流体流动分析制造技术

一种确定流体导管中的波速量度或波强度量度的方法使用超声测量来确定在所述导管的纵向位置处的作为时间的函数的导管直径，并且使用超声测量来确定在所述导管的所述纵向位置处的体积元件中的作为时间的函数的流体速度量度。用于确定所述流体速度量度的所述超声测量是通过使对所述体积元件进行采样的连续帧中的在流体流动内的散射对象去相关来实现的。波速可以根据作为时间的函数的在所述纵向位置处的流体速度的变化与作为时间的函数的所述导管直径的对数函数的变化之比确定。波强度量度可以被确定为所确定的导管直径的变化和流体速度的对应变化的函数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流体流动分析
本专利技术涉及用于使用超声波来分析流体导管中的流体流动的方法和设备。具体地，尽管不是唯一的，本专利技术适用于用于分析人或动物循环系统中的流体流动的此类方法和设备。
技术介绍
在每次心跳期间，当心脏收缩时，心脏会增加立即连接到其的动脉中的血液的压力和速度。这种干扰随着波向下传播到动脉系统。这种现象的日常实例是可以在手腕上感觉到脉搏。波行进的速度(speed或velocity)取决于动脉的僵硬度，并且波的反射在血管几何形状或壁特性变化的任何点处发生。因此，波的速度和初始波的强度和其反射含有关于心脏的性能和血管的状态的信息。因此，测量这些特性以提供用于诊断心血管疾病和处于患有所述心血管疾病的风险中的那些患者的有用的装置是有用的。因此，动脉中的脉搏波可以用于评估(a)心脏的性能，因为心脏会产生波；(b)确定波的速度的动脉僵硬度；以及(c)反射波的动脉或外周血管横截面或机械特性的变化。波动现象可以容易地根据侵入式的基于导液管的测量进行评估并且越来越多地用于对冠状动脉狭窄进行功能评估。波动现象在心血管医学的其它领域中的使用受到进行准确的非侵入式测量的困难的阻碍。WO2017/163030描述了一种用于确定流动通过导管的流体的波速量度的方法和设备，所述方法和设备使用超声测量通过跟踪对体积元件进行采样的连续帧中的在流体流动内的对象并且获得所述对象的位移向量来确定作为时间的函数的流体速度。然后，与测量到导管直径的变化结合的流体速度的变化用于确定波速或波强度。在WO2017/163030中所描述的技术中，对流体导管(如动脉)中的流体流动的分析可以非侵入式地实施并且提供一种用于评估波动现象的基于超声的系统，所述基于超声的系统是非侵入式的并且适合于对例如心力衰竭、动脉硬化、血管张力改变和内皮功能障碍进行临床研究。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供WO2017/163030中所描述的技术的替代性技术。本文所描述的那些替代性技术可以提供确定波速和/或波强度的提高的效率和提高的准确度，并且因此可以允许使用更简单的检测系统。根据一方面，本专利技术提供了一种确定流动通过流体导管的流体的波速量度的方法，所述方法包括：使用超声测量来确定在所述导管的纵向位置处的作为时间的函数的导管直径或导管横截面面积；使用超声测量来确定在所述导管的所述纵向位置处的体积元件中的作为时间的函数的流体速度量度，用于确定所述流体速度量度的所述超声测量是通过使对所述体积元件进行采样的连续帧中的在流体流动内的散射对象去相关来实现的；根据(i)作为时间的函数的在所述纵向位置处的流体速度的变化和(ii)作为时间的函数的所述导管直径或导管横截面面积的变化的函数确定所述波速量度。所述流体速度量度可以包括所述连续帧中的所述散射对象的去相关系数。所述波速可以是根据以下任一项确定的：(i)作为时间的函数的在所述纵向位置处的所述流体速度量度的变化与作为时间的函数的所述导管直径的对数函数的变化之比，或(ii)在所述纵向位置处的所述流体速度量度在一定时间间隔内的变化与所述导管直径的对数函数在同一时间间隔内的对应变化之比。所述波速可以是根据在所述纵向位置处的所述流体速度量度在一定时间间隔内的变化和所述导管直径在同一时间间隔内的对应变化确定的。所述流体速度可以是使用散斑去相关测速法确定的。用于确定流体速度量度的所述超声测量可以包括一系列M模式或B模式图像或M模式或B模式RF数据。确定所述流体速度量度可以包括测量在所述M模式或B模式图像或所述M模式或B模式RF数据的连续帧中的所述散射对象的去相关系数。用于确定导管直径和去相关系数的所述超声测量可以均是从共同超声换能器头导出的。所述共同换能器头可以被定向成使得束轴线与所述流体流动导管的流体流动轴线正交、与所述流体流动轴线斜交或与所述流动导管同轴。用于确定导管直径或导管横截面面积和所述流体速度量度的所述超声测量可以均是从共同超声激发和响应信号导出的。所述波速c'可以是根据方程c'＝0.5(dU'/dlnD)确定的，其中dU'是作为时间的函数的所述去相关系数U'的变化，并且dlnD是作为时间的函数的D的自然对数的变化，并且c'是真实波速的缩放量度。所述流体导管可以包括人或动物循环系统的一部分。