基于血管充血状态的诊断模式确定系统转让专利
申请号 : CN202111223179.3
文献号 : CN113951842B
文献日 : 2022-04-29
发明人 : 邵小虎 , 林佳燕
申请人 : 深圳北芯生命科技股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种基于血管充血状态的诊断模式确定系统,其特征在于,包括:压力测量装置,用于采集血管狭窄近端的第一压力信号,以及采集血管狭窄远端的第二压力信号;
主机,与所述压力测量装置连接,用于接收所述第一压力信号和所述第二压力信号,对所述第一压力信号进行处理得到第一压力Pa,以及对所述第二压力信号进行处理得到第二压力Pd;根据所述第一压力Pa和/或所述第二压力Pd,确定血管充血状态;其中,根据所述第一压力Pa计算所述血管狭窄近端的第三平均压 根据所述第二压力Pd计算所述血管狭窄远端的第四平均压 根据所述第四平均压 与所述第三平均压 的比值的变化情况,确定血管充血状态;或将所述第一压力Pa和/或所述第二压力Pd作为输入数据,输入样本模型进行预测,得到预测结果,其中,所述样本模型为使用无充血状态和充血状态下的多组历史压力数据通过深度学习算法训练得出的;根据所述预测结果,确定血管充血状态;若血管处于充血状态,根据充血状态下的所述第一压力Pa计算所述血管狭窄近端的第一平均压Pa',以及根据充血状态下的所述第二压力Pd计算所述血管狭窄远端的第二平均压Pd',并根据所述第一平均压Pa'与所述第二平均压Pd'计算血流储备分数;若血管处于无充血状态,根据无充血状态下的所述第一压力Pa与所述第二压力Pd计算无充血压力比值。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述主机包括下位机和上位机,所述下位机与所述上位机相连接,其中:
所述下位机用于接收所述第一压力信号和所述第二压力信号,对所述第一压力信号进行处理得到第一压力Pa,以及对所述第二压力信号进行处理得到第二压力Pd,并将所述第一压力Pa和所述第二压力Pd发送至所述上位机;
所述上位机用于根据所述第一压力Pa和/或所述第二压力Pd,确定血管充血状态;若血管处于充血状态,根据充血状态下的所述第一压力Pa计算所述血管狭窄近端的第一平均压Pa',以及根据充血状态下的所述第二压力Pd计算所述血管狭窄远端的第二平均压Pd',并根据所述第一平均压Pa'与所述第二平均压Pd'计算血流储备分数;若血管处于无充血状态,根据无充血状态下的所述第一压力Pa与所述第二压力Pd计算无充血压力比值。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述上位机还用于在血管处于充血状态时,显示所述血流储备分数;在血管处于无充血状态时,显示所述无充血压力比值。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述上位机在血管处于充血状态时,显示所述血流储备分数的方式包括:
所述上位机当所述血流储备分数位于预设灰度区间内时,获取充血状态前的无充血压力比值,同时显示所述血流储备分数和所述充血状态前的无充血压力比值。
5.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述在血管处于无充血状态时,显示所述无充血压力比值,包括:
在所述无充血压力比值位于预设临界区间内时,获取充血状态下的血流储备分数;同时显示所述无充血压力比值和充血状态下的所述血流储备分数。
6.根据权利要求2所述的系统,其特征在于:所述上位机包括显示模块,所述显示模块用于分别显示所述无充血压力比值或所述血流储备分数,或同时显示所述无充血压力比值和所述血流储备分数。
