一种超声经颅多普勒血流分析仪检测系统及检测方法与流程

1.本发明属于计量监测技术领域，具体涉及一种超声经颅多普勒血流分析仪检测系统及检测方法。


背景技术：

2.超声经颅多普勒血流分析仪(以下简称“tcd仪”)通过对颅脑超声多普勒回波信号的采集来无创伤的检测生理、病理条件下的脑底和颈部动脉血流参数，为相关疾患的诊断和治疗提供了具有重要价值的信息。
3.tcd仪一般由主机、探头、显示器、音频监听和记录、打印等部分组成，常规配置为2mhz脉冲波、4mhz连续波探头各一只。在临床上，tcd仪是经由颅骨的薄弱部位(如颞骨、枕骨)和颈部软组织测量颅内血管(如wilis环)和颈总动脉的血流速度，进而计算出一系列血流动力学参数。
4.目前超声经颅多普勒血流分析仪主要还是依赖于进口，且试验试件主要为仿血流体模，仿血流体模的目的是产生模拟人体血管中的血液的多普勒频率谱，一般只对流量进行设置、监测和校准，由于管道中心和管壁附近的流速差别较大且不稳定，因此在进行检测血流速度时，难以确保测量位置处于血管的中心位置，同时由于超声经颅多普勒血流分析仪的最大检测深度都不相同，在对血管进行检测时，容易出现超过最大检测深度的情况，导致检测结果出现偏差。


技术实现要素：

5.为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种超声经颅多普勒血流分析仪检测系统及检测方法。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超声经颅多普勒血流分析仪检测系统，包括：超声装置、体模单元、处理单元和无线模块，所述超声装置和所述体模单元内部均设置有所述无线模块，
7.所述超声装置，包括检测探头、转动模块和超声发射模块，用于检测待测区域血管分布和获取多普勒频谱；
8.所述体模单元，包括放置箱、血流模拟模块、调整模块和移动模块，所述调整模块用于调整所述血流模拟模块的位置高度和倾斜角度，所述移动模块，用于调整所述检测探头的水平位置；
9.所述处理单元，用于处理不同夹角、不同高度位置中所述检测探头获取的频谱。
10.本发明一个较佳实施例中，所述检测探头用于读取所述体模单元的最大输出声功率值，获得频谱，所述转动模块用于调整所述检测探头的角度，改变所述检测探头与所述体模单元之间的夹角，所述超声发射模块，用于发射和接收超声波，获取血管分布。
11.本发明一个较佳实施例中，所述调整模块有两个，且分别设置在所述血流模拟模块两端，且两个所述调整模块能够独立运行。
12.本发明一个较佳实施例中，所述检测探头转动连接在所述转动模块一端，所述转动模块固定在所述移动模块表面，且所述移动模块水平设置在所述体模单元表面，所述转动模块表面还能够固定有耦合剂连接管。
13.本发明一个较佳实施例中，所述血流模拟单元，包括弦线和驱动设备，所述弦线能够以45-80cm/s的速度转动。
14.本发明一个较佳实施例中，所述血流模拟模块、所述调整模块和所述移动模块均设置在所述放置箱中，所述放置箱中设置有水，且所述血流模拟模块和所述调整模块设置在水面下，所述移动模块设置在水面上。
15.本发明一个较佳实施例中，还包括数据库，用于记录所述检测探头获取的不同角度，不同深度下的所述血流模拟模块的多普勒频谱，所述数据库和所述处理单元均能够与所述超声装置数据连接。
16.一种超声经颅多普勒血流分析仪检测系统的检测方法，包括以下步骤
17.步骤1、通过超声发射模块对待检测区域的血管分布进行检测，标定检测血管，并记录检测血管相对于皮肤的倾斜角度和检测长度，并通过调整模块同步调整血流模拟模块的倾斜角度与之相对应；
18.步骤2、选定超声装置的最小频率，确定超声装置的最大检测深度，将检测探头移至最大检测深度所对应的血管位置正上方，通过转动模块调整检测探头，当多普勒频谱稳定时，超声束与弦线走向之间的夹角为最小；
19.步骤3、在最小夹角状态下，将检测探头移至检测血管起始点，调整检测探头的超声频率，直至多普勒频谱稳定，通过此时检测探头的超声频率，确定超声装置在检测血管起始点的实际检测深度，得到检测探头在检测血管上的最大检测范围。
20.本发明一个较佳实施例中，步骤2中，检测深度的计算方法，检测深度＝1/(2*衰减系数*超声频率)，其中衰减系数为组织的平均衰减系数。
21.本发明一个较佳实施例中，步骤2中，超声束与弦线方向之间的夹角越小，结果越接近真实血流速度。
22.本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