所述方法可以进一步包含在心动周期期间多次重复所述超声测量并且确定波速，并且使波速的测量与所述心动周期内的时间相关。被跟踪对象可以包括红细胞、白细胞、血小板或造影剂实体。所述方法可以进一步包含根据所述波速确定在所述体积元件处的流体导管壁弹性或扩张性的量度。所述波速c'可以是根据方程c'＝AdU'/dA或c'＝dU'/dlnA确定的，其中A是横截面面积，dA是作为时间的函数的横截面面积的变化，dU'是作为时间的函数的所述去相关系数U'的变化，并且dlnA是作为时间的函数的A的自然对数的变化，并且c'是真实波速的缩放量度。根据另一方面，本专利技术提供了一种确定流动通过流体导管的流体的波速量度的方法，所述方法包括：使用超声测量来确定在所述导管的纵向位置处的作为时间的函数的导管直径；使用超声测量来确定在所述导管的所述纵向位置处的体积元件中的作为时间的函数的流体速度量度，用于确定所述流体速度量度的所述超声测量是通过使对所述体积元件进行采样的连续帧中的在流体流动内的散射对象去相关来实现的；基于所述流体速度量度和导管直径测量确定通过所述导管的流动速率的变化；基于所述导管直径测量确定所述导管的横截面面积的变化；以及根据作为时间的函数的在所述纵向位置处的流动速率的变化与作为时间的函数的导管横截面面积的变化之比确定所述波速量度。所述流体速度量度可以包括所述连续帧中的所述散射对象的去相关系数。用于确定流体速度量度的所述超声测量可以包括一系列M模式或B模式图像或M模式或B模式RF数据。确定所述流体速度量度可以包括测量在所述M模式或B模式图像或所述M模式或B模式RF数据的连续帧中的所述散射对象的去相关系数。用于确定导管直径和去相关系数的所述超声测量可以均是从共同超声换能器头导出的。所述共同换能器头可以被定向成使得束轴线与所述流体流动导管的流体流动轴线正交、与所述流体流动轴线斜交或与所述流动导管同轴。用于确定导管直径和所述流体速度量度的所述超声测量可以均是从共同超声激发和响应信号导出的。所述波速c可以是根据方程c＝dQ/dA确定的，其中dQ是所述流体流动速率的变化并且dA是所述导管的所述横截面面积的变化。所述流体导管可以包括人或动物循环系统的一部分。所述方法可以进一步包含在心动周期期间多次重复所述超声测量并且确定波速，并且使波速的测量与所述心动周期内的时间相关。被跟踪对象可以包括红细胞、白细胞、血小板或造影剂实体。所述方法可以进一步包含根据所述波速确定在所述体积元件处的流体导管壁弹性或扩张性的量度。根据另一方面，本专利技术提供了一种确定流体导管中的波强度量度的方法，所述方法包括：使用超声测量来确定在所述导管的纵向位置处的作为时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定流动通过流体导管的流体的波速量度的方法，所述方法包括：/n使用超声测量来确定在所述导管的纵向位置处的作为时间的函数的导管直径或导管横截面面积；/n使用超声测量来确定在所述导管的所述纵向位置处的体积元件中的作为时间的函数的流体速度量度，用于确定所述流体速度量度的所述超声测量是通过使对所述体积元件进行采样的连续帧中的在流体流动内的散射对象去相关来实现的；/n根据(i)作为时间的函数的在所述纵向位置处的流体速度的变化和(ii)作为时间的函数的所述导管直径或导管横截面面积的变化的函数确定所述波速量度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180111 GB 1800481.21.一种确定流动通过流体导管的流体的波速量度的方法，所述方法包括：
使用超声测量来确定在所述导管的纵向位置处的作为时间的函数的导管直径或导管横截面面积；
使用超声测量来确定在所述导管的所述纵向位置处的体积元件中的作为时间的函数的流体速度量度，用于确定所述流体速度量度的所述超声测量是通过使对所述体积元件进行采样的连续帧中的在流体流动内的散射对象去相关来实现的；
根据(i)作为时间的函数的在所述纵向位置处的流体速度的变化和(ii)作为时间的函数的所述导管直径或导管横截面面积的变化的函数确定所述波速量度。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述流体速度量度包括所述连续帧中的散射对象的去相关系数。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述波速是根据以下任一项确定的：
(i)作为时间的函数的在所述纵向位置处的所述流体速度量度的变化与作为时间的函数的所述导管直径的对数函数的变化之比，或
(ii)在所述纵向位置处的所述流体速度量度在一定时间间隔内的变化与所述导管直径的对数函数在同一时间间隔内的对应变化之比。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述波速是根据在所述纵向位置处的所述流体速度量度在一定时间间隔内的变化和所述导管直径在同一时间间隔内的对应变化确定的。


