[發(fā)明專利]一種基于Shewhart控制圖的HRV在線分析系統(tǒng)及其方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710306780.6
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN107088061A
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王然風(fēng);付翔;崔嫻;董志勇
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué);山西省中醫(yī)學(xué)校
• 主分類號: A61B5/024
• 分類號: A61B5/024;A61B5/0245
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11401
• 代理人: 劉震

1.一種基于Shewhart控制圖的HRV在線分析系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括括數(shù)據(jù)預(yù)處理單元、控制圖制作單元、統(tǒng)計(jì)量計(jì)算單元、控制圖監(jiān)控單元、報(bào)警單元和存儲與顯示處理單元；

其中，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理單元，用于實(shí)時采集的心率數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)預(yù)處理單元，該單元對數(shù)據(jù)進(jìn)行去燥、選擇、轉(zhuǎn)換等數(shù)據(jù)預(yù)處理，得出R-R間期序列數(shù)據(jù)，并送至統(tǒng)計(jì)量計(jì)算單元；

所述制圖制作單元，用于根據(jù)正常心率歷史數(shù)據(jù)輸入控制圖制作單元，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算得出-s控制圖的控制限參數(shù)CL、UCL和LCL，并送至控制圖監(jiān)控單元，為監(jiān)控過程提供判斷依據(jù)；

所述統(tǒng)計(jì)量計(jì)算單元，用于將得到的R-R實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)集中、子組劃分、數(shù)學(xué)計(jì)算統(tǒng)計(jì)處理，得出R-R數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)量和s，并送至控制圖監(jiān)控單元，為監(jiān)控過程提供被監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；

所述控制圖監(jiān)控單元，用于根據(jù)失控判定準(zhǔn)則，分別將和s統(tǒng)計(jì)量與控制限進(jìn)行邏輯比較，將監(jiān)控結(jié)果送至報(bào)警單元；

所述報(bào)警單元，用于根據(jù)控制圖監(jiān)控結(jié)果，進(jìn)一步生成事件數(shù)據(jù)；

所述存儲與顯示單元，用于收集來自統(tǒng)計(jì)量計(jì)算單元的數(shù)據(jù)和s、來自控制圖監(jiān)控單元的控制圖數(shù)據(jù)以及來自報(bào)警單元的事件數(shù)據(jù)，存儲全部數(shù)據(jù)，并在顯示屏上顯示和查看控制圖監(jiān)控狀態(tài)、報(bào)警信息、歷史數(shù)據(jù)、歷史事件。

2.一種基于Shewhart控制圖的HRV在線分析系統(tǒng)的分析方法，具體包括以下步驟：

步驟1：對個體進(jìn)行心率監(jiān)測，通過數(shù)據(jù)預(yù)處理單元將得到的心率數(shù)據(jù)實(shí)時轉(zhuǎn)換成R-R間期序列，以n個R-R間期組成一個子組，實(shí)時計(jì)算得出子組均值和子組標(biāo)準(zhǔn)差s；

步驟2：根據(jù)步驟1得到和s分別進(jìn)行-s控制圖監(jiān)控，根據(jù)控制圖失控判定準(zhǔn)則實(shí)時判斷和s是否失常；

步驟3：根據(jù)步驟2的結(jié)果控制圖判定當(dāng)前過程失控，則說明R-R間期均值失常；如果s控制圖判定當(dāng)前過程失控，則說明R-R間期標(biāo)準(zhǔn)差失常，將兩者進(jìn)行邏輯判斷，如果兩種失控狀態(tài)同時發(fā)生，則判定為二級心律失常，如果兩種失控狀態(tài)同時刻只有一種發(fā)生，則判定為一級心律失常；

步驟4：確認(rèn)發(fā)生個體心律失常發(fā)生后，實(shí)時發(fā)出警報(bào)，并記錄當(dāng)前警報(bào)的心律失常等級、失控統(tǒng)計(jì)量類型，包括失控控制圖類型和失控判定準(zhǔn)則類型以及發(fā)生時間，實(shí)現(xiàn)HRV在線分析與事件記錄。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟1的具體步驟為

步驟1.首先保持被測健康個體處于平靜狀態(tài)，呼吸均勻，測量心率10分鐘，得到心律正常狀態(tài)下的心率數(shù)據(jù)，用于控制圖統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算和控制限確定；

步驟2.利用固定閾值法、可變值閾值法、模板匹配法、基于圖像識別法、小波變換法提取心率數(shù)據(jù)的R波，將心率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為R-R間期序列；

步驟3.定義子組樣本大小n，n＝10，將R-R間期序列劃分為m個大小為n的子組樣本。

步驟4.根據(jù)心律正常時的R-R間期子組樣本計(jì)算得出μ、等統(tǒng)計(jì)參數(shù)，根據(jù)n值查表(見國標(biāo)GB-T4091-2001)得出參數(shù)c₄；

步驟5.依據(jù)心律正常樣本數(shù)據(jù)得到的μ、c₄，計(jì)算出圖和s圖的控制限CL、UCL和LCL，該被測對象的個性化Shewhart-s控制圖制定完成。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟2中的失控判定準(zhǔn)則如下：

1)1點(diǎn)超出上控制限，

2)1點(diǎn)低于下控制限，

3)連續(xù)9點(diǎn)落在中心線上側(cè)，

4)連續(xù)9點(diǎn)落在中心線下側(cè)，

5)連續(xù)6點(diǎn)遞增，

6)連續(xù)6點(diǎn)遞減。