[發(fā)明專利]一種非接觸式動(dòng)脈粥樣硬化的評(píng)估裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210252193.4
• 申請(qǐng)日: 2022-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN114587292A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許川佩;唐鵬;李新竣;莫瑋;胡聰;張活
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/02
• 分類號(hào): A61B5/02;A61B5/021;A61B5/0295;A61B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種非接觸式動(dòng)脈粥樣硬化的評(píng)估裝置及方法。本發(fā)明提供一種操作便捷、能以非接觸的測量方式長期有效地監(jiān)測人體動(dòng)脈健康狀況，且準(zhǔn)確預(yù)測動(dòng)脈粥樣硬化的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在于，包括以下步驟：

接收信號(hào)采集請(qǐng)求，所述信號(hào)采集請(qǐng)求必須包含被測對(duì)象的基本信息；

對(duì)所述被測對(duì)象進(jìn)行信號(hào)采集操作，獲取電容耦合心電(CCECG)以及電容耦合阻抗容積率(CCIPG)信號(hào)；

對(duì)所述CCECG、CCIPG信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理操作，得到預(yù)處理信號(hào)；

基于訓(xùn)練好的蟻群聚類動(dòng)脈粥樣硬化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，將所述預(yù)處理信號(hào)輸入至所述動(dòng)脈粥樣硬化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型中進(jìn)行測量操作，得到與被測對(duì)象相對(duì)應(yīng)的動(dòng)脈粥樣硬化程度的分級(jí)結(jié)果；

輸出被測對(duì)象的基本信息、所述動(dòng)脈粥樣硬化程度的分級(jí)結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式動(dòng)脈粥樣硬化的評(píng)估裝置及方法。其特征在于，在所述基于訓(xùn)練好的蟻群聚類動(dòng)脈粥樣硬化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的步驟之前，所述方法還包括：

獲取數(shù)據(jù)庫中的樣本信號(hào)，所述樣本信號(hào)需攜帶樣本電容耦合心電(CCECG)、電容耦合阻抗容積率(CCIPG)信號(hào)以及動(dòng)脈粥樣硬化程度的信息；

對(duì)所述樣本CCECG、CCIPG信號(hào)進(jìn)行所述預(yù)處理操作；

對(duì)預(yù)處理后的信號(hào)提取脈搏波傳導(dǎo)速度(PWV)、手臂動(dòng)脈血壓值；

根據(jù)上述手臂動(dòng)脈血壓值估算中心動(dòng)脈血壓值；

將PWV、中心動(dòng)脈血壓值、動(dòng)脈粥樣硬化程度、身高、性別、年齡等組合成樣本數(shù)據(jù)集；

基于蟻群聚類，將所述樣本訓(xùn)練數(shù)據(jù)輸至所述聚類訓(xùn)練中，按照聚類進(jìn)行訓(xùn)練操作，得到動(dòng)脈粥樣硬化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非接觸式動(dòng)脈粥樣硬化的評(píng)估裝置，其特征在于，包括：

測試者基本信息錄入模塊，用于獲取被測對(duì)象的基本信息；

CCECG、CCIPG信號(hào)采集模塊，用于對(duì)所述被測對(duì)象進(jìn)行信號(hào)的同步采集操作，獲取電容耦合心電(CCECG)、電容耦合阻抗容積率(CCIPG)信號(hào)；

信號(hào)預(yù)處理模塊，用于對(duì)所述電容耦合心電(CCECG)、電容耦合阻抗容積率(CCIPG)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理操作，得到預(yù)處理信號(hào)；

PWTT、PWV參數(shù)提取模塊，用于對(duì)處理后信號(hào)的特征點(diǎn)提取，獲得脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間(PWTT)和脈搏波傳導(dǎo)速度(PWV)參數(shù)；

阻抗血流圖參數(shù)提取模塊，用于將處理后的電容耦合阻抗容積率(CCIPG)信號(hào)，繪制為電容耦合阻抗血流圖，對(duì)阻抗容積特征參數(shù)：BC段時(shí)間占單周期時(shí)間比值(T_RBC)、CX段時(shí)間占單周期時(shí)間比值(T_RBC)、射血時(shí)間占單周期比(T_R)、緩慢射血期時(shí)間(T_CX)、射血時(shí)間(T_BX)以及每搏心輸出量(S_BX)等進(jìn)行提取；

中心動(dòng)脈血壓提取模塊，將阻抗血流圖參數(shù)與脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間(PWTT)融合，得出所述被測對(duì)象的手臂動(dòng)脈血壓值，最終獲得其中心動(dòng)脈血壓值；

動(dòng)脈粥樣硬化評(píng)估模塊，用于將PWV、中心動(dòng)脈血壓值、動(dòng)脈粥樣硬化程度、身高、性別、年齡等組合成樣本數(shù)據(jù)集，將所述樣本訓(xùn)練數(shù)據(jù)輸至所述聚類訓(xùn)練中，按照聚類進(jìn)行訓(xùn)練操作，得到動(dòng)脈粥樣硬化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，通過把被測對(duì)象的數(shù)據(jù)集參數(shù)輸入動(dòng)脈粥樣硬化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型中，從而得到被測對(duì)象動(dòng)脈粥樣硬化程度的結(jié)果。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動(dòng)脈粥樣硬化評(píng)估模塊。其特征在于，動(dòng)脈粥樣硬化評(píng)估模型的建立，首先是根據(jù)臨床設(shè)定把動(dòng)脈粥樣硬化程度分為，正常、輕度硬化、中度硬化、深度硬化四級(jí)，其次提取不同程度人群的PWV、中心動(dòng)脈血壓參數(shù)、性別、身高、年齡等數(shù)據(jù)構(gòu)成樣本數(shù)據(jù)集，然后運(yùn)用蟻群聚類算法對(duì)樣本數(shù)據(jù)集進(jìn)行聚類分析，將全部樣本正確分類。得到最終的動(dòng)脈粥樣硬化評(píng)估模型：

其中，P_S為中心動(dòng)脈收縮壓，P_D為中心動(dòng)脈舒張壓，ρ為血液密度，PWV為心胸部-手臂的脈搏波傳導(dǎo)速度。