7.根据权利要求2所述的系统,其特征在于:所述下位机包括模数转换模块、压力转换模块和第一通信模块;其中,所述模数转换模块用于将所述第一压力信号和所述第二压力信号由模拟信号转换为数字电信号;所述压力转换模块用于将所述模数转换模块转换成的所述数字电信号转换成对应的压力数值,得到所述第一压力Pa和所述第二压力Pd;所述第一通信模块将所述第一压力Pa和所述第二压力Pd发送至所述上位机。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于:所述上位机包括第二通信模块、存储模块和处理模块;其中,所述第二通信模块与所述第一通信模块相连,用于接收所述第一压力Pa和所述第二压力Pd,所述存储模块用于存储所述第一压力Pa及所述第二压力Pd,所述处理模块用于根据所述第一压力Pa和/或所述第二压力Pd,确定血管充血状态,以及在充血状态下计算血流储备分数,在无充血状态下计算无充血压力比值。
9.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述根据充血状态下的所述第一压力Pa计算所述血管狭窄近端的第一平均压Pa',以及根据充血状态下的所述第二压力Pd计算所述血管狭窄远端的第二平均压Pd':
所述上位机根据充血状态下的所述第一压力Pa的波动规律和/或所述第二压力Pd的波动规律,确定充血状态下的心动周期;根据充血状态下的至少一个所述心动周期的所述第一压力Pa计算所述血管狭窄近端的所述第一平均压Pa';根据充血状态下的上述至少一个所述心动周期的所述第二压力Pd计算所述血管狭窄远端的所述第二平均压Pd'。
10.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:所述压力测量装置包括第一压力传感器和第二压力传感器,所述第一压力传感器和所述第二压力传感器均与所述主机相连接;其中:所述第一压力传感器用于采集血管狭窄近端的所述第一压力信号,并发送至所述主机;所述第二压力传感器,用于采集血管狭窄远端的所述第二压力信号,并发送至所述主机。
说明书 :
基于血管充血状态的诊断模式确定系统
技术领域
背景技术
断心肌缺血的金标准。在FFR测量过程中,需要注射药物使血管达到最大充血状态,但是有
部分病人对药物不耐受,导致FFR测量受限。基于这一缺陷,相关研究人员提出了一种无需
药物充血,即在无充血状态下测量血管内压力的新指标‑无充血压力比(Non‑Hyperemic
Pressure Ratio,简称NHPR)。
费时。
发明内容
平均压Pd',并根据所述第一平均压Pa'与所述第二平均压Pd'计算血流储备分数;
Pd',包括:
通过深度学习算法训练得出的;
到第二压力Pd;根据所述第一压力Pa和/或所述第二压力Pd,确定血管充血状态;若血管处
于充血状态,根据充血状态下的所述第一压力Pa计算所述血管狭窄近端的第一平均压Pa',
以及根据充血状态下的所述第二压力Pd计算所述血管狭窄远端的第二平均压Pd',并根据
所述第一平均压Pa'与所述第二平均压Pd'计算血流储备分数;若血管处于无充血状态,根
据无充血状态下的所述第一压力Pa与所述第二压力Pd计算无充血压力比值。
述第一压力Pa和所述第二压力Pd发送至所述上位机;
均压Pa',以及根据充血状态下的所述第二压力Pd计算所述血管狭窄远端的第二平均压
Pd',并根据所述第一平均压Pa'与所述第二平均压Pd'计算血流储备分数;若血管处于无充
血状态,根据无充血状态下的所述第一压力Pa与所述第二压力Pd计算无充血压力比值。
过计算充血状态下血管狭窄近端的第一平均压Pa'与血管狭窄远端的第二平均压Pd'的比
值,得出血流储备分数FFR值;当血管处于无充血状态时,通过无充血状态下的第一压力Pa
与第二压力Pd计算得到无充血压力比NHPR值。相较于现有的人工手动切换诊断模式,本申
请通过分析血管压力数据能够智能识别血管充血状态,并根据识别结果自动切换到相应模
式下计算诊断参数,无需人工手动操作,当应用于临床时,能够有利于节约手术时间,并减
少人力。
附图说明
通常代表相同部件。
具体实施方式
式所限制。相反,提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整,并且能够将本申请的
范围完整地传达给本领域的技术人员。
形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包
含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
在不脱离本申请范围的情况下,第一信息也可以被称为第二信息,类似地,第二信息也可以
