Estimation of Arterial Nonlinear Compliance using Ultrasound Images

Abstract

Siekiant sudaryti ankstyvųjų pokyčių diagnozavimo metodiką, nagrinėjamas netiesinis arterijos standumas. Sukurti ultragarsinių M ir D režimo vaizdų apdorojimo algoritmai ir MATLAB programos arterijų vidinių sienelių storiui bei kraujo debitui širdies pulso metu skaičiuoti. Naudojant netiesinį Vindkeselio arterijos modelį ir su sfigmomanometru kalibruotą tipinę kraujo slėgio laiko funkciją gautos parametrų a ir b reikšmės, apibūdinančios eksponentinę standumo priklausomybę nuo slėgio. Nustatyta, kad karotidinės arterijos para-metras a keitėsi nuo 2,52 iki 3,29 ml/mmHg, b – nuo 0,014 iki 0,021 mmHg-1, tūrinis standumas – nuo 0,2 iki 1,2 ml/mmHg. Gauti in vivo įverčiai atitinka literatūroje pateikiamus duomenis. Tiesioginiai arterijos lokalinio spindulio ir intima-media storio ir kraujo srauto matavimai įgalina padidinti arterijos įvertinimo patikimumą. In order to better detect the early stage of disease nonlinear compliance of artery is considered. Algorithm and MATLAB program analysis M and D mode ultrasound images is created. Program applied for the calculation internal radius of artery and blood flow during the cardiac cycle. Nonlinear Windkessel artery model and by sphygmomanometer calibrated typical blood pressure waveform used for calculation parameters a and b, characterizing exponential dependence compliance with pressure. Experiment “in vivo” with local caro-tid artery show, that a vary in the range (2,52…3,29) ml/mmHg, b – (0,014…0,021) mmHg-1, volume compliance – (0,2…1,2) ml/mmHg. These values match with data, presented in the literature. Direct real time ultrasound measurements of local arterial radius, intima-media thickness and blood velocity allow to increase the plausibility of estimation.