23.1、该超声经颅多普勒血流分析仪检测系统及检测方法，通过对体模单元和检测探头的位置与角度进行调节，使得检测探头能够对不同角度不同位置下体模单元所模拟的血流速度进行检测，同时能够使检测探头的检测位置始终处于血流模拟模块的同一位置，避免因为管道中心和管壁附近的流速差别较大且不稳定，造成检测结果出现误差的问题。
24.2、该超声经颅多普勒血流分析仪检测系统及检测方法，通过调整模块，能够对血流模拟模块的高度进行调整，配合超声装置检测获得的人体血管分布进行改变，从而使得血流模拟模块能够更加贴合人体血管分布，从而降低模拟误差，同时多个调整模块的独立运作，能够使血流模拟模块的不同部位各自调整，从而调整血流模拟模块的倾斜角度和曲率，进一步降低模拟误差。
25.3、该超声经颅多普勒血流分析仪检测系统及检测方法，通过设置转动模块，能够对检测探头的角度进行调整，在检测探头对血流模拟模块进行探测是，使检测探头与其形成的夹角30
°
、45
°
或60
°
，从而使检测探头测出的多普勒频谱更加稳定，配合移动模块，能够使检测探头对不同位置，不同倾斜角度的血流模拟模块进行检测。
26.4、该超声经颅多普勒血流分析仪检测系统及检测方法，通过对超声装置的最大检测深度和实际检测深度的计算，能够得到检测探头的检测血管上的最大检测范围，根据检测区域中血管的检测范围，确定检测位置是否在超声装置的检测范围内，同时能够根据检测位置的血管深度(即超声装置的实际深度)，并在超声频率不变的情况下，使超声装置的检测位置始终处于血管的中心位置，避免因为管道中心和管壁附近的流速差别较大且不稳定，造成检测结果出现误差的问题。
27.5、该超声经颅多普勒血流分析仪检测系统及检测方法，在检测血流速度时，超声束在组织中的传播速度是固定不变的(即衰减系数固定)，在超声频率固定不变的情况下，所检测出的血流速度v和真实的血流速度|v|之间存在一个非常简单的关系：v＝|v|cosθ，通过对超声束和弦线方向之间夹角的计算，使得θ为最小值，从而使结果最接近真实血流速度，减小检测误差，提高准确性。
28.6、该超声经颅多普勒血流分析仪检测系统及检测方法，耦合剂连接管能够在检测探头推移过程中，对检测探头移动后的皮肤表面喷涂耦合剂，从而避免出现得探头移动朝向侧的羯合剂堆积增加，另一侧耦合剂减少其至会直接使探头与人体接触部位完全裸露,超声波在发出后受到空气的干扰,造成超声波的扩散衰减,导致检测的精度降低的问题，进一步提高了检测结果的准确性。
附图说明
29.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
30.图1为本发明的俯视结构示意图；
31.图2为本发明的正视剖视结构示意图；
32.图中：1、超声装置；110、检测探头；120、转动模块；130、超声发射模块；
33.2、体模单元；210、放置箱；220、血流模拟模块；230、调整模块；240、移动模块；
34.3、处理单元。
具体实施方式
35.现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
36.实施例一
37.一种超声经颅多普勒血流分析仪检测系统，包括：超声装置1、体模单元2、处理单元3和无线模块，超声装置1和体模单元2内部均设置有无线模块，该超声经颅多普勒血流分析仪检测系统及检测方法，通过对体模单元2和检测探头110的位置与角度进行调节，使得检测探头110能够对不同角度不同位置下体模单元2所模拟的血流速度进行检测，同时能够使检测探头110的检测位置始终处于血流模拟模块220的同一位置，避免因为管道中心和管壁附近的流速差别较大且不稳定，造成检测结果出现误差的问题。
38.超声装置1，包括检测探头110、转动模块120和超声发射模块130，用于检测待测区域血管分布和获取多普勒频谱；检测探头110用于读取体模单元2的最大输出声功率值，获得频谱，转动模块120用于调整检测探头110的角度，改变检测探头110与体模单元2之间的
夹角，超声发射模块130，用于发射和接收超声波，获取血管分布；检测探头110转动连接在转动模块120一端，转动模块120固定在移动模块240表面，且移动模块240水平设置在体模单元2表面；该超声经颅多普勒血流分析仪检测系统及检测方法，通过设置转动模块120，能够对检测探头110的角度进行调整，在检测探头110对血流模拟模块220进行探测是，使检测探头110与其形成的夹角30
