阅读说明：本技术 一种基于智能冠状动脉支架的再狭窄监测装置及方法 (Restenosis monitoring device and method based on intelligent coronary stent ) 是由 任勇 王景璟 马骏 张明 于 2020-04-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种基于智能冠状动脉支架的再狭窄监测装置及方法,其包括第一血液状态检测装置、第二血液状态检测装置、第三血液状态检测装置和外部数据处理装置；血液状态检测装置包括：传感器组、内处理器、能量供应装置和射频发射模块；外部数据处理装置包括射频接收模块、存储器和数据处理器；射频接收模块用以接收来自所述射频发射模块的电信号,存储器用以存储所述电信号,数据处理器周期性地从存储器中调取电信号；当血液状态函数G的数值位于判断区间ΔSn内时,外部数据处理装置不工作；当血液状态函数G的数值位于判断区间ΔSn外时,外部数据处理装置同时向患者和医院发送警报通知。(The invention provides a restenosis monitoring device and method based on an intelligent coronary stent, which comprises a first blood state detection device, a second blood state detection device, a third blood state detection device and an external data processing device, wherein the first blood state detection device is connected with the second blood state detection device; the blood condition detection device includes: the device comprises a sensor group, an inner processor, an energy supply device and a radio frequency emission module; the external data processing device comprises a radio frequency receiving module, a memory and a data processor; the radio frequency receiving module is used for receiving the electric signal from the radio frequency transmitting module, the memory is used for storing the electric signal, and the data processor periodically retrieves the electric signal from the memory; when the value of the blood state function G is within the judgment interval delta Sn, the external data processing device does not work; when the value of the blood state function G is outside the determination section Δ Sn, the external data processing apparatus simultaneously transmits an alarm notification to the patient and the hospital.)

一种基于智能冠状动脉支架的再狭窄监测装置及方法

技术领域

本发明涉及医疗检测技术领域，具体涉及一种基于智能冠状动脉支架的再狭窄监测装置及方法。

背景技术

当今社会，生活节奏的加快以及不科学的饮食习惯、自我保健意识的缺乏等因素，导致心血管疾病发病率越来越高，全世界每年死于心血管疾病的人数高达1500万人，居各种死因首位。目前，我国心血管疾病患者已经超过2.7亿人，我国每年死于心血管疾病近300万人，占我国每年总死亡病因的51％，且伴随人口老龄化趋势，心血管患病率还在持续上升中。

心血管疾病具有“发病率高、死亡率高、复发率高，并发症多”的特点，冠心病是心血管疾病中较常见的一种，它是供给心脏营养物质的血管--冠状动脉发生严重粥样硬化或痉挛，使冠状动脉狭窄或阻塞，形成血栓，造成管腔闭塞，导致心肌缺血缺氧或梗塞的一种心脏病，亦称缺血性心脏病，在临床上主要表现为心绞痛或心肌梗塞。冠心病的治疗方式一般分为药物治疗、外科手术和介入治疗三大类。药物治疗虽有诸多优点，但是周期长、见效慢、副作用大，常规的药物难以消除动脉内壁积累的大量脂类斑块从而使血管畅通。心脏冠状动脉支架是冠心病手术中最重要的部分，心脏冠状动脉支架介入手术完成后，需要定期进行复查。

在我国，随着生活水平的提高，越来越多偏远地区的人在进行心脏冠状动脉支架手术时会选择北上广等远离居住地的发达城市的医院进行手术；故反复复查会给这些患者增加了一定的出行难度。

为此，本发明提供了基于智能冠状动脉支架的再狭窄监测装置及方法，以至少部分地解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于智能冠状动脉支架的再狭窄监测装置，其包括第一血液状态检测装置、第二血液状态检测装置、第三血液状态检测装置和外部数据处理装置；所述第一血液状态检测装置、所述第二血液状态检测装置和所述第三血液状态检测装置均设置在冠状动脉支架中；所述第一血液检测装置和所述第三血液状态检测装置设置在所述冠状动脉支架两端，所述第二血液状态检测装置设置在所述冠状动脉支架中间；

血液状态检测装置包括：传感器组、内处理器、能量供应装置和射频发射模块；所述外部数据处理装置包括射频接收模块、存储器和数据处理器；所述射频接收模块用以接收来自所述射频发射模块的电信号，所述存储器用以存储所述电信号，所述数据处理器周期性地从所述存储器中调取电信号；

