5/053
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

1.一種冠狀動脈斑塊的多頻三維檢測系統，其特征在于：所述系統包括：控制模塊、數據采集模塊、數據處理模塊；

一支阻抗導管上依次設置有A，B，C，D四個電極，其中A、D為電流發射電極，B、C為電壓檢測電極，阻抗導管放入待測血管內，所述數據采集模塊用同一電流多頻掃描的方法測量待測血管內腔橫截面；

所述數據采集模塊，在同一電流、且在頻率變化從10³～10⁵HZ的掃頻狀態下分別獲取阻抗導管所處待測血管中所需要測量位置的電壓值；

所述控制模塊，驅動所述阻抗導管勻速運動，數據采集模塊在同一電流下，且在多種頻率周期切換狀態下獲取所述阻抗導管運動過程中從底端位置到血管入口的電壓值；

所述數據處理模塊，根據預設的固定電流值、通過數據采集模塊和控制模塊在多種頻率周期切換狀態下獲取的電壓值，獲取待測血管各個位置的橫截面積和斑塊負荷對應的電導參數；

所述數據處理模塊獲取待測血管各個位置的斑塊負荷對應的電導參數，用數值計算和數值優化相結合的方法計算獲得待測血管各個位置的斑塊參數的三維空間分布，進而確定血管壁中斑塊的三維空間分布；

所述數據采集模塊在同一電流、且在頻率變化從10³～10⁵HZ的掃頻狀態下分別獲取阻抗導管所處待測血管中所需要測量位置的電壓值，其公式推導過程為：

在參照導管中，所述阻抗導管處于變頻狀態時：

其中，f表示頻率，常數C_f分別表示在頻率f狀態下，阻抗導管處于參照導管中時、所述參照導管的內腔中流動的液體的電導率除以對應兩個測量端子之間的有效長度，Area_IC表示參照內腔橫截面積，U_f表示在頻率f下，在恒定電流I下，檢測電極測量的電壓差；

所述阻抗導管處于待測血管某一位置時，管壁及組織的電導表示成：

K＝a·log₁₀f+b(a，b為待定常數) [2]

所述阻抗導管處于待測血管某一位置時，我們得到如下公式：

其中，待定的血管橫截面積CSA、a、b為待定常數；U_f表示在頻率f下，在恒定電流I下，檢測電極測量的電壓差；常數C_f由公式[1]確定；在掃頻狀態下，可以在10³-10⁵Hz之間得到多個變化的頻率f下的C_f，log₁₀f的值；當所述阻抗導管處于血管某一位置時，通過數值優化方法確定待定常數CSA、a、b的值；

通過勻速拉動阻抗導管，在每一位置，獲得待測血管的橫截面積CSA和斑塊參數a和b，從而可以確定各點的狹窄率和整個管壁中的斑塊負荷。

2.根據權利要求1所述的冠狀動脈斑塊的多頻三維檢測系統，其特征在于：電壓檢測電極B為6個小電極B1，B2，B3，B4，B5，B6依次連接組成的環狀電極，各小電極均等分布，用于電壓檢測電極B周圍各個方向的阻抗分布。

3.根據權利要求1所述的冠狀動脈斑塊的多頻三維檢測系統，其特征在于：電壓檢測電極B為6個小電極B1，B2，B3，B4，B5，B6依次連接組成的環狀電極，電壓檢測電極C為6個小電極C1，C2，C3，C4，C5，C6依次連接組成的環狀電極，各小電極均等分布，用于測量電極B周圍各個方向的阻抗分布。

4.根據權利要求3所述的冠狀動脈斑塊的多頻三維檢測系統，其特征在于：所述數值優化包括Newton-Raphson數值優化方法、limited-memory Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno數值優化方法和Monte Carlo Simulations數值優化方法；所述數值計算的方法包括有限元法、有限體積法、有限差分法。

5.根據權利要求1所述的冠狀動脈斑塊的多頻三維檢測系統，其特征在于，所述電壓檢測電極B和C設置于電流發射電極A和D之間,兩個電壓檢測電極均與電流發射電極A和D構成回路。