°
、45
°
或60
°
，从而使检测探头110测出的多普勒频谱更加稳定，配合移动模块240，能够使检测探头110对不同位置，不同倾斜角度的血流模拟模块220进行检测。
39.体模单元2，包括放置箱210、血流模拟模块220、调整模块230和移动模块240，调整模块230用于调整血流模拟模块220的位置高度和倾斜角度，移动模块240，用于调整检测探头110的水平位置；调整模块230有两个，且分别设置在血流模拟模块220两端，且两个调整模块230能够独立运行；该超声经颅多普勒血流分析仪检测系统及检测方法，通过调整模块230，能够对血流模拟模块220的高度进行调整，配合超声装置1检测获得的人体血管分布进行改变，从而使得血流模拟模块220能够更加贴合人体血管分布，从而降低模拟误差，同时多个调整模块230的独立运作，能够使血流模拟模块220的不同部位各自调整，从而调整血流模拟模块220的倾斜角度和曲率，进一步降低模拟误差。
40.转动模块120表面还能够固定有耦合剂连接管，该超声经颅多普勒血流分析仪检测系统及检测方法，耦合剂连接管能够在检测探头110推移过程中，对检测探头110移动后的皮肤表面喷涂耦合剂，从而避免出现得探头移动朝向侧的羯合剂堆积增加，另一侧耦合剂减少其至会直接使探头与人体接触部位完全裸露,超声波在发出后受到空气的干扰,造成超声波的扩散衰减,导致检测的精度降低的问题，进一步提高了检测结果的准确性。
41.血流模拟单元，包括弦线和驱动设备，弦线能够以50cm/s的速度转动；血流模拟模块220、调整模块230和移动模块240均设置在放置箱210中，放置箱210中设置有水，且血流模拟模块220和调整模块230设置在水面下，移动模块240设置在水面上，通过水充当组织介质，因为水的密度与人体组织相似，因此可以更准确地模拟血液在人体内的流动情况，并且水具有良好的流动性，可以模拟血液在血管中的流动，并且可以通过调整流速来模拟不同的血流速度。
42.处理单元3，用于处理不同夹角、不同高度位置中检测探头110获取的频谱，还包括数据库，用于记录检测探头110获取的不同角度，不同深度下的血流模拟模块220的多普勒频谱，数据库和处理单元3均能够与超声装置1数据连接。
43.一种超声经颅多普勒血流分析仪检测系统的检测方法，包括以下步骤，
44.步骤1、通过超声发射模块130对待检测区域的血管分布进行检测，标定检测血管，并记录检测血管相对于皮肤的倾斜角度和检测长度，并通过调整模块230同步调整血流模拟模块220的倾斜角度与之相对应；
45.步骤2、选定超声装置1的最小频率，确定超声装置1的最大检测深度，将检测探头110移至最大检测深度所对应的血管位置正上方，通过转动模块120调整检测探头110，当多普勒频谱稳定时，超声束与弦线走向之间的夹角为最小；步骤2中，检测深度的计算方法，检测深度＝1/(2*衰减系数*超声频率)，其中衰减系数为组织的平均衰减系数；步骤2中，超声束与弦线方向之间的夹角越小，结果越接近真实血流速度；该超声经颅多普勒血流分析仪检测系统及检测方法，在检测血流速度时，超声束在组织中的传播速度是固定不变的即衰
减系数固定，在超声频率固定不变的情况下，所检测出的血流速度v和真实的血流速度|v|之间存在一个非常简单的关系：v＝|v|cosθ，通过对超声束和弦线方向之间夹角的计算，使得θ为最小值，从而使结果最接近真实血流速度，减小检测误差，提高准确性。
46.步骤3、在最小夹角状态下，将检测探头110移至检测血管起始点，调整检测探头110的超声频率，直至多普勒频谱稳定，通过此时检测探头110的超声频率，确定超声装置1在检测血管起始点的实际检测深度，得到检测探头110在检测血管上的最大检测范围。
47.该超声经颅多普勒血流分析仪检测系统及检测方法，通过对超声装置1的最大检测深度和实际检测深度的计算，能够得到检测探头110的检测血管上的最大检测范围，根据检测区域中血管的检测范围，确定检测位置是否在超声装置1的检测范围内，同时能够根据检测位置的血管深度即超声装置1的实际深度，并在超声频率不变的情况下，使超声装置1的检测位置始终处于血管的中心位置，避免因为管道中心和管壁附近的流速差别较大且不稳定，造成检测结果出现误差的问题。
48.实施例二
49.本发明提供了一种体模装置模拟血流速度的具体方法：
50.步骤1、准备体模：选择一个合适的体模，可以是人体血管模型、动物器官模型，同时确保体模具有与实际血管相似的形状和尺寸。
