[發(fā)明專利]一種基于滑動(dòng)窗心率信號(hào)分析的靜息代謝率快速獲取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711385623.5
• 申請(qǐng)日: 2017-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108143419B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王遠(yuǎn);汪錫;潘婉蘇;許楊;高理升;何江南;徐玉兵;馬祖長(zhǎng);周旭;孫怡寧;楊先軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): A61B5/083
• 分類號(hào): A61B5/083;A61B5/024
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 安麗

本發(fā)明涉及一種基于滑動(dòng)窗心率信號(hào)分析的靜息代謝率快速獲取方法：在人體安靜狀態(tài)下，通過(guò)耗氧量VO₂(2)、二氧化碳排放量VCO₂(3)測(cè)量的同時(shí)監(jiān)測(cè)心率信號(hào)(1)，同步運(yùn)用一種新型滑動(dòng)時(shí)間窗(4)方法分析心率信號(hào)；根據(jù)滑動(dòng)時(shí)間窗內(nèi)心率信號(hào)導(dǎo)數(shù)累和Df、變異系數(shù)CV兩個(gè)特征動(dòng)態(tài)識(shí)別測(cè)試終點(diǎn)，并提取出一段有效的耗氧量VO₂(2)、二氧化碳排放量VCO₂(3)測(cè)試數(shù)據(jù)，用于計(jì)算靜息代謝率。本發(fā)明用于人體靜息代謝率測(cè)量，能夠依據(jù)個(gè)性化心率信號(hào)對(duì)測(cè)試終點(diǎn)進(jìn)行判斷，具有測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確、測(cè)量時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及靜息代謝率測(cè)量領(lǐng)域，具體是一種基于呼吸交換參數(shù)測(cè)量和心率信號(hào)監(jiān)測(cè)的靜息代謝率方法。

背景技術(shù)

營(yíng)養(yǎng)不良是指因?yàn)槟芰炕驙I(yíng)養(yǎng)素過(guò)量、缺乏或不平衡，對(duì)人體組織、身體形態(tài)、功能或臨床結(jié)果產(chǎn)生有害影響的一種營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，包括營(yíng)養(yǎng)不足和營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩。營(yíng)養(yǎng)不良在住院病人和大眾健康領(lǐng)域均廣泛存在。住院病人中約有40％人群存在營(yíng)養(yǎng)不良；而在大眾健康領(lǐng)域，超重、肥胖是典型的營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩型營(yíng)養(yǎng)不良，2015年國(guó)家衛(wèi)計(jì)委發(fā)布的《中國(guó)居民營(yíng)養(yǎng)與慢性病狀況報(bào)告》顯示，我國(guó)成人中有30.1％超重和11.9％肥胖，相對(duì)于2002年分別增加了7.3％和4.8％。住院病人的營(yíng)養(yǎng)不良會(huì)造成人體重要生命器官(肌肉，肺，心臟，大腦，胃腸道，免疫功能)受損、增加并發(fā)癥的發(fā)生率和疾病病死率、延長(zhǎng)患者的住院時(shí)間；在大眾健康領(lǐng)域，肥胖是II型糖尿病、高血壓、高血脂、腦卒中、冠心病(CHD)、骨關(guān)節(jié)炎、呼吸障礙和一些癌癥的風(fēng)險(xiǎn)因素。營(yíng)養(yǎng)不良已成為住院病人面臨的巨大風(fēng)險(xiǎn)和重要的公共健康問(wèn)題。

通過(guò)測(cè)量人體靜息代謝率，確定營(yíng)養(yǎng)需求，進(jìn)而進(jìn)行合適的營(yíng)養(yǎng)支持，是防治營(yíng)養(yǎng)不良的有效手段。間接測(cè)熱法具有相對(duì)廉價(jià)、便捷等優(yōu)點(diǎn)，已成為臨床營(yíng)養(yǎng)中營(yíng)養(yǎng)評(píng)估和營(yíng)養(yǎng)支持的重要方法。間接測(cè)熱法的原理是通過(guò)測(cè)量代謝過(guò)程中人體的耗氧量和二氧化碳產(chǎn)生量，利用weir公式計(jì)算代謝率。靜息代謝率測(cè)量過(guò)程通常如下：被測(cè)試者來(lái)到測(cè)試環(huán)境后，首先由操作者引導(dǎo)其躺下，進(jìn)行一段時(shí)間(約30分鐘)的休息，以達(dá)到靜息狀態(tài)；然后，將被測(cè)試者佩戴呼吸氣體采集裝置并開(kāi)始測(cè)量，持續(xù)采集呼吸交換參數(shù)30分鐘，達(dá)到設(shè)定的時(shí)間后，測(cè)量過(guò)程結(jié)束。佩戴面罩需要一個(gè)適應(yīng)性過(guò)程，一般丟棄前5分鐘的測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)剩余25分鐘呼吸交換參數(shù)數(shù)據(jù)取平均，用于計(jì)算靜息代謝率。當(dāng)前測(cè)量方法中，測(cè)量前的一段時(shí)間休息和測(cè)量過(guò)程呼吸交換參數(shù)采集持續(xù)時(shí)間通常為事先設(shè)定的固定值，為確保被測(cè)試者達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)和準(zhǔn)確獲取靜息代謝率，該時(shí)間通常較長(zhǎng)，這導(dǎo)致靜息代謝率測(cè)量相對(duì)耗時(shí)。耗時(shí)性已成為阻礙間接能量測(cè)試儀在營(yíng)營(yíng)養(yǎng)支持中普及應(yīng)用的重要原因之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于滑動(dòng)窗心率信號(hào)分析的靜息代謝率快速獲取方法，旨在解決當(dāng)前測(cè)量方法相對(duì)耗時(shí)的問(wèn)題，可用于人體靜息代謝率測(cè)量，能夠依據(jù)心率信號(hào)對(duì)人體狀態(tài)進(jìn)行判斷，個(gè)性化測(cè)量時(shí)間，具有測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確、測(cè)量時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明提出的一種基于滑動(dòng)窗心率信號(hào)分析的靜息代謝率快速獲取方法，具體方法如下：通過(guò)測(cè)量呼吸氣體交換參數(shù)的同時(shí)測(cè)量心率信號(hào)，并采用滑動(dòng)時(shí)間窗對(duì)心率HR信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，提取并判斷時(shí)間窗內(nèi)心率信號(hào)是否滿足設(shè)定的靜息代謝條件，條件滿足時(shí)結(jié)束測(cè)量，并獲取一段有效呼吸氣體交換參數(shù)，用于計(jì)算靜息代謝率；所述呼吸氣體交換參數(shù)測(cè)量基于間接測(cè)熱法，所述呼吸氣體交換參數(shù)包括耗氧量VO₂和二氧化碳產(chǎn)生量VCO₂；所述心率信號(hào)HR用于判斷被測(cè)試者是否達(dá)到靜息代謝狀態(tài)。