專利名稱：一種心臟彩色壓力－容量環(huán)系統(tǒng)及計算機控制方法
技術領域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療器具及計算機控制方法領域，尤其是涉及一種心臟彩色壓力-容量環(huán)系統(tǒng)及計算機控制方法。
心臟壓力-容量環(huán)(Cardiac Pressue-Volume Loop，簡稱CP-VL)是目前國際心臟病學界公認的，不受心臟前、后負荷、心率等因素的影響，且能辨析心臟收縮和舒張功能衰竭，定量評價心臟功能最準確、最可靠的方法。長期以來，心臟壓力-容量環(huán)的描繪完全依賴于心導管檢查和心血管造影，所獲資料需手工描記成環(huán)，操作復雜，計算費時，誤差較大極大程度上限制了這一方法在臨床的廣泛應用。近年來，雖然國外學者亦開始采用計算機描繪CP-VL，明顯提高描環(huán)的速度，但是缺乏對CP-VL環(huán)體和環(huán)形的詮釋，仍然難以形象地、準確地、全面地縷述CP-VL在定量評價心臟功能中的整體作用。
本發(fā)明的目的在于改進上述已有技術的不足而提供一種半有創(chuàng)或無創(chuàng)、高速、準確、形象、全面詮釋CP-VL的心臟彩色壓力-容量環(huán)系統(tǒng)及計算機控制方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種心臟彩色壓力-容量環(huán)系統(tǒng)及計算機控制方法，主要是由彩色多普勒超聲儀、米勒心臟導管、掃描儀及計算機組成，其特征是所述的計算機控制方法包括以下步驟a、計算機讀取米勒心臟導管輸出的壓力數(shù)據(jù)，形成壓力曲線；b、以縱坐標Y軸為壓力軸，并以毫米汞柱為單位對壓力曲線進行定標處理；c、對壓力曲線數(shù)據(jù)進行加密平滑處理；d、對壓力曲線數(shù)據(jù)進行一階微分分析，獲取心臟壓力最大上升速率、心臟壓力最大下降速率、心臟松弛時間常數(shù)；e、將多普勒心臟超聲儀所紀錄的容量曲線通過掃描儀輸入計算機；f、將容量曲線進行數(shù)字化處理；
g、以橫坐標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行定標；h、對容量曲線數(shù)據(jù)進行加密平滑處理；i、將加密平滑處理后的容量曲線進行一階微分分析，獲取心臟射血最大速率、心臟充盈最大速率、峰值充盈時間、心臟充盈時間常數(shù)；j、按時間順序逐點讀取壓力和容量對應值并逐點描繪成壓力-容量環(huán)；k、對壓力-容量環(huán)個功能區(qū)域進行彩色涂會，填涂不同色彩，形成彩色壓力-容量環(huán)；1、對壓力-容量環(huán)各功能區(qū)域進行微分和積分處理，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、射血分數(shù)、心臟最大彈性模量、心臟射血力、心臟搏功、彈性勢能、心臟壓力-容量環(huán)面積、充盈勢能、收縮勢能、心臟能量效率、總能量、左室心臟僵硬度、左室心臟順應性數(shù)據(jù)。
本發(fā)明與已有技術相比具有以下顯著特點采用彩色多普勒超聲心動圖聲學定量技術實時記錄心臟容量曲線以取代以往有創(chuàng)的心血管造影技術，心臟壓力曲線的記錄啟用了當今世界最先進的尖端微壓測量技術的米勒心臟導管替代了充液式心臟導管，將以上所獲取的壓力和容量曲線通過網(wǎng)絡或軟盤輸入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)庫文件中的時間對應數(shù)據(jù)，自動描繪心臟壓力-容量曲線，然后該程序可自動彩繪CP-VL，最后將各種功能計算數(shù)據(jù)以表格形式表達，提出了彩色壓力-容量環(huán)計算機分析系統(tǒng)，采用聲學定量技術實時記錄的容量曲線克服了心血管造影所引起的危險并發(fā)癥和非實時的非準確性，該系統(tǒng)能高速計算出壓力和容量曲線一階微分等高等數(shù)學所擷取的各種數(shù)據(jù)，可自動將所描繪的CP-VL進行彩繪，以清晰地辨識各功能區(qū)域的輪廓、面積、形態(tài)、位置及位移的變化，還進行了分層處理，能在一個坐標系中描繪無數(shù)不同彩色心臟壓力-容量環(huán)，以對比分析各環(huán)之間的相互關系和區(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)應用于臨床心功能的定量評價。
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結構示意圖。
圖2為本發(fā)明的計算機控制系統(tǒng)流程圖。
