[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

说明书

一种基于血流磁电效应的非侵入式血管弹性评估方法，涉及一种基于血流磁电信号，线圈检测的非侵入式血管弹性评估方法。将胳膊置于沿血管内血流流向的静磁场B₀中，由于血管弹性，当血流流过时动脉壁向血管径向扩张产生振动速度v，由于血管处于磁场中会在血管截面产生涡电流。在胳膊外面缠绕感应线圈可以感应到血管中涡电流，此电信号与动脉壁的振动速度有关。通过袖套对血管施加两次不同外力，利用心电信号作为同步脉冲，在每个心电周期内同时测量线圈感应电压信号，经过多次采集后，通过重复平均的方法滤除噪声。借助数学物理方程，建立利用线圈感应血流磁电信号评估血管弹性的数学模型和计算公式。利用该方法可以实现对血管弹性的评估。

技术领域

本发明涉及一种血管弹性评估方法，特别涉及一种基于血流磁电效应，线圈检测的非侵入式血管弹性评估方法。

背景技术

血管弹性又称血管顺应性，是血管的基本力学属性，主要反映动脉舒张状态及内皮功能，年老及许多慢性疾病都将引起血管硬度的变化。随衰老发生的心血管疾病是当今人类残疾和死亡的主要原因,其共同病理学基础是以动脉粥样硬化和动脉硬化为典型特征的动脉结构与功能病变。动脉硬化的发展最早是动脉弹性功能的改变，然后是内中膜增厚和斑块形成等动脉管壁结构的改变，动脉弹性功能在一定程度上提示了早期的动脉硬化。

就传统影像学的检查而言，血管壁的增厚或管壁斑块形成与否，是诊断动脉硬化诊断的主要依据，主要有如下方法：

(1)血管内膜厚度测量(IMT)法：是一种依据血管管壁形态或结构的变化，即血管内膜的厚薄变化、回声强度、斑块的形成、管腔狭窄程度等进行诊断的方法。此种方法操作简捷，图像直观。但由于所采集的图像为视频信号，图像所能提供的信息量和测量精度易受人为等因素影响，图像放大后的测量精度也只是0.1mm。

(2)脉搏波速度(PWV)测量和踝臂指数(ABI)：PWV是通过测量颈动脉和股动脉间的动脉搏动速度，对血管壁弹性和硬化程度进行评估的一种方法。ABI(Ankle BrachialIndex)通过检测踝--臂间的血压比值，反映血管狭窄程度。PWV和ABI法的局限性在于，只能对局部大中动脉血管弹性状况进行检测评估。

(3)利用组织多普勒方法研究动脉血管弹性。该方法是通过测量动脉管壁的运动速度、加速度及其加速度时间等来评估动脉血管弹性状态。由于该方法仍是在二维或M模式下实现，测量精度同样受诸多因素影响，其临床实用性尚待证实。

(4)血流介导血管舒张检测技术(Flow-mediated Dilation，FMD)是一种用于早期动脉硬化诊断的方法，于上世纪90年代开始应用于临床。其原理为血流刺激引发血管内皮细胞释放一种活性物质——一氧化氮，随之产生的血管舒张。该方法因其无创和重复性好而倍受临床医生的关注，但因其操作较繁琐，对操作者的要求比较高，使其临床的推广应用受到一定影响。后来又有了两种新型无创检测方法：弹性成像技术和血管回声跟踪技术。

弹性成像技术的原理是对组织施加一个内部或外部的动态或静态的激励，在弹性力学及生物力学等物理规律的作用下，组织将产生一个响应，例如位移、应变、速度产生一定的改变，利用超声成像的方法，结合数字信号处理或数字图像处理的技术可以估计出组织内部的相应情况，从而直接反映组织内部的弹性模量等力学属性的差异。

血管回声跟踪技术是一种对动脉血管弹性进行检测和评估的方法。其原理是血管内径依心脏搏动而变化，即收缩期时管径增大，舒张期时管径变小。这种变化除了包含振幅信息外，还含有在相邻两次接收到的射频信号(RF)的相位改变，仪器通过零交叉方法实时地将这种相位变化转换为距离，并将其输入到系统内部，分析工具即可自动计算出多项反映动脉弹性的指标。

线圈检测式磁声电成像，又称为磁感应式磁声电成像(MAET-MI)，是利用线圈检测目标体内电流变化的非接触式磁声电成像方法。在磁声电过程中，目标体内电流密度的变化会引起空间磁场的变化，而处于目标体外的线圈则可感应到空间磁场的变化而产生感应电压，与电极检测类似，它同样能够反映目标体内部电导率的信息。