[發(fā)明專利]一種胃動力電-機(jī)耦合關(guān)系測量的方法和裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910103293.5
• 申請日: 2009-03-02
• 公開（公告）號: CN101564295A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李章勇;任超世;王偉;趙德春;魏進(jìn)民;官方勇
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號: A61B5/053
• 分類號: A61B5/053;A61B5/0488
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)信息提取和處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種提取胃阻抗和胃電信號中胃動力電活動和機(jī)械活動耦合關(guān)系測量的方法和相應(yīng)裝置。

背景技術(shù)

胃腸疾病常見、多發(fā)，發(fā)病率占總?cè)丝诘?0％以上，嚴(yán)重影響了人們的生活質(zhì)量，日益受到國內(nèi)外醫(yī)學(xué)專家的關(guān)注和重視。在我國，胃腸病例的50％與胃動力功能異常相關(guān)。

胃動力功能是在神經(jīng)、體液等因素的調(diào)節(jié)下由胃平滑肌協(xié)調(diào)運(yùn)動完成的，包括食物入胃以后的容納、混和、推進(jìn)、排空和屏障等作用，是消化系統(tǒng)最重要的生理功能之一，是消化道消化和吸收的基礎(chǔ)，其外在表現(xiàn)形式為排空功能和蠕動功能。胃排空是一個復(fù)雜的過程，對固體和液體食物排空方式也不盡相同，容易受到多種因素(如神經(jīng)調(diào)節(jié)、激素、進(jìn)食量、酸堿度、食物的化學(xué)構(gòu)成、食物的熱值、情緒等)影響，其不同區(qū)域功能的控制和協(xié)調(diào)是通過固有的和外源的神經(jīng)及激素調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。胃排空功能下降是多種疾病的上消化道表現(xiàn)或者是疾病發(fā)生前生理功能衰退的表現(xiàn)。胃蠕動通常是發(fā)生在平滑肌細(xì)胞膜表面的肌電活動的機(jī)械性表現(xiàn)。已觀察到兩種胃的肌電活動：慢波和鋒電位。慢波連續(xù)發(fā)生，它以規(guī)律的、重復(fù)的電位變化、環(huán)型的傳導(dǎo)和以逐漸增加的速率及振幅向遠(yuǎn)端的幽門傳播為特征。慢波控制著收縮的節(jié)律和傳導(dǎo)，鋒電位直接與竇部收縮有關(guān)，當(dāng)胃的慢波伴發(fā)鋒電位時，胃竇就發(fā)生收縮。在每次蠕動性收縮中，肌電電流流經(jīng)所累及的肌肉。這些電流能觸發(fā)胃的收縮，但并不伴隨收縮，也不反映收縮的傳導(dǎo)過程和效果(包括強(qiáng)度)。因此胃蠕動功能屬于在胃電起博基礎(chǔ)上進(jìn)行的電刺激到平滑肌收縮的過程，胃動力的電-機(jī)耦合機(jī)制是胃動力功能變化的重要因素。

在國內(nèi)外現(xiàn)有的一些胃動力檢測方法中，腔內(nèi)壓測量、恒壓器檢查等為創(chuàng)傷性方法，患者難于接受；胃排空閃爍顯像、放射性核素呼氣試驗(yàn)、不透X線標(biāo)志物法胃腸道通過時間檢查等要使用核素或射線，對患者有害，不宜長時間、多次重復(fù)使用；超聲方法雖然可以觀察到胃排空或胃運(yùn)動情況，但要用于消化過程的長時間檢查和評價，在操作和技術(shù)上還存在不少困難，難于實(shí)現(xiàn)；體表胃電圖(EGG)無創(chuàng)、方便，但它只反映胃的電活動頻率，與胃動力的相關(guān)性不強(qiáng)。其他如胃鏡等解剖性、器質(zhì)性檢測方法沒有辦法測量胃部的功能性變化。

胃動力是一個復(fù)雜的，從電活動到機(jī)械收縮和傳導(dǎo)的過程，應(yīng)從電-機(jī)復(fù)合系統(tǒng)的高度評價胃動力功能，探索胃的電活動，機(jī)械收縮與胃排空等環(huán)節(jié)的聯(lián)系、變化和因果關(guān)系。胃電-機(jī)耦合是胃動力活動從電信號興奮傳遞到胃部平滑肌，耦合出相應(yīng)機(jī)械收縮的一種特殊機(jī)制。本發(fā)明通過胃電-機(jī)耦合測量可以了解胃動力這種電信號到機(jī)械信號的傳遞、傳播關(guān)系，從而定量、定位實(shí)現(xiàn)胃動力功能的評價。只有綜合提取電起搏-引導(dǎo)-收縮-傳導(dǎo)-控制-效果，即整個電-機(jī)復(fù)合過程中的胃動力學(xué)信息，分析其變化規(guī)律，并將其與胃腸生理和病理狀況相聯(lián)系，才能建立全面、準(zhǔn)確、有效的胃動力學(xué)信息檢查和評價方法，進(jìn)一步研究胃動力電-機(jī)耦合、傳導(dǎo)機(jī)制。專利號CN96236620和CN00202383等公開了一種胃動力檢測儀，包括恒流源電路、信號調(diào)理電路、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、計算機(jī)等實(shí)現(xiàn)胃運(yùn)動信號的檢測。但其沒有提出胃動力信號的提取和處理方法，沒有實(shí)現(xiàn)胃電起搏信號和胃運(yùn)動信號耦合關(guān)系的測量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種胃動力電活動和機(jī)械活動耦合關(guān)系測量的方法。通過同步提取同步胃阻抗信號和同步胃電信號，計算兩個信號耦合關(guān)系，實(shí)現(xiàn)胃動力電-機(jī)耦合機(jī)制的測量。

本發(fā)明一種胃動力電活動和機(jī)械活動耦合關(guān)系測量的方法，其步驟包括：

獲取生物阻抗信號，由恒流激勵源激勵獲取體表電壓信號，經(jīng)過信號調(diào)理電路、放大電路、信號解調(diào)，并經(jīng)采樣后獲得。

提取胃阻抗信號，對獲取的胃阻抗信號進(jìn)行小波分解、小波重構(gòu)

獲取胃電信號，通過電極拾取、信號放大器，并經(jīng)采樣后獲得；

提取同步胃電信號，對獲取的胃電信號進(jìn)行小波分解、小波重構(gòu)

以上所述小波可根據(jù)胃蠕動信號特點(diǎn)構(gòu)造小波基系數(shù)，也可以采用通用DB4-DB7小波基。

所述同步胃阻抗信號和同步胃電信號同步生成。

電-機(jī)耦合關(guān)系測量，測量生成的同步胃阻抗信號和同步胃電信號的耦合關(guān)系，計算兩信號的相關(guān)系數(shù)，同步系數(shù)，兩信號變異系數(shù)。

相關(guān)系數(shù)R為兩信號一定時間段的信號相干系數(shù)，范圍[0，1]，值越大，胃電-機(jī)耦合性越好。