[發明專利]一種呼吸機無創呼吸頻率監測方法及系統

在審

• 申請號: 202110314599.6
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN112914554A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 劉哲;鄭其昌;周磊;唐聰能;吳超民
• 申請（專利權）人: 湖南萬脈醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B5/08
• 分類號: A61B5/08;A61M16/00
• 代理公司: 長沙大珂知識產權代理事務所(普通合伙) 43236
• 代理人: 伍志祥

本發明提供一種呼吸機無創呼吸頻率監測方法及系統，方法包括以下步驟：檢波器傳感模塊監測并采集t時刻的包括心跳信號和呼吸信號的源信號的被監測者狀態信號，傳遞給數據預處理模塊并預處理，并再次將狀態信號傳遞給高階低通濾波模塊，然后對心跳信號構建自相關計算模型，得到具有準確基頻的心跳信號作為載波信號，然后執行自身振幅解調，分離心跳信號和呼吸信號，依次傳輸給主控制模塊和大數據云平臺存儲模塊。通過構建自相關計算模型對心跳信號的周期性做準確推斷后，得到具有準確基頻的心跳信號作為載波信號，再通過被監測者狀態信號進行自身相乘來執行振幅解調，進而實現了心跳信號和呼吸信號的準確分離。

技術領域

本發明屬于呼吸頻率檢測技術領域，具體涉及一種呼吸機無創呼吸頻率監測方法及系統。

背景技術

呼吸機作為可以為呼吸障礙的危重病人或在手術過程中被麻醉的病人提供呼吸支持的急救設備，在醫院臨床科室的應用范圍非常廣泛。常應用于呼吸監護病房(RICU)、急診科、急診重癥監護病房(ICU)、心臟內科監護病房(CCU)、手術麻醉后復蘇室、救護車等流動急救場所。呼吸機各項參數準確與否直接關系到病人的生命安全。

隨著人們對呼吸機制及機械通氣技術的不斷研究，以及大量新技術在生物醫學工程領域的應用，近20年來，呼吸機的發展非常迅速，臨床應用日趨廣泛，已經積累了不少經驗，有關呼吸機對人體的影響也有了更多的了解，同時也發現了一些亟待解決的問題，臨床上也提出了一些新的要求，正是這些問題和要求促進了呼吸機的發展。

由于近年計算機技術的迅速發展，這種控制型呼吸機也日趨成熟。呼吸機控制精度高、功能多，越來越多的呼吸機均采用此種方法。目前，呼吸機己可以不改變硬件和呼吸機的結構件，只需改變控制系統的軟件部分，即可修改呼吸機的性能、發展呼吸機的功能。所以，利用微電腦作為呼吸機的控制部分，是呼吸機發展和更新的總趨勢。因此，急需一種能夠有效準確地檢測呼吸機使用者的呼吸頻率信號，進而方便后續處理軟件精準快速進行護理或治療響應的呼吸機無創呼吸頻率監測方法及系統。

發明內容

本發明針對上述缺陷，提供在分離呼吸信號和心跳信號時，只需要恢復各自的頻率成分，無需信號的振幅和相位信息值，簡化了算法所需要的計算量，減少了計算和分離得到準確呼吸信號的計算量和所需要的時間的一種呼吸機無創呼吸頻率監測方法及系統。

本發明提供如下技術方案：一種呼吸機無創呼吸頻率監測方法，包括以下步驟：

S1：檢波器傳感模塊監測并采集t時刻的被監測者狀態信號s(t)，被監測者狀態信號包括心跳信號和呼吸信號s_r(t)的源信號，其中所述心跳信號作為載波信號，所述呼吸信號s_r(t)作為信息信號，所述j為所述心跳信號的第j次諧波，j＝1,2…,N；

S2：所述檢波器傳感模塊將所述被檢測者狀態信號經放大電路模塊和A/D轉換電路模塊放大整合后，傳遞給所述數據預處理模塊；

S3：所述數據預處理模塊對所述被檢測者狀態信號s(t)進行預處理，構建所述被監測者狀態信號s(t)計算模型、所述心跳信號計算模型、所述呼吸信號s_r(t)計算模型；

S4：所述預處理模塊將預處理后的被檢測者狀態信號s(t)傳遞給高階低通濾波模塊；

S5：所述高階低通濾波模塊接收所述預處理后的被檢測者狀態信號s(t)，對所述心跳信號構建自相關計算模型，減少采樣時間點與信號傳遞和接收過程中所帶來的時間延遲對心跳信號頻率的影響，進而得到具有準確基頻的心跳信號作為載波信號；

S6：然后所述高階低通濾波模塊對所述預處理后的被檢測者狀態信號s(t)與自身相乘構建自身振幅解調模型，來執行自身振幅解調，進而對所述具有準確基頻的心跳信號和所述呼吸信號s_r(t)進行分離；