专利名称：一种心脏彩色压力－容量环系统及计算机控制方法
技术领域：
本发明属于医疗器具及计算机控制方法领域，尤其是涉及一种心脏彩色压力-容量环系统及计算机控制方法。
心脏压力-容量环(Cardiac Pressue-Volume Loop，简称CP-VL)是目前国际心脏病学界公认的，不受心脏前、后负荷、心率等因素的影响，且能辨析心脏收缩和舒张功能衰竭，定量评价心脏功能最准确、最可靠的方法。长期以来，心脏压力-容量环的描绘完全依赖于心导管检查和心血管造影，所获资料需手工描记成环，操作复杂，计算费时，误差较大极大程度上限制了这一方法在临床的广泛应用。近年来，虽然国外学者亦开始采用计算机描绘CP-VL，明显提高描环的速度，但是缺乏对CP-VL环体和环形的诠释，仍然难以形象地、准确地、全面地缕述CP-VL在定量评价心脏功能中的整体作用。
本发明的目的在于改进上述已有技术的不足而提供一种半有创或无创、高速、准确、形象、全面诠释CP-VL的心脏彩色压力-容量环系统及计算机控制方法。
本发明的目的是这样实现的，一种心脏彩色压力-容量环系统及计算机控制方法，主要是由彩色多普勒超声仪、米勒心脏导管、扫描仪及计算机组成，其特征是所述的计算机控制方法包括以下步骤a、计算机读取米勒心脏导管输出的压力数据，形成压力曲线；b、以纵坐标Y轴为压力轴，并以毫米汞柱为单位对压力曲线进行定标处理；c、对压力曲线数据进行加密平滑处理；d、对压力曲线数据进行一阶微分分析，获取心脏压力最大上升速率、心脏压力最大下降速率、心脏松弛时间常数；e、将多普勒心脏超声仪所纪录的容量曲线通过扫描仪输入计算机；f、将容量曲线进行数字化处理；
g、以横坐标X轴为容量轴，并以毫米为单位将数字化处理后的容量曲线进行定标；h、对容量曲线数据进行加密平滑处理；i、将加密平滑处理后的容量曲线进行一阶微分分析，获取心脏射血最大速率、心脏充盈最大速率、峰值充盈时间、心脏充盈时间常数；j、按时间顺序逐点读取压力和容量对应值并逐点描绘成压力-容量环；k、对压力-容量环个功能区域进行彩色涂会，填涂不同色彩，形成彩色压力-容量环；1、对压力-容量环各功能区域进行微分和积分处理，得到舒张末压力、舒张末容量、收缩末压力、收缩末容量、心搏量、射血分数、心脏最大弹性模量、心脏射血力、心脏搏功、弹性势能、心脏压力-容量环面积、充盈势能、收缩势能、心脏能量效率、总能量、左室心脏僵硬度、左室心脏顺应性数据。
本发明与已有技术相比具有以下显著特点采用彩色多普勒超声心动图声学定量技术实时记录心脏容量曲线以取代以往有创的心血管造影技术，心脏压力曲线的记录启用了当今世界最先进的尖端微压测量技术的米勒心脏导管替代了充液式心脏导管，将以上所获取的压力和容量曲线通过网络或软盘输入CP-VL工作系统，该系统可模拟压力、容量曲线轨迹获取数据库文件中的时间对应数据，自动描绘心脏压力-容量曲线，然后该程序可自动彩绘CP-VL，最后将各种功能计算数据以表格形式表达，提出了彩色压力-容量环计算机分析系统，采用声学定量技术实时记录的容量曲线克服了心血管造影所引起的危险并发症和非实时的非准确性，该系统能高速计算出压力和容量曲线一阶微分等高等数学所撷取的各种数据，可自动将所描绘的CP-VL进行彩绘，以清晰地辨识各功能区域的轮廓、面积、形态、位置及位移的变化，还进行了分层处理，能在一个坐标系中描绘无数不同彩色心脏压力-容量环，以对比分析各环之间的相互关系和区别，第一次全面地将心脏压力、容量以及压力-容量环中的各种数据应用于临床心功能的定量评价。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明的系统结构示意图。
图2为本发明的计算机控制系统流程图。