所述存储器中包括动脉血液实时状态衡量值M和血液状态函数G的运算公式，血液状态函数G的运算公式如下：

式中，n为编号，V₁(v)为第一血液状态检测装置的血液流速函数；V₂(v)为第二血液状态检测装置的血液流速函数；V₃(v)为第三血液状态检测装置的血液流速函数；F₁(P)为第一血液状态检测装置的血液压力函数；F₂(P)为第二血液状态检测装置的血液压力函数；F₃(P)为第三血液状态检测装置的血液压力函数；

所述储存器中储存有预设血液状态函数衡量值和预设波动值ΔK，血液状态函数衡量值包括第一衡量值K1，第二衡量值K2和第三衡量值K3；所述储存器基于预设血液状态函数衡量值和预设波动值ΔK生成判断区间ΔSn，n为判断区间编号；当血液状态函数G的数值位于判断区间ΔSn内时，所述外部数据处理装置不工作；当血液状态函数G的数值位于判断区间ΔSn外时，所述外部数据处理装置同时向患者和医院发送警报通知。

进一步地，判断区间包括：第一判断区间(ΔS1 ΔS2)、第二判断区间(ΔS3 ΔS4)和第三判断区间(ΔS5 ΔS6)；ΔS1＝K1+0.1ΔK，ΔS2＝K1-0.1ΔK，ΔS3＝K2+ΔK，ΔS4＝K2-ΔK，ΔS5＝K3+10ΔK，ΔS6＝K3-10ΔK，其中，ΔK为预设波动值，K1为第一衡量值，K2为第二衡量值，K3为第三衡量值；

当血液状态函数G的数值大于ΔS1且小于ΔS4时，冠状动脉发生再狭窄现象，且再狭窄现象发生再支架内，所述外部数据处理装置向医院发送对应信息；

当血液状态函数G的数值大于ΔS3且小于ΔS6时，冠状动脉发生再狭窄现象，且再狭窄现象发生再支架内，所述外部数据处理装置向医院发送对应信息；

当血液状态函数G的数值大于ΔS5或当血液状态函数G的数值小于ΔS2时；冠状动脉发生再狭窄现象，且再狭窄现象延伸到支架外部，所述外部数据处理装置向医院发送对应信息。

进一步地，所述能量供应装置分别向所述传感器组和所述内处理器供应电能，所述传感器组将检测到的电信号传输到所述内处理器中，所述内处理器将血液流速信号和血液压力信号转化为数字信号，并加载集成电路ID、时间戳等信息，所述内处理器通过所述射频发射模块将数字信号发送到所述外部处理装置中。

进一步地，所述血液状态检测装置还包括心脏冠状动脉支架壳体，所述传感器组包括流速传感器组和压力传感器组；所述压力传感器组包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器，所述流速传感器组包括第一流速传感器、第二流速传感器、第三流速传感器和第四流速传感器。

进一步地，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第三压力传感器和所述第四压力传感器设置在所述心脏冠状动脉支架壳体的内壁上；

所述第一流速传感器、所述第二流速传感器、所述第三流速传感器和所述第四流速传感器设置在所述心脏冠状动脉支架壳体的内壁上。

进一步地，所述血液状态检测装置包括所述第一血液状态检测装置、所述第二血液状态检测装置和所述第三血液状态检测装置，在每个血液状态检测装置的所述存储器中均设有血液压力函数F_n(P)和血液流速函数V_n(v)。

进一步地，血液压力函数为F_n(P1’，P2’，P3’，P4’)；P1’为所述第一压力传感器所检测到的实时压力；P2’为所述第二压力传感器所检测到的实时压力；P3’为所述第三压力传感器所检测到的实时压力；P4’为所述第四压力传感器所检测到的实时压力；血液流速函数为V_n(v1’，v2’，v3’，v4’)，v1’为所述第一流速传感器所检测到的实时流速；v2’为所述第二流速传感器所检测到的实时流速；v3’为所述第三流速传感器所检测到的实时流速；v4’为所述第四流速传感器所检测到的实时流速。

进一步地，所述存储器中储存有正常情况下动脉的血液标准流速V0和血液标准压力P0。

进一步地，所述数据处理器调取血液标准流速V0分别与所述第一流速传感器检测的实时流速v1’、所述第二流速传感器检测的实时流速v2’、所述第三流速传感器检测的实时流速v3’、所述第四流速传感器检测的实时流速v4’做对比，若在全部流速数据中仅存在一个实时流速值不等于血液流速压力V0，则V_n(v)＝1，若在全部流速数据中仅存在两个实时流速值不等于血液流速压力V0，则V_n(v)＝2，若在全部流速数据中仅存在三个实时流速值不等于血液流速压力V0，则V_n(v)＝3，若全部流速数据中仅存在四个实时流速值不等于血液标准流速V0，则V_n(v)＝4。

