[发明专利]基于血流磁电效应的非侵入式血管弹性评估方法

权利要求书

1.一种基于血流磁电效应的非侵入式血管弹性评估方法，其特征在于将胳膊放置在一个沿血管内血流流向的静磁场B₀中；同时在静磁场区域所处的胳膊外缠绕感应线圈，利用感应线圈检测动脉血液流动时血管径向运动速度v；在胳膊外围套上检测血压的袖套，通过测量两次袖套的压强以及胳膊外感应线圈的电位得到血管壁的径向位移变化幅度，进而评估血管弹性状况。

2.根据权利1所述的基于血流磁电效应的非侵入式血管弹性评估方法，其特征在于由于血管的弹性，当血流流过来的时候，动脉壁向血管的径向扩张，假设血管在径向上以速度v向外扩张，使得血管直径增大，由于血管处于磁场当中，所以会在血管截面中产生涡电流；由于血液电导率高于外部肌肉和脂肪组织，在胳膊外面缠绕的感应线圈便可以感应到血管中涡电流的变化；感应线圈检测的电信号与血管壁的径向运动速度有关。

3.根据权利1或2所述的基于血流磁电效应的非侵入式血管弹性评估方法，其特征在于由于心脏泵血而产生的血管径向振动速度v在静磁场中激发动生源电流密度J_e1，它的大小满足J_e1＝σv×B₀，其中，B₀为外加磁场的磁感应强度，σ表示目标体的电导率分布；在J_e1的激励下产生响应电场E₁和变化磁场H₁；由于H₁随血管径向振动速度v变化，因此在线圈中会感应出电压u(t)，线圈中的感应电压能够表示成如下线积分其中dl_cir表示沿着检测线圈的一个微小线元，r是血管半径。

4.根据权利1或2或3所述的基于血流磁电效应的非侵入式血管弹性评估方法，其特征在于在已知动脉血管位置、线圈位置、血液电导率的条件下，利用有限元或者棱单元方法，可以获得电场强度E₁与径向振动速度v之间表达式：

进而得到感应电压u(t)与血管径向振动速度v的关系，可假设认为血管径向平均运动速度与线圈感应电压成正比

5.根据权利1或2或3或4所述的基于血流磁电效应的非侵入式血管弹性评估方法，其特征在于在胳膊的外边缠绕测量血压的袖套，调整袖套的压力使其处于舒张压与收缩压之间，使得血液可以通过血管但血管上还是承受着一定的来自袖套的压力；假设舒张压为p_min，收缩压为p_max，袖套对胳膊的压强为p_外，在这里控制p_min＜p_外＜p_max，由于心脏不断泵血使得血管内的血液对血管内壁有一个向外的压强p_内；对于血管壁上的面元dS，由牛顿第二定律得到：

其中Δr＝r₁-r₀，r₁为血管变化后的半径，r₀为血管在没有任何外力情况下的半径，k₂为血管的弹性系数，ρ为血管的密度，h为血管壁的厚度，t为时间。

6.根据权利1或2或3或4或5所述的基于血流磁电效应的非侵入式血管弹性评估方法，其特征在于，假设测量中血压稳定，改变袖套的压强分别测得两组数据，两式做差消除p_内，得到：

将代入，得到：

其中，Δp_外＝(p_外2-p_外1)，Δr₁＝(r₂-r₁)，其中下标1、2分别代表两次的测量序号；由此可见，通过测量两次袖套的压强以及胳膊外感应线圈的电位便可以得到血管壁的径向变化幅度，从而对血管弹性系数k₁的大小进行评估。

7.据权利1或2或3或4或5或6所述的基于血流磁电效应的非侵入式血管弹性评估方法，其特征在于，由于线圈感应的血流磁电信号(线圈上的电位)很微弱，所以为了得到血流感应出的电位，需要在心电信号的同步脉冲下进行积分采集，也就是利用心电信号作为同步脉冲，在每个心电周期内同时测量血流磁电信号，也就是线圈感应电压信号，经过多次采集后，通过重复平均的方法滤除噪声。