[发明专利]测量血管硬化参数装置和方法

权利要求书

1.一种测量血管硬化参数装置，其特征在于，包括：几何测量模块、压力测量模块、数据处理模块和显示输出模块；

所述几何测量模块，用于通过成像设备获取血管的血管横截面图像和血管纵截面图像；

所述压力测量模块，用于通过传感器获取所述血管的压力信号；

所述数据处理模块，用于对所述血管横截面图像和所述血管纵截面图像进行分析，获取几何变化波形，以及对所述压力信号进行分析，获取压力变化波形，以及根据所述几何变化波形和所述压力变化波形进行处理，获取血管硬化参数，其中，所述根据所述几何变化波形和所述压力变化波形进行处理，获取血管硬化参数，包括：获取心电信号，并根据所述心电信号对所述几何变化波形和所述压力变化波形进行同步处理，获取实验压力半径曲线；根据所述实验压力半径曲线中的实验压力数据和实验半径数据，以及预设压力半径曲线中的预设压力进行拟合，获取所述血管硬化参数；

显示输出模块，用于显示所述血管硬化参数。

2.如权利要求1所述的测量血管硬化参数装置，其特征在于，所述对所述血管横截面图像和所述血管纵截面图像进行分析，获取几何变化波形，包括：

以预设形状对所述血管横截面图像进行拟合，获取横截面积，并根据所述横截面积确定血管半径；

根据所述血管纵截面图像测量血管的内中膜厚度；

根据所述血管半径和所述内中膜厚度，获取所述几何变化波形。

3.如权利要求1所述的测量血管硬化参数装置，其特征在于，所述对所述压力信号进行分析，获取压力变化波形；

根据所述压力信号确定压力值；

根据所述压力值，获取所述压力变化波形。

4.如权利要求1所述的测量血管硬化参数装置，其特征在于，所述根据所述实验压力半径曲线中的实验压力数据和实验半径数据，以及预设压力半径曲线中的预设压力进行拟合，获取所述血管硬化参数，包括：

给定血管材料的本构模型；

基于力学原理和所述本构模型，建立与理论压力数据和理论半径数据对应的力学关系；

基于力学原理，建立与理论内中膜厚度和所述理论半径数据对应的几何关系；

根据所述力学关系和所述几何关系，以及所述实验压力数据、所述实验半径数据、所述实验内中膜厚度数据，拟合获取参数集，基于所述参数集获取所述血管硬化参数。

5.如权利要求4所述的测量血管硬化参数装置，其特征在于，所述血管材料的本构模型为：

其中，W表示应变能密度函数，μ表示弹力纤维的剪切模量，c表示胶原纤维的剪切模量，b_θ表示血管沿环向的硬化系数或者血管硬化参数，b_z表示血管沿轴向的硬化系数，λ为环向伸长比，λ_z为轴向伸长比，I₁＝λ²+λ_z²+λ^-2λ_z^-2。

6.如权利要求4所述的测量血管硬化参数装置，其特征在于，所述力学关系为：

其中，P表示所述理论压力，μ表示弹力纤维的剪切模量，c表示胶原纤维的剪切模量，b_θ表示血管沿环向的硬化系数，b_z表示血管沿轴向的硬化系数，λ为环向伸长比，λ_i为内径对应的环向伸长比，λ_o为外径对应的环向伸长比，λ_z为轴向伸长比，特别的，λ＝r_i/R_i，r_i表示所述理论半径，R_i表示初始构型下的血管内径。

7.如权利要求4所述的测量血管硬化参数装置，其特征在于，所述几何关系为：

其中，h为当前构型下的血管壁厚即所述理论内中膜厚度，H为初始构型下的血管壁厚，r_i为当前构型下的血管内径即所述理论半径数据，R_i为初始构型下的血管内径，λ_z为轴向伸长比。

8.如权利要求4所述的测量血管硬化参数装置，其特征在于，

所述参数集为Ω＝(μ,c,b_θ,b_z,λ_z,R_i)，μ表示弹力纤维的剪切模量，c表示胶原纤维的剪切模量，b_θ表示血管沿环向的硬化系数，b_z表示血管沿轴向的硬化系数，λ_z为轴向伸长比，R_i为初始构型下的血管内径。