进一步地，所述数据处理器调取血液标准压力P0分别与所述第一压力传感器检测的实时压力P1’、所述第二压力传感器检测的实时压力P2’、所述第三压力传感器检测的实时压力P3’、所述第四压力传感器检测的实时压力P4’做对比，若在全部压力数据中仅存在一个实时压力值小于等于血液标准压力P0，则F_n(P)＝1，若在全部压力数据中仅存在两个实时压力值小于等于血液标准压力P0，则F_n(P)＝2，若在全部压力数据中仅存在三个实时压力值小于等于血液标准压力P0，则F_n(P)＝3，若全部压力数据中仅存在四个实时压力值小于等于血液标准压力P0，则F_n(P)＝4。

本发明还提供了一种基于智能冠状动脉支架的再狭窄监测方法，其包括如下步骤：

第一血液状态检测装置、第二血液状态检测装置和第三血液状态检测装置的压力传感器组检测各自装置中的压力数据，以形成血液压力函数为F_n(P1’，P2’，P3’，P4’)；

所述第一血液状态检测装置、所述第二血液状态检测装置和所述第三血液状态检测装置的流速传感器组检测各自装置中的流速数据，以形成血液流速函数为V_n(v1’，v2’，v3’，v4’)；

数据处理器将血液标准压力P0与实时压力做比较，所述数据处理器根据比较结果为血液压力函数F_n(P)赋值；

所述数据处理器将血液标准流速V0与实时流速做比较，所述数据处理器根据比较结果为血液流速函数V_n(v)赋值；

储存器中储存有预设血液状态函数衡量值和预设波动值ΔK，所述储存器基于预设血液状态函数衡量值和预设波动值ΔK生成判断区间ΔSn，n为判断区间编号；当血液状态函数G的数值位于判断区间ΔSn内时，所述外部数据处理装置不工作；当血液状态函数G的数值位于判断区间ΔSn外时，所述外部数据处理装置同时向患者和医院发送警报通知。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明提供了一种基于智能冠状动脉支架的再狭窄监测装置及方法，其中，本发明的装置与现有技术的不同之处在于，本发明设有三个血液检测装置，每个检测装置中均设有传感器组；第一血液状态检测装置、第二血液状态检测装置和第三血液状态检测装置的压力传感器组检测各自装置中的压力数据，以形成血液压力函数为F_n(P1’，P2’，P3’，P4’)；所述第一血液状态检测装置、所述第二血液状态检测装置和所述第三血液状态检测装置的流速传感器组检测各自装置中的流速数据，以形成血液流速函数为V_n(v1’，v2’，v3’，v4’)；数据处理器将血液标准压力P0与实时压力做比较，所述数据处理器根据比较结果为血液压力函数F_n(P)赋值；所述数据处理器将血液标准流速V0与实时流速做比较，所述数据处理器根据比较结果为血液流速函数V_n(v)赋值。

所述存储器中包括动脉血液实时状态衡量值M和血液状态函数G的运算公式，血液状态函数G的运算公式如下：

所述储存器中储存有预设血液状态函数衡量值和预设波动值ΔK，血液状态函数衡量值包括第一衡量值K1，第二衡量值K2和第三衡量值K3；所述储存器基于预设血液状态函数衡量值和预设波动值ΔK生成判断区间ΔSn，n为判断区间编号；当血液状态函数G的数值位于判断区间ΔSn内时，所述外部数据处理装置不工作；当血液状态函数G的数值位于判断区间ΔSn外时，所述外部数据处理装置同时向患者和医院发送警报通知。

进一步地，当血液状态函数G的数值大于ΔS1且小于ΔS4时，冠状动脉发生再狭窄现象，且再狭窄现象发生再支架内，所述外部数据处理装置向医院发送对应信息；当血液状态函数G的数值大于ΔS3且小于ΔS6时，冠状动脉发生再狭窄现象，且再狭窄现象发生再支架内，所述外部数据处理装置向医院发送对应信息；当血液状态函数G的数值大于ΔS5或当血液状态函数G的数值小于ΔS2时；冠状动脉发生再狭窄现象，且再狭窄现象延伸到支架外部，所述外部数据处理装置向医院发送对应信息。