5.根据权利要求1所述的方法，其中所述流体速度是使用散斑去相关测速法确定的。


6.根据权利要求1所述的方法，其中用于确定流体速度量度的所述超声测量包括一系列M模式或B模式图像或M模式或B模式RF数据，并且确定所述流体速度量度包括测量在所述M模式或B模式图像或所述M模式或B模式RF数据的连续帧中的所述散射对象的去相关系数。


7.根据权利要求2所述的方法，其中用于确定导管直径和去相关系数的所述超声测量均是从共同超声换能器头导出的。


8.根据权利要求7所述的方法，其中所述共同换能器头被定向成提供与所述流体流动导管的流体流动轴线正交或斜交的束轴线。


9.根据权利要求7所述的方法，其中用于确定导管直径或导管横截面面积和所述流体速度量度的所述超声测量均是从共同超声激发和响应信号导出的。


10.根据权利要求2所述的方法，其中所述波速c'是根据方程c'＝0.5(dU'/dlnD)确定的，其中dU'是作为时间的函数的所述去相关系数U'的变化，并且dlnD是作为时间的函数的D的自然对数的变化，并且c'是真实波速的缩放量度。


11.根据权利要求1所述的方法，其中所述流体导管包括人或动物循环系统的一部分。


12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包含：在心动周期期间多次重复所述超声测量并且确定波速，并且使波速的测量与所述心动周期内的时间相关。


13.根据权利要求11所述的方法，其中被跟踪对象包括红细胞、白细胞、血小板或造影剂实体。


14.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：根据所述波速确定在所述体积元件处的流体导管壁弹性或扩张性的量度。


15.根据权利要求2所述的方法，其中所述波速c'是根据方程c'＝AdU'/dA或c'＝dU'/dlnA确定的，其中A是横截面面积，dA是作为时间的函数的横截面面积的变化，dU'是作为时间的函数的所述去相关系数U'的变化，并且dlnA是作为时间的函数的A的自然对数的变化，并且c'是真实波速的缩放量度。


16.一种确定流动通过流体导管的流体的波速量度的方法，所述方法包括：
使用超声测量来确定在所述导管的纵向位置处的作为时间的函数的导管直径；
使用超声测量来确定在所述导管的所述纵向位置处的体积元件中的作为时间的函数的流体速度量度，用于确定所述流体速度量度的所述超声测量是通过使对所述体积元件进行采样的连续帧中的在流体流动内的散射对象去相关来实现的；
基于所述流体速度量度和导管直径测量确定通过所述导管的流动速率的变化；
基于所述导管直径测量确定所述导管的横截面面积的变化；以及
根据作为时间的函数的在所述纵向位置处的流动速率的变化与作为时间的函数的导管横截面面积的变化之比确定所述波速量度。


17.根据权利要求16所述的方法，其中所述流体速度量度包括所述连续帧中的散射对象的去相关系数。


18.根据权利要求16所述的方法，其中用于确定流体速度量度的所述超声测量包括一系列M模式或B模式图像或M模式或B模式RF数据，并且确定所述流体速度量度包括测量在所述M模式或B模式图像或所述M模式或B模式RF数据的连续帧中的所述散射对象的去相关系数。


19.根据权利要求17所述的方法，其中用于确定导管直径和去相关系数的所述超声测量均是从共同超声换能器头导出的。


20.根据权利要求19所述的方法，其中所述共同换能器头被定向成使得束轴线与所述流...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·D·温伯格，
申请(专利权)人：帝国学院创新有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB