[發明專利]一種末梢血管血流調節功能的無創檢測系統

有效

• 申請號: 201710346227.5
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107411778B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 梁夫友;張絮潔
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A61B8/06
• 分類號: A61B8/06;A61B5/026
• 代理公司: 31227 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司
• 代理人: 唐燕潔

一種末梢血管血流調節功能的無創檢測系統，包括：數據采集模塊、濾波模塊、特征點/區間識別模塊、數據分析模塊和血流調節功能評估模塊。在袖帶加壓單側上臂阻斷肱動脈血流前后連續測量袖帶下游前臂或手部皮膚血流量信號，對血流量信號進行濾波處理后識別袖帶壓迫前的穩定血流區間和袖帶壓迫解除后的充血區間，計算充血區間與穩定血流區間平均血流量的比值得到量化評價末梢血管血流調節功能的指標。操作全程無創，測量時間短，并且通過對血流量時歷曲線的特征分析識別出受末梢血管缺血性反應主導的血流變化區間，能夠有效排除上游動脈內皮功能對末梢血流信號的影響，實現對人體末梢血管血流調節功能的針對性評估，具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及生物醫學工程技術和信息處理技術領域，特別涉及一種利用人工缺血性生理試驗分析臂部組織缺血前后皮膚血流量的動態變化來評價末梢血管血流調節功能的檢測系統。

背景技術

末梢血管是人體最遠端的血管，是調節組織/器官血液灌注的主要機構，其在變生理條件下的血流調節功能是反映血液循環系統健康狀況的主要指標之一。研究表明，末梢血管血流調節功能退化是預測冠心病、腦卒中等心血管疾病以及糖尿病并發癥風險的重要指征，對其進行日常監測有助于及時了解患者疾病的進展情況，并通過指導干預治療延緩上述疾病的發生。無創檢測由于具有安全及使用方便等優點，已成為血管功能檢測技術的重點發展方向。

目前在臨床上廣泛應用的無創檢測方法是通過超聲測量肱動脈血流介導的血管舒張功能(flow mediated dilation,FMD)。其基本原理是：首先利用袖帶加壓阻斷肱動脈血流5分鐘引起前臂組織缺血反應，在袖帶壓力釋放瞬間引起血流加速使血流作用于肱動脈內皮細胞的剪應力增加，促進血管舒張劑NO的釋放，從而引起血管內徑增大，最后通過測量血流阻斷前后肱動脈管徑的變化率來評估肱動脈內皮細胞的功能。該方法的有效性已得到大量臨床研究的支持，但測量結果易受到環境因素、受檢者生理因素(心理狀態、神經活動、刺激物的攝入等)及施檢者操作經驗的影響。尤其是，該方法主要測量肱動脈(外周動脈)的內皮功能，對更遠端末梢血管的血流調節功能缺乏有效的檢測能力。

外周動脈張力測定法(peripheral artery tonometry,PAT)是近年來逐漸得到臨床應用的另一種血管功能無創檢測方法。上述方法通過測量肱動脈阻斷前后的指端脈搏波振幅變化來評價血管內皮功能。該方法利用袖帶壓迫單側上臂5分鐘誘發缺血反應，使用光學體積描記法(photoplethysmography,PPG)連續測量指端脈搏波的振幅，并計算缺血前后特定時間范圍內脈搏波振幅平均值的比值來評估血管內皮功能。與FMD比較，PAT具有易操作、低成本的優點。然而，從技術角度分析，PPG測量的指端脈搏波振幅雖然一定程度上反映血流灌注情況，但測量指標的物理意義尚不清晰，研究表明血壓波動、末梢血管順應性和靜脈血流狀態均不同程度地影響脈搏波振幅與實際血流量的關系，造成利用該方法得到的血管內皮功能評估結果受多種因素的影響，具有不確定性。

除了已得到臨床應用的FMD和PAD，文獻中有其他無創檢測方法尚處于理論驗證或研發階段，包括指尖熱檢測、指尖脈搏容積測定、靜脈閉塞體積描記術等。指尖熱檢測方法(Digital thermal monitoring,DTM)通過測量肱動脈阻斷前后指尖的溫度變化評價血管內皮功能；指尖脈搏容積測定法(digital volume pulse,DVP)基于動脈血管的充血灌流性反應原理，結合混沌技術和非線性解析技術來分析末梢循環信息以評估血管內皮功能；靜脈閉塞體積描記術通過測量應用血管活性藥物前后前臂膨脹程度的變化來評估血管內皮功能。這些方法或技術的共同特點是通過分析膚表溫度、脈搏波或前臂膨脹度等生理指標隨血流條件改變的變化規律來間接評估末梢血管的血流調節功能。