[發明專利]一種無創心排量監測系統與方法

在審

• 申請號: 202110365034.0
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113288103A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 余洪龍;楊東;解堯;解啟蓮;宋澤陽;徐小菊;王平;陳宏凱;李劍
• 申請（專利權）人: 安徽通靈仿生科技有限公司
• 主分類號: A61B5/029
• 分類號: A61B5/029
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 吳棟杰

本發明涉及生物醫學工程技術和信息處理技術領域，具體涉及一種無創心排量監測系統與方法，監測系統包括上位工控機、下位嵌入式系統；下位嵌入式系統包括心電信號、胸阻抗和加速度檢測模塊；通過下位嵌入式系統將采集到的心電信號、胸阻抗信號和運動狀態信號發送至上位工控機，上位工控機依次對心電信號和胸阻抗信號進行帶通濾波、去趨勢及標準化處理，再經過集合經驗模態分解和典型相關分析處理后，結合算法得到信號波形的重要特征點，再結合建立的生物模型計算血流動力學參數；本發明在硬件上通過注入人體高頻低振幅的電流，避免了測量信號受到來自其它電子或生理發射器的低頻噪聲干擾；克服了傳統的ICG模型依賴于人體基阻抗Z0的弊端。

技術領域

本發明涉及生物醫學工程技術和信息處理技術領域，具體涉及一種無創心排量監測系統與方法。

背景技術

基于生物電阻抗技術的心排量監測系統，對于心臟重癥康復具有巨大的應用價值，其血液動力學數據反映心臟泵血、人體器官與組織氧代謝、外周循環阻力等方面指標，其臨床價值日益顯著，為心血管臨床患者的診斷與治療提供直觀的參考數據。傳統有創血流監測技術如Swan-Ganz與PICCO雖然是金標準，但其高價格、存在風險、耗時長、需要特殊設備和技術培訓等運用瓶頸，很多醫院很難購買該設備，而且也無法進行動靜狀態下心功能評價。隨著科技進步，開始從傳統有創方法向超聲及電阻抗無創測量方向發展，無創電阻抗技術采用對機體沒有損害的方法，經皮膚或粘膜途徑間接取得有關心血管功能的各項參數。國際上美國和歐洲對電阻抗技術研究起步較早，早期由于其受病人呼吸以及運動等影響因素太多，但由于數字信號處理技術的發展，近些年國外相關機構已開發相關的電阻抗產品并推廣。

我國關于這方面的研究起步較晚，當前國內基于電阻抗技術的高性能運動心功能測量產品基本為空白。近年來當前醫學理念發生重大改變，專家一致認為心肺康復有助于降低心血管重癥患者再次發生風險及死亡，很多三甲醫院已經開始實行康復訓練，急需相關產品可以長期連續檢測病人的相關信息，便攜式無創心功能監測設備可以接入醫院物聯網平臺，便于醫生長期了解病人靜息和動態信息，定期給予健康指導與治療，給予患者良好體驗，將在醫院的各個科室得到廣泛應用。

心臟康復是突破目前我國心血管病防治的重要措施，有助于降低心血管重癥患者再次發生風險及死亡。人體心肺組織具有很強的代償性，僅靜態心功能測試評估具有很大的局限性，因此運動狀態下評估心功能與康復的重要依據。目前國內靜態心功能產品技術開始展現，但是如運動心功能測試儀、運動心電等心功能檢測設備基于依賴于進口，且檢測設備較為昂貴，操作性難度高，在醫院、社區、家庭等康復場所難以得到廣泛推廣，嚴重制約了心臟康復服務發展。

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種心排量監測系統與方法，用于準確評估動靜狀態下人體心功能狀況。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種無創心排量監測系統與方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種無創心排量監測系統，包括上位工控機及與其數據通信連接的下位嵌入式系統，所述的下位嵌入式系統包括心電信號采集模塊、胸阻抗采集模塊和運動加速度檢測模塊；

其中，通過下位嵌入式系統將實時采集到的心電信號、胸阻抗信號和運動狀態信號發送至所述的上位工控機，所述的上位工控機依次對心電信號和胸阻抗信號進行帶通濾波、去趨勢及標準化處理，再經過集合經驗模態分解和典型相關分析處理后，結合算法得到阻抗信號波形的重要特征點，再結合建立的生物模型計算血流動力學參數。

本發明還提供了一種無創心排量監測方法，所述的方法包括：采集待監測對象某一時間點的心電信號、胸阻抗信號和運動狀態信號；對采集到的心電信號和胸阻抗信號進行帶通濾波、去趨勢及標準化處理，再對得到胸阻抗信號分別進行集合經驗模態分解，結合運動狀態信號進行典型相關分析；再結合算法提取波形的特征點，結合建立的生物模型計算血流動力學參數。

優選地，所述集合經驗模態分解的具體步驟是：