[发明专利]超声成像系统和方法

说明书

一种超声成像系统用于确定搏出量和/或心输出量。所述成像系统可以包括：换能器单元，其用于采集对象的心脏的超声数据(或用于接收所采集的超声数据的输入)；以及控制器。所述控制器适于执行两步流程，第一步是初始评估步骤，第二步是具有取决于评估结果两种可能模式的成像步骤。在初始评估流程中，确定是否存在返流性心室流量。这是使用应用于初始超声数据的多普勒处理技术来执行的。如果不存在返流，则使用3D超声图像数据分割来确定搏出量，以识别和测量收缩末期和舒张末期中的每个中左心室或右心室的体积，它们之间的差值可以给出搏出量的量度。如果确实存在返流，则使用多普勒技术确定搏出量，多普勒技术可应用于整个心动周期连续收集的超声数据。

技术领域

本发明涉及一种超声成像系统和方法，具体而言，用于确定搏出量。

背景技术

从心脏的左心室或右心室流出的血液是临床医师在一系列诊断和治疗应用中使用的参数。单个心动周期(单个心跳)中的总血液流出量称为(左心室)搏出量，每分钟的血液流出量称为心输出量。两者都是在一系列临床应用中使用的关键参数。

搏出量的一个重要用途是评估血液动力学流体介入过程中的静脉输液反应。

在呼吸时，肺部扩张和收缩。这些体积变化导致胸腔内压力发生变化，吸气时的压力低于呼气时的压力。压力变化对心脏的血液动力学功能有影响；特别是在吸气期间，胸腔内压力对左心室施加的有效力要比呼气期间要低，从而导致舒张体积减小。

可以通过收缩压的变化来间接测量这种作用。被称为奇脉的大的血压偏移(10mmHg，即大约1333.22帕斯卡)与诸如心脏压塞和哮喘的状况相关，并且被用于管理急性循环衰竭患者的最佳输液治疗。

在血液动力学不稳定患者的呼吸支持期间，通常在麻醉下使用机械通气。正压从外部设备施加到肺中，引起体积膨胀和通气的吸气阶段。但是，呼吸性细支气管和肺泡所经历的绝对气压与常规呼吸期间所遇到的绝对气压有所不同，在常规呼吸期间，隔膜的运动产生了在正压力梯度下被大气填充的体积。结果，在机械通气期间血流动力学效应被逆转，从而导致奇脉逆转。

由于缺乏实时的方法来跟踪左心室或右心室的收缩和舒张体积，临床医师只能跟踪呼吸周期中的血压变化，以评估其他液体对心脏功能的潜在影响。尽管这种间接方法是可行的，但获得心脏附近血压的时间跟踪记录的过程仅限于装有侵入性径向设备或心脏内导管的患者。此外，血压记录是调查左心室和心房负载前和负载后压力的间接方法。

当前，在血液动力学管理期间预测对静脉输液反应的方法依赖于实时血压追踪分析。Reuter等人在“Optimizing fluid therapy in mechanically ventilated patientsafter cardiac surgery by on-line monitoring of left ventricular stroke volumevariations.Comparison with aortic systolic pressure variations,”Br.J.Anaesth.,vol.88,no.1，第124–126页，2002年1月，描述了一种使用连续动脉脉搏轮廓分析(使用脉搏轮廓心输出量(PiCCO)监测器)来实时估计搏出量的方法。与标准的收缩压变化方法(+/-8％)相比，所述方法的效果相对较好，但仍需要使用侵入性股导管。此外，脉冲轮廓分析在估计搏出量方面有其自身的局限性，例如压力传感器相对于静脉静力学的轴的位置的变化。

心输出量也是用于通知血流动力学状况处置的关键临床参数，并经由心率而与搏出量有关，即：心输出量＝搏出量x心率。

直接测量搏出量(或心输出量)的一种方法是使用超声成像方法。

例如，已知的是，左心室流出道(LVOT)的二维多普勒(经食道(TEE))超声可通过监测心动周期内流经该道的流量来连续提供估计的搏出量。