[發明專利]利用ECG信號檢測睡眠呼吸暫停的測量方法

無效

• 申請號: 200910037421.0
• 申請日: 2009-02-26
• 公開（公告）號: CN101496716A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 周洪建;蔡桂艷;梅松青;方玉怡;曾莉;周風華;盧肖霞;吳小玲
• 申請（專利權）人: 周洪建
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/0452
• 代理公司: 廣州廣信知識產權代理有限公司
• 代理人: 張文雄

技術領域：

本發明涉及一種用于診斷目的的測量方法，尤其涉及一種利用ECG信號 檢測睡眠呼吸暫停的測量方法，屬于希爾伯特—黃變換(Hilbert-Huang Transform)技術領域。

背景技術：

睡眠呼吸暫停綜合癥(sleep?apnea?syndrome，SAS)是一種危險性的 常見病。近年來，隨著生活水平的提高，SAS的發病率呈上升趨勢。由于該 病均在睡眠時發病，因而常被患者忽視而不能被及時發現。目前，對SAS的 診斷，需要患者到醫院利用多導生理記錄儀對患者進行整夜的睡眠監測，這 不但對患者的睡眠產生影響，而且由于多導生理記錄儀價格昂貴、操作復雜 而難以在臨床推廣使用。

心率變異(Heart?Rate?Variability，HRV)是指連續心跳R-R間期的變 化。臨床研究證明，健康人正常呼吸時，連續心跳間期雖然也存在微小漲落， 但其波動呈現寬帶、功率譜在較大的頻率范圍內近似按指數規律變化的。對 于SAS患者，在其睡眠呼吸暫停的發生和恢復期間，心跳間期明顯出現周期 性的波動，這種波動的頻率范圍比較狹窄，一般位于0.01～0.04Hz之間。 這一特征是患者在正常呼吸時所沒有的。由于心跳間期的波動幅度和波動頻 率具有瞬時性、非線性、非平穩的特點，因此，傳統的分析技術如傅立葉分 析、自回歸分析方法完全失效。現有技術的檢測方法已經不方便對睡眠呼吸 暫停進行監測，即使到醫院利用多導生理記錄儀對患者進行整夜的睡眠監 測，其效果也不理想。

發明內容：

本發明的目的，是為了克服現有多導生理記錄儀存在價格高昂、操作復 雜的缺點，解決傳統分析技術如傅立葉分析、自回歸分析方法完全失效的問 題，提供一種利用ECG信號檢測睡眠呼吸暫停的測量方法。

本發明的目的可以通過采取如下措施達到：

利用ECG信號檢測睡眠呼吸暫停的測量方法，其特征在于：

利用便攜式睡眠呼吸暫停檢測記錄分析儀對患者進行整夜的監測，記錄 心電、口鼻氣流、血氧飽和度信號，然后利用含有睡眠呼吸暫停的一段心電 信號進行如下步驟處理，

1)利用斜率閥值法進行QRS波檢測，計算R-R間期時間序列，并利用 最小二乘法直線擬合對R-R間期時間序列進行局部檢波得到心率變異信號 HRV；

2)把HRV隨心跳次數的變化作為一種隨機信號，選擇連續的500～800 個(最佳為600個)數據點作為滑動窗口，對窗口內的HRV信號進行經驗模 態分解EMD，將HRV信號分解為一組內在模態函數IMF；

3)對每個IMF進行Hilbert變換得到HH譜，既HRV信號的幅度和頻率 的時間分布；

4)根據IMF的HH譜計算各個IMF分量的瞬時頻率的平均值、瞬時幅度 的標準差、各IMF分量的能量與總能量的比值作為特征值，根據特征值的變 化檢測出睡眠呼吸暫停的時間和次數。

本發明的目的還可以通過采取如下措施達到：

本發明的一種實施方式是：進行前述第1)步聚時，為了排除QRS波檢 測過程中因R波漏檢而引起的不正常的R-R間期，采用移動平均窗口濾波器 濾除這些脈沖噪聲，其方法是，取連續的41個R-R間期數據，計算除第21 個數據點以外的其它40個數據的平均值，然后用第21個數據點與該局部平 均值進行比較，若該數據點大于局部平均值的20％或低于局部平均值的20％， 則將其移除；然后改變窗口位置，重復上述計算對所有數據點進行濾波處理。

本發明的一種實施方式是：在前述第1)步中利用最小二乘法直線擬合 進行局部檢波得到心率變異信號HRV的方法是，取連續的80個數據點組成 滑動窗口，進行最小二乘法直線擬合，計算公式如下式：

S_i＝y_i-(ax_i+b)

其中Si為檢波后的HRV信號，yi是心率信號，xi是時間數據，a、b 的計算公式如下：