實施例1，一種心臟彩色壓力-容量環(huán)系統(tǒng)及計算機控制方法，是由彩色多普勒(Doppler)超聲儀1、米勒心臟導管(Miller)2、掃描儀3及計算機4連接組成，計算機讀取米勒心臟導管2輸出的壓力數(shù)據(jù)庫文件，形成壓力曲線，以縱坐標為壓力軸，并以毫米汞柱為單位對壓力曲線進行定標處理，對壓力曲線數(shù)據(jù)進行加密平滑處理，對壓力曲線數(shù)據(jù)進行一階微分分析(∫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)、心臟松弛時間常數(shù)(τ)，將多普勒超聲儀1所紀錄的容量曲線通過掃描儀3輸入計算機4，將容量曲線進行數(shù)字化處理，以橫坐標為容量軸，并以毫升為單位，將數(shù)字化處理后的容量曲線進行定標，對容量曲線數(shù)據(jù)進行加密平滑處理，將加密平滑處理后的容量曲線進行一階微分分析(∫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)、峰值充盈時間(tpF)、心臟充盈時間常數(shù)(τv)等指標；然后按時間順序逐點讀取壓力和容量對應值并逐點描繪成壓力-容量環(huán)，對壓力-容量環(huán)各功能區(qū)域進行彩色涂繪，計算機自動填涂不同色彩，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，對壓力-容量環(huán)各功能區(qū)域進行微分和積分等系統(tǒng)化數(shù)學處理，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)、射血分數(shù)(EF)、心臟最大彈性模量(Emax)、心臟射血力(F)、心臟搏功(SW)、彈性勢能(PE)、心臟壓力-容量環(huán)面積(PVA)、充盈勢能(FE)、收縮勢能(TE)、心臟能量效率(EE)、總能量(TW)、左室心腔僵硬度(LVS)、左室心腔順應性(LVC)、心臟心腔僵硬度(HCS)、心臟心腔順應性(HCC)等數(shù)據(jù)，以便心臟病學者對心臟整體和局部功能進行綜合的系統(tǒng)分析。
權利要求
1.一種心臟彩色壓力-容量環(huán)系統(tǒng)及計算機控制方法，主要是由彩色多普勒超聲儀、米勒心臟導管、掃描儀及計算機組成，其特征是所述的計算機控制方法包括以下步驟a、計算機讀取米勒心臟導管輸出的壓力數(shù)據(jù)，形成壓力曲線；b、以縱坐標Y軸為壓力軸，并以毫米汞柱為單位對壓力曲線進行定標處理；c、對壓力曲線數(shù)據(jù)進行加密平滑處理；d、對壓力曲線數(shù)據(jù)進行一階微分分析，獲取心臟壓力最大上升速率、心臟壓力最大下降速率、心臟松弛時間常數(shù)；e、將多普勒超聲儀所紀錄的容量曲線通過掃描儀輸入計算機；f、將容量曲線進行數(shù)字化處理；g、以橫坐標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行定標；h、對容量曲線數(shù)據(jù)進行加密平滑處理；i、將加密平滑處理后的容量曲線進行一階微分分析，獲取心臟射血最大速率、心臟充盈最大速率、峰值充盈時間、心臟充盈時間常數(shù)；j、按時間順序逐點讀取壓力和容量對應值并逐點描繪成壓力-容量環(huán)；k、對壓力-容量環(huán)個功能區(qū)域進行彩色涂會，填涂不同色彩，形成彩色壓力-容量環(huán)；1、對壓力-容量環(huán)各功能區(qū)域進行微分和積分處理，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、射血分數(shù)、心臟最大彈性模量、心臟射血力、心臟搏功、彈性勢能、心臟壓力-容量環(huán)面積、充盈勢能、收縮勢能、心臟能量效率、總能量、左室心臟僵硬度、左室心臟順應性數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種心臟彩色壓力－容量環(huán)系統(tǒng)及計算機控制方法,提供一種半有創(chuàng)或無創(chuàng)、高速、準確、形象、全面詮釋CP－VL的心臟彩色壓力－容量環(huán)系統(tǒng)及計算機控制方法,主要是由彩色多普勒超聲儀、米勒心臟導管、掃描儀及計算機組成,采用彩色多普勒超聲心動圖聲學定量技術實時記錄心臟容量曲線,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)庫文件中的時間對應數(shù)據(jù),自動描繪心臟壓力－容量曲線,自動彩繪心臟彩色壓力－容量環(huán),將各種功能計算數(shù)據(jù)以表格形式表達,以便心臟病學者對心臟整體和局部功能進行綜合的系統(tǒng)分析。
文檔編號G06F19/00GK1360271SQ00129438
公開日2002年7月24日 申請日期2000年12月21日 優(yōu)先權日2000年12月21日
發(fā)明者范覺新, 孫瑞敏, 范民忠, 張運, 郭春晴 申請人:煙臺市煙臺山醫(yī)院