被称为第一信息。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更
多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限
定。以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。
Electro‑Mechanical System,微机电系统)压力传感器、光纤压力传感器等等。压力测量装
置可以包括第一压力传感器和第二压力传感器,其中,第一压力传感器可以设置于人体外,
通过与介入人体内的指引导管(中空的)相连,可以感测指引导管内引出的血液压力。指引
导管的首端位于血管狭窄病变近端,尾端设置于体外且与第一压力传感器连接,使得第一
压力传感器可以测量血管狭窄病变近端的压力数据。第二压力传感器可以设置于人体内,
可以集成在压力微导管的首端处,压力微导管从指引导管中穿过,深入血管狭窄病变远端,
使得第二压力传感器可以测量血管狭窄病变远端的压力数据。可以理解的是,在第一压力
传感器和第二压力传感器测量血管压力之前,可以先对第一压力传感器和第二压力传感器
分别进行校零处理。之后可以对两个压力传感器做压力均衡,具体的,在第二压力传感器到
达指引导管的首端时,以第一压力传感器的压力为基准,调节第二压力传感器,使得两个压
力传感器保持统一压力基准,从而可以消除两个压力传感器之间的测量误差,进而可以提
高测量结果的准确率。
他血管的可能性,如外周血管。
器采集到的模拟信号转换成数字电信号)、压力计算(将数字电信号转换为压力数值),最终
转换成第一压力Pa和第二压力Pd。
数据链表,数据链表以时间为索引,以时间和实时压力值为键值对的形式保存。同样的,可
以将第二压力传感器采集的压力数据经过转换后得到的第二压力Pd以上述方法进行保存。
数据链表可以存储至本地存储装置或网络端。以时间为索引值,从数据链表中获取对应的
压力值,得到第一压力Pa和第二压力Pd。
图,上一组波形图为第一压力Pa的波形曲线、第二压力Pd的波形曲线、对不同时刻下的第一
压力Pa求和取平均值得到的第三平均压 以及对不同时刻下的第二压力Pd求和取平均
值得到的第四平均压 其中,横坐标表示时间,单位为秒;纵坐标表示压力值,单位为毫
米汞柱。下一组波形图中位于上方的波形图表示第一压力Pa与第二压力Pd的实时压力差,
位于下方的波形图表示第四平均压 与第三平均压 的比值。假设图2为最大充血状态
下对应的波形图,则第四平均压 与第三平均压 的比值即为FFR值。
处于最大充血状态。
出第四平均压 再根据第四平均压 与第三平均压 的比值的变化情况来识别血管
有无充血。例如,如图3所示,第四平均压 与第三平均压 的比值平稳一段时间(阶段
①:无充血状态下的稳定期)后出现整体下降(阶段②:充血状态下的波动期),则比值开始
下降可以认为开始注射药物(如腺苷)使血管达到最大充血状态。一段时间后,充血状态进
入稳定期(阶段③:充血状态下的稳定期),当停止注射药物,则平均压比值又开始回升(阶
段④:充血状态到无充血状态的过渡)。当平均压比值一直保持不变,可以认为血管处于未
充血状态;当平均压比值呈现上述变化模式,可以认为平均压比值出现下降并平稳后,血管
处于充血状态。
度学习算法训练得出的;
形的特征差异,得到样本模型。通过将第一压力Pa和/或第二压力Pd的波形作为输入数据,
输入到训练得到的样本模型进行预测比较,完成对充血与未充血状态的判断,进而实现对
血管充血状态的识别。
并根据第一平均压Pa'与第二平均压Pd'计算血流储备分数。
③)内的第一压力Pa求和取平均值来得出血管狭窄近端的第一平均压Pa',以及取相同时间
段内的第二压力Pd求和取平均值来得出血管狭窄远端的第二平均压Pd'。通过计算第二平
均压Pd'与第一平均压Pa'的比值,得到血流储备分数FFR值。
Pd'的具体实施方式可以包括:
化,例如充血后的心动周期要小于充血前的心动周期。为了使计算出的FFR值更为准确,可
以根据充血状态平稳后一段时间内的第一压力Pa的波动规律和/或第二压力Pd的波动规律
来确定出充血状态下的心动周期,再取至少一个心动周期内的第一压力Pa求和取平均值得
