信号处理方法分析脑血流自动调节功能.ppt

内 容 研究意义 大脑： 脑组织几乎没有能量储备，大脑依靠连续不断血液循环来提供氧和葡萄糖等营养物质来维持正常的功能和结构的完整性。 大脑的重量约占人体体重的2%，但是却要消耗人体25%的氧和15～20%的供血（安静平躺的情况下）。 大脑对缺血十分敏感，当大脑的供血不足或中断时，由于没有氧、葡萄糖和其他营养物质，在3～5分钟后脑细胞就开始软化甚至死亡。为保护脑组织不受缺血的影响，大脑就需要一种能够保证相对稳定的供血机能，这就是脑血流调节机能。 研究意义 * 信号处理方法分析脑血流自动调节功能 研究意义 1 相关知识介绍 2 方法介绍 3 工作内容 4 具有正常的自动调节能力对于脑机体是至关重要的。 但是，当发生脑卒中、高血压、脑外伤、脑肿瘤等严重的脑损伤时会使脑血流自动调节功能下降。目前在临床上虽然可以控制动脉血压，但由于不了解每一个体的脑血流自动调节状态，无法实时的调整脑灌注压，也就无法保证脑血流量的恒定。 因此，如果能及时、准确的评价患者的脑血流自动调节能力，对脑血管疾病的诊断及治疗有重要的指导意义。 研究意义 大脑自动调节功能可以简单的描述成在当灌注压（CPP）变化时大脑维持脑血流在恒定的范围的机制 。 CBF = CPP / CVR CBF = CPP/((8*μ*l)/πr4 相关知识介绍 1、肌源性学说 2、代谢学说 3、神经源性学说 4、内皮细胞源学说 脑血流自动调节功能的生理机制还没有完全的被解释.目前主要有4种学说以解释脑血流自动调节功能的生理机制。 数据采集 连续血压测量仪 多谱勒超声测量脑血流速度 (TCD) 分析dCA的数据 1、 外界模拟ABP改变 ⑴　束带法 　　⑵　通过使受试者周期的呼吸引起ABP周期波动等 ２、自发ABP改变 ⑴ 休息状态的ABP改变 方法介绍 静态脑血流自动调节分析：研究血压变化引起的血流变化脑血流自动调节能力，在没有考虑时间因素条件下。 脑血流 动脉血压 静态脑血流自动调节 自动调节的上限：当动脉灌注压升高到维持脑血流量恒定的最高值时，脑血管阻力增高到最大限度，如果动脉灌注压超过该点时，脑血流则呈线性增高，脑血管阻力反而降低。维持脑血流恒定的最高灌注压值，即为脑血流自动调节的上限。脑血流自动调节上限，是机体保护脑组织免受因灌注压过高而使脑血流增高的最大耐受能力。若超过自动调节的上限，则可立即导致脑的过渡灌注，从而引起脑水肿和颅内压增高等症状。 自动调节的下限：若动脉灌注压降低到维持脑血流恒定的最低值时，脑血流量固定不变，脑血管阻力达到最低，此值即为脑血流自动调节的下限。若动脉灌注压下降至低于自动调节的下限时，脑血流则呈线性减少。动脉灌注压降低到出现脑缺血症状时，此灌注压值即为机体的最低耐受压。 脑血流动态自动调节（dCA） 动脉血压 脑血流速度 传统动态分析方法 1、Tiecks model Tiecks1995年提出一个简单的二阶微分方程公式去描述脑血压和脑血流的关系，它是第一个试图去量化大脑自动调节的动态特性。 dP = (MABP - iABP)/(iABP - CCP) (4.1) x2 = x2 + (x1 - 2D * x2)/(f * T) (4.2) x1 = x1 + (dP- x2)/(f * T) (4.3) MCAv = iMCAv * (1 + dP - K * x2) (4.4) matlab仿真结果:在这个数学模型中,定义脑自动调节指数ARI,从上图底到上依次定ARI=0-9,9个等级,9代表脑血流调节的最佳状态,0代表自动调节机能完全消失。 通过下肢束带法实际测得的曲线与之比较,利用最小二乘方法选择最符合的曲线，即为受试者实际的自动调节指数.在算法中T、D、K分别表示时间常量、衰减因子、动态自动调节因数。 由于算法是最先被引入的方法，较为经典，被各国研究者广泛应用。但是Tiecks模型完全根据数学公式，引入T、D、K分别表示时间、衰减因子、动态调节因数三个参数，并没有考虑脑血流自动调节的生理机制，同时由于该算法需要外界干扰血压和可重复性较差，所以不是“金”标准。 2、Transfer function analysi