51.步骤2、连接液体循环系统：将体模连接到液体循环系统，以模拟血流。其中，液体循环系统通常由泵、管道和储液器组成，同时确保连接处密封可靠，防止液体泄漏。
52.步骤3、调整流量：根据需要，调整液体循环系统的流量，以模拟不同的血流速度，可以通过调节泵的转速或调整管道的直径来控制流量。
53.步骤4、检测血流速度：使用超声仪器或其他血流测量设备，在体模中测量血流速度，将探头放置在体模上，选择测量位置，并记录测量结果。
54.实施例三
55.在实施例一的基础上，一种超声经颅多普勒血流分析仪检测方法，包括以下步骤
56.步骤1、通过超声发射模块130对待检测区域的血管分布进行检测，标定检测血管，并记录检测血管相对于皮肤的倾斜角度和检测长度，并通过调整模块230同步调整血流模拟模块220的倾斜角度与之相对应；
57.步骤2、选定超声装置1的最小频率，确定超声装置1的最大检测深度，其中检测深度的计算方法为：检测深度＝1/(2*衰减系数*超声频率)，其中衰减系数为组织的平均衰减系数；将检测探头110移至最大检测深度所对应的血管位置正上方，通过转动模块120调整检测探头110，当多普勒频谱稳定时，超声束与弦线走向之间的夹角为最小，超声束与弦线方向之间的夹角越小，结果越接近真实血流速度；
58.步骤3、在最小夹角状态下，将检测探头110移至检测血管起始点，调整检测探头110的超声频率，直至多普勒频谱稳定，通过此时检测探头110的超声频率，确定超声装置1在检测血管起始点的实际检测深度，得到检测探头110在检测血管上的最大检测范围。
59.包括：超声装置1、体模单元2、处理单元3和数据库，超声装置1和体模单元2内部均设置有无线模块，
60.超声装置1，包括检测探头110、转动模块120和超声发射模块130，用于检测待测区域血管分布和获取多普勒频谱，检测探头110用于读取体模单元2的最大输出声功率值，获
得频谱，转动模块120用于调整检测探头110的角度，改变检测探头110与体模单元2之间的夹角，超声发射模块130，用于发射和接收超声波，获取血管分布；
61.体模单元2，包括放置箱210、血流模拟模块220、调整模块230和移动模块240，调整模块230用于调整血流模拟模块220的位置高度和倾斜角度，移动模块240，用于调整检测探头110的水平位置；
62.处理单元3，用于处理不同夹角、不同高度位置中检测探头110获取的频谱；
63.数据库，用于记录检测探头110获取的不同角度，不同深度下的血流模拟模块220的多普勒频谱，数据库和处理单元3均能够与超声装置1数据连接。
64.调整模块230有两个，且分别设置在血流模拟模块220两端，且两个调整模块230能够独立运行。
65.检测探头110转动连接在转动模块120一端，转动模块120固定在移动模块240表面，且移动模块240水平设置在体模单元2表面，转动模块120表面还能够固定有耦合剂连接管。
66.血流模拟单元，包括弦线和驱动设备，弦线能够以65cm/s的速度转动，血流模拟模块220、调整模块230和移动模块240均设置在放置箱210中，放置箱210中设置有水，且血流模拟模块220和调整模块230设置在水面下，移动模块240设置在水面上。
67.本发明的工作原理为：
68.首先将该装置放置在指定位置，随后将该装置与外界电源电连接，首先通过超声发射模块130对待检测区域的血管分布进行检测，标定检测血管，并记录检测血管相对于皮肤的倾斜角度和检测长度，并通过调整模块230同步调整血流模拟模块220的倾斜角度与之相对应；
69.随后，选定超声装置1的最小频率，通过检测深度＝1/(2*衰减系数*超声频率)，其中衰减系数为组织的平均衰减系数的计算式，确定超声装置1的最大检测深度，将检测探头110移至最大检测深度所对应的血管位置正上方，通过转动模块120调整检测探头110，当多普勒频谱稳定时，超声束与血流模拟模块220走向之间的夹角为最小，超声束与弦线方向之间的夹角越小，结果越接近真实血流速度；
70.最后，在最小夹角状态下，将检测探头110移至检测血管起始点，调整检测探头110的超声频率，直至多普勒频谱稳定，通过此时检测探头110的超声频率，确定超声装置1在检测血管起始点的实际检测深度，得到检测探头110在检测血管上的最大检测范围。
71.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
72.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。