到第一平均压Pa',以及取相同心动周期内的第二压力Pd求和取平均值得到第二平均压
Pd',并将第二平均压Pd'与第一平均压Pa'的比值作为FFR值,即FFR=Pd'/Pa'。
周期包括收缩期和舒张期,在收缩期压力升高,在舒张期压力降低。可以取无充血状态下至
少一个心动周期舒张期内一段时间下的第一压力Pa和第二压力Pd,优选的,可以取舒张期
开始25%到舒张期结束前5ms这一时间段(无波期)的第一压力Pa和第二压力Pd,通过计算
无波期的第二压力Pd与第一压力Pa的比值,再取平均值,即可得到无充血压力比NHPR值。
周期的舒张期内。可以取至少一个心动周期内平稳期下的第二压力Pd与第一压力Pa的比
值,再取平均值,即可得到NHPR值。
定患者的心肌缺血情况,进而确定治疗方案。例如,若FFR值小于0.75,可以人工干预进行血
运重建,如放置支架治疗;若FFR值大于0.8,可以进行药物保守治疗。
况,进而确定治疗方案。例如,若NHPR值小于0.9,可以进行人工干预治疗;若NHPR值大于
0.9,可以进行药物保守治疗。
即同时显示FFR值和NHPR值,使NHPR值作为辅助诊断信息,能更好的让相关人员得出治疗方
案。例如,若FFR值位于0.75~0.8之间,NHPR值小于0.9,则可以进行人工干预治疗;若FFR值
位于0.75~0.8之间,NHPR值大于0.9,则可以进行药物保守治疗。可以理解的是,也可以是
获取充血结束后(如停止注射腺苷后)一段时间内计算得到的NHPR值作为辅助诊断信息,这
里不作限定。
于0.86~0.93之间,FFR值小于0.75,则可以进行人工干预治疗;当NHPR值位于0.86~0.93
之间,FFR值大于0.8,则可以进行药物保守治疗。
算充血状态下血管狭窄近端的第一平均压Pa'与血管狭窄远端的第二平均压Pd'的比值,得
出血流储备分数FFR值;当血管处于无充血状态时,通过无充血状态下的第一压力Pa与第二
压力Pd计算得到无充血压力比NHPR值。相较于现有的人工手动切换诊断模式,本申请通过
分析血管压力数据能够智能识别血管充血状态,并根据识别结果自动切换到相应模式下计
算诊断参数,无需人工手动操作,当应用于临床时,能够有利于节约手术时间,并减少人力。
此外,本申请还支持双模式显示,针对FFR诊断临界区域和NHPR诊断临界区域,可以综合输
出辅助诊断信息,能够更好的指导医生进行治疗方案的确定。
括:
Pd计算血管狭窄远端的第二平均压Pd',并根据第一平均压Pa'与第二平均压Pd'计算血流
储备分数;
可以包括:
力Pa计算血管狭窄近端的第一平均压Pa',以及根据充血状态下的上述至少一个心动周期
的第二压力Pd计算血管狭窄远端的第二平均压Pd'。
一个心动周期中处于舒张期的第二压力Pd与第一压力Pa的比值,得到无充血压力比值。
三平均压 的比值的变化情况,确定血管充血状态。
样本模型为使用无充血状态和充血状态下的多组历史压力数据通过深度学习算法训练得
出的。
有利于节约手术时间,并减少人力。此外,本装置还支持双模式显示,针对FFR诊断临界区域
和NHPR诊断临界区域,可以综合输出辅助诊断信息,能够更好的指导医生进行治疗方案的
确定。
理器501、存储器502、至少一个通信接口503等组件。其中,这些组件可以通过一条或多条通
信总线504进行通信连接。本领域技术人员可以理解,图5中示出的电子设备500的结构并不
构成对本申请实施例的限定,它既可以是总线形结构,也可以是星型结构,还可以包括比图
示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field‑
Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、
分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器
等。
令。永久存储装置可以是可读写的存储装置。永久存储装置可以是即使计算机断电后也不
会失去存储的指令和数据的非易失性存储设备。在一些实施方式中,永久性存储装置采用
大容量存储装置(例如磁或光盘、闪存)作为永久存储装置。另外一些实施方式中,永久性存
储装置可以是可移除的存储设备(例如软盘、光驱)。系统内存可以是可读写存储设备或者