本发明所述的基于智能冠状动脉支架的再狭窄监测装置可以免去患者反复复查的烦恼；本发明特有的区间判断法可判断再狭窄状况发生的具***置，以使医护人员第一时间了解到该患者的身体状况，提高了诊断效率。

附图说明

为了使本发明的优点更容易理解，将通过参考在附图中示出的

具体实施方式

更详细地描述上文简要描述的本发明。可以理解这些附图只描绘了本发明的典型实施方式，因此不应认为是对其保护范围的限制，通过附图以附加的特性和细节描述和解释本发明。

图1为本发明所述的基于智能冠状动脉支架的再狭窄监测装置的一种实施例整体结构示意图；

图2为本发明所述的基于智能冠状动脉支架的再狭窄监测装置的传感器布置方式示意图；

图3为本发明所述的动脉支架的一种实施例结构示意图。

附图标记说明：

1、心脏冠状动脉支架壳体；11、第一血液状态检测装置；12、第二血液状态检测装置；13、第三血液状态检测装置；21、第一压力传感器；22、第二压力传感器；23、第三压力传感器；24、第四压力传感器；31、第一流速传感器；32、第二流速传感器；33、第三流速传感器；34、第四流速传感器；4、横向支撑结构；5、若干纵向支撑结构。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

在本发明的描述中，术语“内侧”、“外侧”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参阅图1所示，本发明提供了一种基于智能冠状动脉支架的再狭窄监测装置及方法，其包括第一血液状态检测装置11、第二血液状态检测装置12、第三血液状态检测装置13和外部数据处理装置。血液状态检测装置包括：传感器组、内处理器、能量供应装置和射频发射模块；在本发明中，三个血液状态检测装置包括第一射频发射模块、第二射频发射模块和第三射频发射模块；外部数据处理装置包括射频接收模块、存储器和数据处理器；射频接收模块用以接收来自第一射频发射模块、第二射频发射模块和第三射频发射模块的电信号，存储器用以存储所述电信号，数据处理器周期性地从存储器中调取电信号，并根据该电信号进行血液流速状态分析。

传感器组包括流速传感器组和压力传感器组；在图2所述的实施例中，压力传感器组包括第一压力传感器21、第二压力传感器22、第三压力传感器23和第四压力传感器24，第一压力传感器21、第二压力传感器22、第三压力传感器23和第四压力传感器24设置在心脏冠状动脉支架壳体1的内壁上；流速传感器组包括第一流速传感器31、第二流速传感器32、第三流速传感器33和第四流速传感器34，第一流速传感器31、第二流速传感器32、第三流速传感器33和第四流速传感器34设置在心脏冠状动脉支架壳体1的内壁上。

在本发明的一些实施例中，第一压力传感器21、第二压力传感器22、第三压力传感器23和第四压力传感器24在与动脉支架壳体的轴向垂直的平面上的正投影沿动脉支架壳体1的内壁周向间隔均匀分布；第一流速传感器31、第二流速传感器32、第三流速传感器33和第四流速传感器34在与动脉支架壳体的轴向垂直的平面上的正投影沿动脉支架壳体1的内壁周向间隔均匀分布。

在血液状态检测装置中，能量供应装置分别向传感器组和内处理器供应电能，传感器组将检测到的电信号传输到内处理器中，内处理器将血液流速信号和血液压力信号转化为数字信号，并加载集成电路ID、时间戳等信息，通过射频发射模块将数字信号发送到外部处理装置中。在本发明的一些实施例中，能量供应装置为微型电池，能量供应装置直接为传感器组和内处理器供应电能；能量供应装置还可以接收由外部处理设备辐射至体内的电磁波，通过无线射频能量收集的方式为传感器组和内处理器供应电能。

参阅图3所示，在本发明的一些实施例中，心脏冠状动脉支架包括两个以上的横向支撑结构4和若干纵向支撑结构5，每一横向支撑结构4均由一金属丝弯曲形成环形支架；相邻两环形支架之间通过若干交错设置的纵向支撑结构5固定连接，使支架撑开后形成网状结构。环形支架可以采用正弦波结构或锯齿波结构。其中，在每节支架的另一端分别设置有绝缘材料，通过绝缘材料固定该节支架结构的稳固性。第一血液状态检测装置11、第二血液状态检测装置12和第三血液状态检测装置13均设置在冠状动脉支架中；第一血液检测装置11和第三血液状态检测装置13设置在冠状动脉支架两端，第二血液状态检测装置12设置在所述冠状动脉支架中间。

