[發(fā)明專利]一種從胸阻抗信號(hào)中分離心跳信號(hào)的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010847317.4
• 申請(qǐng)日: 2020-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN114073510A
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳立;戴濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 思瀾科技（成都）有限公司
• 主分類號(hào): A61B5/053
• 分類號(hào): A61B5/053;A61B5/352
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開了一種從胸阻抗信號(hào)中分離抗心跳信號(hào)的方法，涉及麻醉監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，包括以下步驟：S1、將電極片粘貼在測(cè)試者的主軀干處，采集測(cè)試者的胸阻抗信號(hào)，并對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；S2、按照時(shí)間段將步驟S1得到的胸阻抗信號(hào)劃分為若干個(gè)信號(hào)段，然后對(duì)信號(hào)段進(jìn)行差分運(yùn)算，并計(jì)算得到差分陣列；S3、確定每個(gè)信號(hào)段中最大/最小的差分陣列值，確定該差分陣列的胸阻抗信號(hào)所在位置；S4、將0.02～0.05s為一個(gè)時(shí)間窗口，以步驟S3確定的位置為中心，分別向前和向后找到波峰和波谷，所述波峰或波谷用于表征心跳。本發(fā)明從胸阻抗信號(hào)中分離出心跳信號(hào)，可以解決從胸阻抗中分離HRV困難的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物阻抗領(lǐng)域，尤其是一種從胸阻抗信號(hào)中分離心跳信號(hào)的方法。

背景技術(shù)

胸阻抗法(Thoracic Electr ical Bioimpedance,TEB)無(wú)創(chuàng)動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)被越來(lái)越廣泛的運(yùn)用在臨床監(jiān)測(cè)中。胸阻抗法的原理為,人體中血液、骨骼、脂肪、肌肉具有不同的導(dǎo)電性，血液和體液阻抗最小，骨骼和空氣阻抗最大，隨著心臟收縮、舒張，主動(dòng)脈內(nèi)的血液流量發(fā)生著變化。在胸阻抗技術(shù)主要應(yīng)用在對(duì)呼吸的監(jiān)測(cè)和ICG對(duì)心臟血流的監(jiān)測(cè)。ICG技術(shù)主要為通過(guò)ZMARCTM算法處理后可提供多個(gè)血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)，如每搏輸出量/每搏輸出量(SV/SVD)、心輸出量/心臟指數(shù)(CO/CI)、外周血管阻力/外周血管阻力指數(shù)(SVR/四日)、胸液成份(TFC)、速度指數(shù)(VI)、加速度指數(shù)(ACI)等。

心電圖(ECG)是利用心電圖機(jī)從體表記錄心臟每一心動(dòng)周期所產(chǎn)生的心電信號(hào)變化的圖形。一個(gè)心電圖的周期內(nèi)包括P波、QRS波、T波和U波，其中，QRS波是心電信號(hào)中重要的成分，它反映了心室收縮時(shí)心臟內(nèi)的電流活動(dòng)情況，它的發(fā)生時(shí)間和波形能夠提供許多關(guān)于心臟狀態(tài)的信息。其中，R波的波幅最大，可通過(guò)QRS波中R波之間的間距變化計(jì)算心率變異性，心率變異性反映了自主神經(jīng)系統(tǒng)活性，可以評(píng)估心臟交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)張力及其平衡性，同時(shí)還可以預(yù)測(cè)心臟性猝死和心律失常性事件。

但是，由于無(wú)創(chuàng)心電信號(hào)中具有噪聲干擾大、信號(hào)微弱而變異性又強(qiáng)的確定，同時(shí)人體阻抗信號(hào)由心跳引起的阻抗變化幅度很小，且人體噪聲信號(hào)中噪聲較大，導(dǎo)致很難正確地識(shí)別人體阻抗信號(hào)中提取RR序列，胸阻抗信號(hào)往往作為心電信號(hào)的輔助信號(hào)使用。

如專利CN103083011公開了一種利用胸阻抗二階差分圖輔助快速準(zhǔn)確實(shí)時(shí)定位心電R波峰的方法：采集同步的心電信號(hào)和胸阻抗信號(hào)，對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理得到去除基線的心電信號(hào)，對(duì)胸阻抗信號(hào)進(jìn)行二階差分運(yùn)算獲得胸阻抗二階差分圖；根據(jù)胸阻抗二階差分圖中主峰值的采樣點(diǎn)位置，以心電信號(hào)對(duì)應(yīng)位置的采樣點(diǎn)為原點(diǎn)劃定前向搜索范圍，然后在前向搜索范圍內(nèi)搜索R波峰。該發(fā)明無(wú)法通過(guò)胸阻抗技術(shù)監(jiān)測(cè)心跳信號(hào)，利用計(jì)算和搜索的方式搜索到的R波準(zhǔn)確度較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)上述存在的問題，提供一種從胸阻抗信號(hào)中分離抗心跳信號(hào)的方法，并通過(guò)定位到的心跳信號(hào)提取RR序列。本發(fā)明在胸阻抗信號(hào)中分離到一種信號(hào)，該信號(hào)與R波的波峰位置基本一致，可以解決從胸阻抗中分離HRV困難的問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種從胸阻抗信號(hào)中分離抗心跳信號(hào)的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將電極片粘貼在測(cè)試者的主軀干處，采集測(cè)試者的胸阻抗信號(hào)，并對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

S2、按照一個(gè)時(shí)間窗口將步驟S1得到的胸阻抗信號(hào)劃分為若干個(gè)信號(hào)段，然后對(duì)信號(hào)段進(jìn)行差分運(yùn)算，并計(jì)算得到差分陣列；

S3、確定每個(gè)信號(hào)段中最大/最小的差分陣列值，確定該差分陣列的胸阻抗信號(hào)所在位置；

S4、將0.02～0.05s為另一個(gè)時(shí)間窗口，以步驟S3確定的位置為中心，分別向前和向后找到波峰和波谷，所述波峰或波谷用于表征心跳。

進(jìn)一步的，所述步驟S2中按照0.4～2s為一個(gè)時(shí)間窗口，將胸阻抗信號(hào)劃分為若干個(gè)信號(hào)段。