73.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述
实施例进行改动、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种超声经颅多普勒血流分析仪检测系统，包括：超声装置、体模单元、处理单元，其特征在于，所述超声装置和所述体模单元内部均设置有无线模块，所述超声装置，包括检测探头、转动模块和超声发射模块，用于检测待测区域血管分布和获取多普勒频谱；所述体模单元，包括放置箱、血流模拟模块、调整模块和移动模块，所述调整模块用于调整所述血流模拟模块的位置高度和倾斜角度，所述移动模块，用于调整所述检测探头的水平位置；所述处理单元，用于处理不同夹角、不同高度位置下所述检测探头获取的频谱。2.根据权利要求1所述的一种超声经颅多普勒血流分析仪检测系统，其特征在于：所述检测探头用于读取所述体模单元的最大输出声功率值，获得频谱，所述转动模块用于调整所述检测探头的角度，改变所述检测探头与所述体模单元之间的夹角，所述超声发射模块，用于发射和接收超声波，获取血管分布。3.根据权利要求1所述的一种超声经颅多普勒血流分析仪检测系统，其特征在于：所述调整模块有两个，且分别设置在所述血流模拟模块两端，且两个所述调整模块能够独立运行。4.根据权利要求1所述的一种超声经颅多普勒血流分析仪检测系统，其特征在于：所述检测探头转动连接在所述转动模块一端，所述转动模块固定在所述移动模块表面，且所述移动模块水平设置在所述体模单元表面，所述转动模块表面还能够固定有耦合剂连接管。5.根据权利要求1所述的一种超声经颅多普勒血流分析仪检测系统，其特征在于：所述血流模拟单元，包括弦线和驱动设备，所述弦线能够以45-80cm/s的速度转动。6.根据权利要求1所述的一种超声经颅多普勒血流分析仪检测系统，其特征在于：所述血流模拟模块、所述调整模块和所述移动模块均设置在所述放置箱中，所述放置箱中设置有水，且所述血流模拟模块和所述调整模块设置在水面下，所述移动模块设置在水面上。7.根据权利要求1所述的一种超声经颅多普勒血流分析仪检测系统，其特征在于：还包括数据库，用于记录所述检测探头获取的不同角度，不同深度下的所述血流模拟模块的多普勒频谱，所述数据库和所述处理单元均能够与所述超声装置数据连接。8.一种超声经颅多普勒血流分析仪检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1、通过超声发射模块对待检测区域的血管分布进行检测，标定检测血管，并记录检测血管相对于皮肤的倾斜角度和检测长度，并通过调整模块同步调整血流模拟模块的倾斜角度与之相对应；步骤2、选定超声装置的最小频率，确定超声装置的最大检测深度，将检测探头移至最大检测深度所对应的血流模拟模块位置正上方，通过转动模块调整检测探头，当多普勒频谱稳定时，超声束与弦线走向之间的夹角为最小；步骤3、在最小夹角状态下，将检测探头移至血流模拟模块起始点，调整检测探头的超声频率，直至多普勒频谱稳定，通过此时检测探头的超声频率，确定超声装置在血流模拟模块起始点的实际检测深度，得到检测探头在血流模拟模块上的最大检测范围。9.根据权利要求8所述的一种超声经颅多普勒血流分析仪检测系统的检测方法，其特征在于：步骤2中，检测深度的计算方法，检测深度＝1/(2*衰减系数*超声频率)，其中衰减系数为组织的平均衰减系数。
10.根据权利要求8所述的一种超声经颅多普勒血流分析仪检测系统的检测方法，其特征在于：步骤2中，超声束与弦线方向之间的夹角越小，结果越接近真实血流速度。

技术总结
本发明公开了一种超声经颅多普勒血流分析仪检测系统，包括：超声装置、体模单元、处理单元和无线模块，所述超声装置和所述体模单元内部均设置有所述无线模块，所述超声装置，包括检测探头、转动模块和超声发射模块，用于检测待测区域血管分布和获取多普勒频谱。其有益效果是，该超声经颅多普勒血流分析仪检测系统及检测方法，通过对体模单元和检测探头的位置与角度进行调节，使得检测探头能够对不同角度不同位置下体模单元所模拟的血流速度进行检测，同时能够使检测探头的检测位置始终处于血流模拟模块的同一位置，避免因为管道中心和管壁附近的流速差别较大且不稳定，造成检测结果出现误差的问题。出现误差的问题。出现误差的问题。


技术研发人员：许臻彦 袁亦金 夏唯一
受保护的技术使用者：苏州海神联合医疗器械有限公司
技术研发日：2023.08.17
技术公布日：2023/10/11