实施例1，一种心脏彩色压力-容量环系统及计算机控制方法，是由彩色多普勒(Doppler)超声仪1、米勒心脏导管(Miller)2、扫描仪3及计算机4连接组成，计算机读取米勒心脏导管2输出的压力数据库文件，形成压力曲线，以纵坐标为压力轴，并以毫米汞柱为单位对压力曲线进行定标处理，对压力曲线数据进行加密平滑处理，对压力曲线数据进行一阶微分分析(∫dp/dt)，据此获取心脏压力最大上升速率(dp/dtmax)、心脏压力最大下降速率(-dp/dtmax)、心脏松弛时间常数(τ)，将多普勒超声仪1所纪录的容量曲线通过扫描仪3输入计算机4，将容量曲线进行数字化处理，以横坐标为容量轴，并以毫升为单位，将数字化处理后的容量曲线进行定标，对容量曲线数据进行加密平滑处理，将加密平滑处理后的容量曲线进行一阶微分分析(∫dv/dt)，以容量曲线获取心脏射血最大速率(-dv/dtmax)、心脏充盈最大速率(dv/dtmax)、峰值充盈时间(tpF)、心脏充盈时间常数(τv)等指标；然后按时间顺序逐点读取压力和容量对应值并逐点描绘成压力-容量环，对压力-容量环各功能区域进行彩色涂绘，计算机自动填涂不同色彩，形成心脏彩色压力-容量环，以显著区别压力-容量环不同功能区域的作功和压力-容量变化值，对压力-容量环各功能区域进行微分和积分等系统化数学处理，即可得到舒张末压力(EDP)、舒张末容量(EDV)、收缩末压力(ESP)、收缩末容量(ESV)、心搏量(SV)、射血分数(EF)、心脏最大弹性模量(Emax)、心脏射血力(F)、心脏搏功(SW)、弹性势能(PE)、心脏压力-容量环面积(PVA)、充盈势能(FE)、收缩势能(TE)、心脏能量效率(EE)、总能量(TW)、左室心腔僵硬度(LVS)、左室心腔顺应性(LVC)、心脏心腔僵硬度(HCS)、心脏心腔顺应性(HCC)等数据，以便心脏病学者对心脏整体和局部功能进行综合的系统分析。
权利要求
1.一种心脏彩色压力-容量环系统及计算机控制方法，主要是由彩色多普勒超声仪、米勒心脏导管、扫描仪及计算机组成，其特征是所述的计算机控制方法包括以下步骤a、计算机读取米勒心脏导管输出的压力数据，形成压力曲线；b、以纵坐标Y轴为压力轴，并以毫米汞柱为单位对压力曲线进行定标处理；c、对压力曲线数据进行加密平滑处理；d、对压力曲线数据进行一阶微分分析，获取心脏压力最大上升速率、心脏压力最大下降速率、心脏松弛时间常数；e、将多普勒超声仪所纪录的容量曲线通过扫描仪输入计算机；f、将容量曲线进行数字化处理；g、以横坐标X轴为容量轴，并以毫米为单位将数字化处理后的容量曲线进行定标；h、对容量曲线数据进行加密平滑处理；i、将加密平滑处理后的容量曲线进行一阶微分分析，获取心脏射血最大速率、心脏充盈最大速率、峰值充盈时间、心脏充盈时间常数；j、按时间顺序逐点读取压力和容量对应值并逐点描绘成压力-容量环；k、对压力-容量环个功能区域进行彩色涂会，填涂不同色彩，形成彩色压力-容量环；1、对压力-容量环各功能区域进行微分和积分处理，得到舒张末压力、舒张末容量、收缩末压力、收缩末容量、心搏量、射血分数、心脏最大弹性模量、心脏射血力、心脏搏功、弹性势能、心脏压力-容量环面积、充盈势能、收缩势能、心脏能量效率、总能量、左室心脏僵硬度、左室心脏顺应性数据。
全文摘要
本发明公开了一种心脏彩色压力－容量环系统及计算机控制方法,提供一种半有创或无创、高速、准确、形象、全面诠释CP－VL的心脏彩色压力－容量环系统及计算机控制方法,主要是由彩色多普勒超声仪、米勒心脏导管、扫描仪及计算机组成,采用彩色多普勒超声心动图声学定量技术实时记录心脏容量曲线,心脏压力曲线的记录启用了米勒心脏导管,将以上所获取的压力和容量曲线输入心脏彩色压力－容量环系统,该系统可模拟压力、容量曲线轨迹获取数据库文件中的时间对应数据,自动描绘心脏压力－容量曲线,自动彩绘心脏彩色压力－容量环,将各种功能计算数据以表格形式表达,以便心脏病学者对心脏整体和局部功能进行综合的系统分析。
文档编号G06F19/00GK1360271SQ00129438
公开日2002年7月24日 申请日期2000年12月21日 优先权日2000年12月21日
发明者范觉新, 孙瑞敏, 范民忠, 张运, 郭春晴 申请人:烟台市烟台山医院