[發(fā)明專利]測試心臟運(yùn)動功能的設(shè)備、系統(tǒng)和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510217071.1
• 申請日: 2015-04-30
• 公開（公告）號: CN104840191A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳健康
• 申請（專利權(quán)）人: 吳健康
• 主分類號: A61B5/0402
• 分類號: A61B5/0402;A61B5/11;A61B5/0245
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 王波波

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種穿戴式數(shù)字心肺功能運(yùn)動試驗設(shè)備、系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

心血管病是人類第一大殺手。歐美有20％的人群患有心血管病，中國有2.9億心血管病患者。心血管病的預(yù)防、診斷和康復(fù)都離不開心血管系統(tǒng)功能的評估。心肺循環(huán)系統(tǒng)的功能就是保證人體各種活動的正常進(jìn)行。運(yùn)動需要心肺循環(huán)系統(tǒng)中臟器的密切協(xié)調(diào)工作始能完成。心肺運(yùn)動試驗(Cardiopulmonary?Exercise?Testing?CPX)是將心肺在運(yùn)動中的功能進(jìn)行評價的科學(xué)工具。心肺運(yùn)動試驗是通過監(jiān)測機(jī)體在運(yùn)動狀態(tài)下的攝氧量(VO2)、二氧化碳排出量(VCO2)、心率(HR)、分鐘通氣量(VE)等來評價心肺等臟器對運(yùn)動的反應(yīng)。它具有無創(chuàng)、定量的特點，對于心肺疾病的診斷和預(yù)后具有重要價值。另一方面，心肺循環(huán)系統(tǒng)的生理機(jī)制和CPX測量方法和原理比較復(fù)雜，不太容易被臨床醫(yī)生和護(hù)士理解。由于訓(xùn)練不夠，不少醫(yī)務(wù)人員，不管是心血管科或肺科，都有對CPX及其測量值理解不夠和片面的現(xiàn)象。

但是，CPX的測量參數(shù)雖然定量，卻要求被測者達(dá)到運(yùn)動極限。由于病人往往達(dá)不到運(yùn)動極限，或操作者判斷運(yùn)動極限不準(zhǔn)確，使得測量結(jié)果失去其應(yīng)有的功效。

心電圖運(yùn)動試驗，亦稱心電圖運(yùn)動負(fù)荷試驗，是通過一定量的運(yùn)動增加心臟負(fù)荷，觀察心電圖變化，對已知或懷疑患有心血管疾病，尤其是冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(冠心病)進(jìn)行臨床評估的方法。這種方法的分析內(nèi)容包括運(yùn)動能力、臨床癥狀、血流動力學(xué)和心電圖改變的分析。這些分析都是由醫(yī)生進(jìn)行定性分析和判斷，不提供定量指標(biāo)。

“6分鐘步行試驗”是一種簡易的心肺動態(tài)功能試驗方法。2002年和2005年由ACC/AHA頒布的慢性心衰診斷和治療指南中均明確將6分鐘步行試驗作為心功能評定的一項指標(biāo)。目前，世界通行的方法是，在平坦的地面劃一100英尺直線，兩端各置一座椅，受試者沿直線盡可能快速行走，直到6分鐘停止，測量步行距離。步行距離越長提示運(yùn)動耐量越大，心功能越好。6分鐘步行試驗雖然簡單，但是全手工操作，需要場地，測量參數(shù)單一，且很大程度上取決于個人意愿。

由于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在不同缺點，心臟康復(fù)急需新一代評估技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有心肺運(yùn)動試驗技術(shù)中的設(shè)備太復(fù)雜以及被測者必須達(dá)到極限運(yùn)動狀態(tài)的問題，本發(fā)明的目的是實時測量被測者在平地行走或在跑步機(jī)上運(yùn)動狀態(tài)下的運(yùn)動信號和心電信號，從而計算出被測者的運(yùn)動參數(shù)、心電參數(shù)、以及心率運(yùn)動反應(yīng)參數(shù)。

在本發(fā)明的一個方面，提供了一種測試心臟運(yùn)動功能的系統(tǒng)，包括：至少一個穿戴部件，由被測者穿戴，并且包括：心電感知模塊，用于感知被測者的心電信號，以及運(yùn)動感知模塊，用于感知被測者的無負(fù)荷或有負(fù)荷的運(yùn)動信號；手持電子設(shè)備，通過有線或無線通信方式，從所述至少一個穿戴部件獲得被測者的心電信號和運(yùn)動信號，處理心電信號和運(yùn)動信號，控制心臟運(yùn)動試驗過程；工作站，與所述手持電子設(shè)備采用無線或有線通訊連接，用于從所述手持電子設(shè)備接收數(shù)據(jù)，在用戶的監(jiān)測下完成心臟運(yùn)動試驗過程，并生成試驗報告，其中所述報告中至少包括：心電參數(shù)、運(yùn)動參數(shù)和心率運(yùn)動反應(yīng)參數(shù)。

優(yōu)選地，所述手持電子設(shè)備被配置為實時處理下述三個階段的心電信號和運(yùn)動信號：運(yùn)動試驗前靜止至少1分鐘、運(yùn)動試驗開始后按某種模式運(yùn)動6分鐘或以上、運(yùn)動停止后1分鐘或以上。

優(yōu)選地，所述心率運(yùn)動反應(yīng)參數(shù)包括心率運(yùn)動反應(yīng)能力、心臟變時指數(shù)、以及運(yùn)動心率恢復(fù)。

優(yōu)選地，心臟變時指數(shù)表通過下式來測量：

CI＝(HR_stage-HR_rest)/(MET_stage-1)

其中HR_stage和MET_stage分別表示被測者在測試中某一時刻的心率和運(yùn)動代謝當(dāng)量，HR_rest表示被測者在靜止時的心率。

優(yōu)選地，心率運(yùn)動反應(yīng)能力通過下式來測量：

CC＝(HR_max-HR_rest)/(HR_PredM-HR_rest)

其中HR_max和HR_rest分別表示最大心率和靜止心率，HR_PredM為最大心率預(yù)測值。