摘要：传统脑血流检测仪采用阻抗原理仅能描记脑阻抗波形，进行人工分析波形和几个参数的计算，由于波幅值受基础阻抗Z₀的影响导致重复性很差，远不能满足临床需求。我们研制开发的导纳式双侧脑血流自动检测仪即消除了Z₀的影响又可对二维脑导纳微分环的形态、面积大小及各相面积比值进行自动分析计算。据此可反映出颈内动脉颅内段和椎动脉的血管流量以及静脉回流阻力等定量指标。尤其采用了导纳频谱分析技术可对波形的改变进行定量分析，从而大大提高了该检测方法的临床应用价值。

中图分类号：R38.6文献标识码：A

文章编号：1005-202X(1999)04-0239-02

Development of admittance bilateral cerebral blood flow auto-detect apparatus

LI Zhi-ming 1,SUN Zhi-hong¹,FU Zhi-yi¹, CAO Qi-long¹, PAN Zhi-da¹

(1. PLA, Recovered Medical Science Center ,Dalian 116013;2.PLA, General Hospital, Nerve Internal,

Beijing 100000;3.Department of Medical Physics, Dalian Medical University, Dalian 116000,China)

Abstract: Traditional cerebral blood flow detects apparatus use the mouthed of resistance, only can trace the resistance waveform of brain, proceed to analyze by man-made of waveform and to calculate a few of parameter. Because of the wave amplitude value influenced by base resistance(Z₀), the poor repeatability results, and the needs of clinical can not be satisfied. The admittance bilateral cerebral blood flow detect apparatus not only cancel the influence of Z₀,but also can analysis the shape 、 the area and the area ratio of two-dimension brain admittance automatically. And then, it can reflect the blood vessel flux of internal carotid plexus, intracranial sector and vertebral, the quantification target of vein backflow drag. Especially by use of the technique of the admittance spectrum analysis to quantification target the changing of the waveform can be studied quantitatively. And the clinic application value of the test method is enhanced.

Key words:encephalon impedance diagram; encephalon admittance differential loop; admittance changing(Δy); admittance differential(dy/dt)

Nyboer 于1940年从理论上推导了电阻抗和容积的关系。如果把阻抗随时间的变化描记下来，即可反映体内血管容积或截面积的变化，称其为阻抗图（impedance plethysmogram）,习惯上也称其为血流图（rheogram）。导纳图（admittance plethysmogram）是在阻抗图的基础上发展起来的，导纳（y）与阻抗（Z）之间的关系是y=1/z。如果阻抗（或导纳）随时间的变化是反映脑血管容积或截面积的变化就是我们常说的脑血流图。脑血流图波形的某些变化，对脑血管疾病的诊断具有一定意义。而国内现有的单笔、双笔、三笔脑血流图仪，无论是桥式或直接式仪器，都只能描记脑阻抗波形，并用人工进行形态分析和计算几个参数，由于波幅值受基础阻抗Z₀的影响导致重复性很差，远不能满足临床需求。针对这一情况，我们研制开发了导纳式双侧脑血流自动检测仪。该仪器可对脑导纳变化（ΔY）和脑导纳微分（dy/dt）所形成的二维脑导纳环形态、面积大小及各相面积比值进行左、右两侧各导联的同步自动分析，从而反映出颈内动脉颅内段和椎动脉的血管流量以及静脉回流阻力等指标。此外，我们根据脑导纳图波形变化重复性好的特点，对导纳图波形进行了频谱分析，使共波形的变化有了定量指标，从而大大提高了临床的使用价值。现将我们的工作介绍如下：

1仪器结构原理

该仪器总体结构原理如图1所示。

图1导纳式双侧脑血流自动检测仪原理框图

图中可以看出它是由导联电极、恒流源、放大器、模/数转换器以及计算机系统等部分组成的。现对各主要原器件的作用加以说明。

恒流源产生于一个50 kHz、2 mA的恒流信号，通过导联线加到源电极，左、右脑的采样电极将脑血管的阻抗变化信号通过导联线分别传入左右脑阻抗放大器，经放大滤波处理后，两路阻抗放大器同时输出四道模拟信号，即左、右脑阻抗变化信号(ΔZ_L、ΔZ_R)和左、右脑基础阻抗信号（Z_0L、Z_0R）到模/数转换器。

心电信号的采集，本仪器用标准肢体II导联，所以心电电极采集的是每次心脏跳动时，左脚和右手使劲的电位差，该电位差通过导联线传入心电放大器，经放大，滤波处理后输出一道心电模拟信号（ECG）到模/数转换器。

模/数转换器将五道模拟信号转换成数字信号后送入计算机。左、右脑阻抗变化信号由计算机根据ΔY=ΔZ/ Z₀²关系转换够变成左、右脑导纳变化信号（ΔY_L、ΔY_R）再由计算机微分后变成左、右脑导纳微分信号（dy_L/dt、dy_R/dt）。最后由计算机自动找点、计算并由打印机打出检测结果。

2软件设计

2.1简介

软件以每道500 Hz的采样率同时采样心电、左、右脑导纳变化三路模拟信号。以实时的数字导纳微分电路，避免了硬件带来的波形失真和噪声，使结果更精确、一致；实时自动定曲线中心，避免操作者手动调整各道显示基线的程序，使用更方便、准确。

数据处理中，对导纳波进行自动基线调整能最大限度地滤掉呼吸波和其它漂移成份，能准确的将导纳波起点固定在基线上，不带来额外失真。

除了准确提取导纳波的基本参数外，我们还增加了导纳微分环，功率密度谱分析，增加对脑血管疾病的诊断方法。

2.2软件总体框图

软件总体框图如图2所示。

图2软件总体框图

2.3 软件实现

a． 50 Hz陷波子程序；

b． 自动定取基线中心子程序；

c． 导纳自动基线调整子程序；

d． 心电R波检测子程序；

e． 数字微分子程序；

f． 波形实时显示子程序；

g． 存储波形显示子程序；

h． 人机交换特征点搜索子程序；

i． 求导纳环各项面积子程序；

j． DFT子程序；

k． 导纳环输出子程序；

l． 功率密度谱输出子程序；

m． 人机界面控制子程序；

n． 软盘格式化程序；

o． 联机帮助程序。

3仪器的临床验证

本仪器自研制成功以来，先后在中国人民解放军总医院神经内科、第一军医大学附属珠江医院神经内科、北京协和医院物理诊疗科、解放军第三十五医院神经内科等数十家医院做了大量的临床验证，这些医院一致认为，导纳式双侧脑血流图自动检测仪是测定脑血流动力学的新技术，图形直观，尤其能左、右双侧同步检测，对各类疾病造成的脑血管及脑血流变化能得到客观定量的分析。并证实了该仪器和临床及CT脑扫描、脑电地形图等的对比动态观察均一致。

参考文献：

1李志明. 利用心阻抗图导纳图测定左室功能的对照研究［J］.中国应用生理科学杂志，1988,(4): 353-355.

2彭录生. 恒压导纳图与恒流阻抗图的对比研究［J］.江西医学院学报,1984,(3):14-19.

3俞俊甫. 恒压式导纳图测量技术［J］.江西医学院学报,1984,9(3):163-169.

4吕景新.人体的电阻抗图［M］.北京:科学出版社,1987.

5李志明. 一种测定左心功能的新方法-心导纳环［J］.中国医学电阻抗杂志,1989, 3(2): 6.

收稿日期：1999-08-15