易失性可读写存储设备,例如动态随机访问内存。系统内存可以存储一些或者所有处理器
在运行时需要的指令和数据。此外,存储器502可以包括任意计算机可读存储媒介的组合,
包括各种类型的半导体存储芯片(DRAM,SRAM,SDRAM,闪存,可编程只读存储器),磁盘和/或
光盘也可以采用。在一些实施方式中,存储器502可以包括可读和/或写的可移除的存储设
备,例如激光唱片(CD)、只读数字多功能光盘(例如DVD‑ROM,双层DVD‑ROM)、只读蓝光光盘、
超密度光盘、闪存卡(例如SD卡、min SD卡、Micro‑SD卡等等)、磁性软盘等等。计算机可读存
储媒介不包含载波和通过无线或有线传输的瞬间电子信号。
包括:压力测量装置10和主机20,其中:
第一压力Pa和/或第二压力Pd,确定血管充血状态;若血管处于充血状态,根据充血状态下
的第一压力Pa计算血管狭窄近端的第一平均压Pa',以及根据充血状态下的第二压力Pd计
算血管狭窄远端的第二平均压Pd',并根据第一平均压Pa'与第二平均压Pd'计算血流储备
分数;若血管处于无充血状态,根据无充血状态下的第一压力Pa与第二压力Pd计算无充血
压力比值。
Pd发送至上位机22;
血状态下的第二压力Pd计算血管狭窄远端的第二平均压Pd',并根据第一平均压Pa'与第二
平均压Pd'计算血流储备分数;若血管处于无充血状态,根据无充血状态下的第一压力Pa与
第二压力Pd计算无充血压力比值。
况,确定血管充血状态。
充血状态下的多组历史压力数据通过深度学习算法训练得出的。
括:
血管狭窄近端的第一平均压Pa';根据充血状态下的上述至少一个心动周期的第二压力Pd
计算血管狭窄远端的第二平均压Pd'。
的第二压力Pd与第一压力Pa的比值,得到无充血压力比值。
换模块用于将模数转换模块转换成的数字电信号转换成对应的压力数值,从而得到第一压
力Pa和第二压力Pd。再通过第一通信模块将第一压力Pa和第二压力Pd发送至上位机22。
压力Pd及其他数据等。处理模块用于根据第一压力Pa和/或第二压力Pd,确定血管充血状
态,以及在充血状态下计算血流储备分数,在无充血状态下计算无充血压力比值。
第一压力Pa、第二压力Pd以及Pd/Pa等的实时波形。
系统还可以支持FFR和NHPR双模式运行,FFR和NHPR可以作为互相补充的诊断结果,当FFR处
于临界区间时,可以参考NHPR值,可以更精确地指导术中操作。
本领域技术人员也应该知悉,说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
另外,可以理解,本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删
减,本申请实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
程序代码指令。
当所述可执行代码(或计算机程序、或计算机指令代码)被电子设备(或电子设备、服务器
等)的处理器执行时,使所述处理器执行根据本申请的上述方法的各个步骤的部分或全部。
序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的
逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标记的功能也可
以以不同于附图中所标记的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,
它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流
程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作
的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨
在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进,或者使本技术领域的
其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。