射频接收装置接收来自射频发射装置的数字信号，存储器中设有血液压力函数F_n(P)和血液流速函数V_n(v)。

具体而言，血液压力函数为F_n(P1’，P2’，P3’，P4’)；P1’为第一压力传感器21所检测到的实时压力；P2’为第二压力传感器22所检测到的实时压力；P3’为第三压力传感器23所检测到的实时压力；P4’为第四压力传感器24所检测到的实时压力；血液流速函数为V_n(v1’，v2’，v3’，v4’)，v1’为第一流速传感器31所检测到的实时流速；v2’为第二流速传感器32所检测到的实时流速；v3’为第三流速传感器33所检测到的实时流速；v4’为第四流速传感器34所检测到的实时流速。存储器中储存有血液状态函数G{F_n(P)，V_n(v)}，其中，n为编号，F_n(P)为血液压力函数，V_n(v)为血液流速函数。

第一血液状态检测装置、第二血液状态检测装置和第三血液状态检测装置均设置在待监控的心脏冠状动脉中；存储器中储存有正常情况下该动脉的血液标准流速V0和血液标准压力P0。

对于各血液状态检测装置，数据处理器调取血液标准流速V0分别与第一流速传感器检测的实时流速v1’、第二流速传感器检测的实时流速v2’、第三流速传感器检测的实时流速v3’、第四流速传感器检测的实时流速v4’做对比，若在全部流速数据中仅存在一个实时流速值不等于血液流速压力V0，则V_n(v)＝1，以此类推，若全部流速数据中仅存在四个实时流速值不等于血液标准流速V0，则V_n(v)＝4。

数据处理器调取血液标准压力P0分别与第一压力传感器检测的实时压力P1’、第二压力传感器检测的实时压力P2’、第三压力传感器检测的实时压力P3’、第四压力传感器检测的实时压力P4’做对比，若在全部压力数据中仅存在一个实时压力值小于等于血液标准压力P0，则F_n(P)＝1，以此类推，若全部压力数据中仅存在四个实时压力值小于等于血液标准压力P0，则F_n(P)＝4。

存储器中还包括血液状态函数G的运算公式，G{F_n(P)，V_n

式中，V₁(v)为第一血液状态检测装置的血液流速函数；V₂(v)为第二血液状态检测装置的血液流速函数；V₃(v)为第三血液状态检测装置的血液流速函数；F₁(P)为第一血液状态检测装置的血液压力函数；F₂(P)为第二血液状态检测装置的血液压力函数；F₃(P)为第三血液状态检测装置的血液压力函数。

储存器中储存有预设血液状态函数衡量值和预设波动值ΔK，血液状态函数衡量值包括第一衡量值K1，第二衡量值K2和第三衡量值K3；储存器基于预设血液状态函数衡量值和预设波动值ΔK生成判断区间ΔSn，n为判断区间编号；当血液状态函数G的数值位于判断区间ΔSn内时，外部数据处理装置不工作；当血液状态函数G的数值位于判断区间ΔSn外时，外部数据处理装置同时向患者和医院发送警报通知。

判断区间包括：第一判断区间(ΔS1 ΔS2)、第二判断区间(ΔS3 ΔS4)和第三判断区间(ΔS5 ΔS6)；ΔS1＝K1+0.1ΔK，ΔS2＝K1-0.1ΔK，ΔS3＝K2+ΔK，ΔS4＝K2-ΔK，ΔS5＝K3+10ΔK，ΔS6＝K3-10ΔK，其中，ΔK为预设波动值，K1为第一衡量值，K2为第二衡量值，K3为第三衡量值；

当血液状态函数G的数值大于ΔS1且小于ΔS4时，冠状动脉发生再狭窄现象，且再狭窄现象发生再支架内，外部数据处理装置向医院发送对应信息；

当血液状态函数G的数值大于ΔS3且小于ΔS6时，冠状动脉发生再狭窄现象，且再狭窄现象发生再支架内，外部数据处理装置向医院发送对应信息；

当血液状态函数G的数值大于ΔS5或当血液状态函数G的数值小于ΔS2时；冠状动脉发生再狭窄现象，且再狭窄现象延伸到支架外部，外部数据处理装置向医院发送对应信息。

在本发明的一些实施例中，外部数据处理装置可设置在患者佩戴的手表或手环等移动设备上，外部数据处理装置可将检测结果实时发送给患者；外部数据处理装置还可具有远程通信功能，外部数据处理装置可将检测到的状况发送给医院。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“部件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。