專利名稱：用于辨別心跳的自動(dòng)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于從分析測得的壓力曲線開始來辨別心跳的自動(dòng)化方法，是可簡便實(shí)現(xiàn)的、便宜并高度可靠的，該方法適于對壓力信號的隨后部分進(jìn)行迭代地重復(fù)。
本發(fā)明還涉及執(zhí)行自動(dòng)化方法所需的儀器和裝置。
眾所周知，生物學(xué)信號的估算在診斷學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)中具有基礎(chǔ)地位。
特別地，近年來已開發(fā)了用于估算已測得的血壓曲線的若干方法，且它們已用相應(yīng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)。
然而，這些方法及相關(guān)設(shè)備呈現(xiàn)了一些缺點(diǎn)。
首先，它們不適用于所有檢測條件，檢測條件是依賴于病人、病理的可能表現(xiàn)、以及測量條件而可變的。作為示例，這種設(shè)備不能識別在心臟外科手術(shù)期間獲取的心電圖信號。
此外，它們越可靠設(shè)備就越復(fù)雜，并因此越昂貴。
因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供用于從分析測得的壓力曲線開始來辨別心跳的自動(dòng)化方法，它是可簡便實(shí)現(xiàn)、便宜并高度可靠的。
本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供執(zhí)行自動(dòng)化方法所需的儀器和裝置。
本發(fā)明的特定主題是基于血壓采樣信號用來辨別心跳的自動(dòng)化方法，它具有起點(diǎn)Pstart并以根據(jù)有限態(tài)機(jī)器操作來表征，該有限態(tài)機(jī)器包括A.第一狀態(tài)(1)，其中該方法搜索-壓力絕對最小值Pmin，這通過掃描包括在第一時(shí)間間隔內(nèi)的壓力值來獲取，該第一時(shí)間間隔不超過從起點(diǎn)Pstart到與確定最小值Pmin之間距離為第一時(shí)間閾值DTMIN_SYS的點(diǎn)的間隔，-壓力絕對最大值Pmin，這通過掃描包括在第二時(shí)間間隔內(nèi)的壓力值來獲取，該第二時(shí)間間隔不超過從起點(diǎn)Pstart到與確定最小值Pmin之間距離為第二時(shí)間閾值DTMAX_SYS的點(diǎn)的間隔，以及-包括在第三時(shí)間閾值內(nèi)的壓力信號一階導(dǎo)數(shù)最大值Y1max_postdia，該第三時(shí)間間隔不超過從起點(diǎn)Pstart到與確定最小值Pmin之間距離為等于第二時(shí)間閾值DTMAX_SYS的時(shí)段的點(diǎn)的間隔，
該方法假設(shè)點(diǎn)Pmin是心臟舒張點(diǎn)Pdia，點(diǎn)Pmax為心臟收縮點(diǎn)Psys，并進(jìn)入以下第二狀態(tài)(2)；B.第二狀態(tài)(2)，其中該方法在第五時(shí)間間隔內(nèi)搜索心臟收縮點(diǎn)Psys之后的壓力信號變形點(diǎn)Pinfection，該第五時(shí)間間隔不超過從心臟收縮點(diǎn)Psys開始且持續(xù)時(shí)段等于第三時(shí)間閾值DTMAX_MINY1_SYS的間隔，然后該方法進(jìn)入如下第三狀態(tài)(3)；C.第三狀態(tài)(3)，其中該方法驗(yàn)證第六時(shí)間間隔是否不超過從變形點(diǎn)Pinfection開始且持續(xù)時(shí)段等于第四時(shí)間閾值DTMAX_SYS2Y1DIC的間隔，該壓力信號呈現(xiàn)具有向下凹度的峰值，從而-如果驗(yàn)證結(jié)果為肯定，則該方法在第七時(shí)間間隔內(nèi)搜索第一壓力曲線相對最小值，該第七時(shí)間間隔不超過從變形點(diǎn)Pinfection開始且持續(xù)時(shí)段等于第四時(shí)間閾值DTMAX_SYS2Y1DIC的間隔，并且它假設(shè)后者為重脈點(diǎn)Pdic，相反-如果驗(yàn)證結(jié)果為否定，則該方法在所述第七時(shí)間間隔內(nèi)搜索壓力信號二階導(dǎo)數(shù)為最大值Y2max_postinflection的瞬間，并且它假設(shè)相關(guān)壓力信號點(diǎn)為重脈點(diǎn)Pdic，然后該方法進(jìn)入以下第四狀態(tài)(4)；D.第四狀態(tài)(4)，其中該方法在第八間隔中搜索壓力信號一階導(dǎo)數(shù)的最大值Y1MAX_postdic，該第八間隔不超過從重脈點(diǎn)Pdic開始且持續(xù)時(shí)段等于第五時(shí)間閾值DPOSTDIC的間隔，該方法驗(yàn)證在第一狀態(tài)(1)中確定的最大值Y1max_postdia不小于值Y1max_postdic，從而-如果驗(yàn)證結(jié)果為否定，則方法返回到第一狀態(tài)(1)，假設(shè)新的起點(diǎn)Pstart是心臟舒張點(diǎn)Pdia之后的而不是重脈點(diǎn)Pdic之后的點(diǎn)，相反，-如果驗(yàn)證結(jié)果為肯定，則方法進(jìn)行到最終狀態(tài)(7)；以及E.最終狀態(tài)(7)，其中該方法適于給出心臟舒張點(diǎn)Pdia、心臟收縮點(diǎn)Psys、和重脈點(diǎn)Pdic。
此外根據(jù)本發(fā)明，在第一狀態(tài)中該方法還搜索-包括在第四時(shí)間間隔內(nèi)的壓力信號二階導(dǎo)數(shù)最大值Y2max_diatosys，該第四時(shí)間間隔不超過從起點(diǎn)Pstart到與確定最小值Pmin之間距離為等于第二時(shí)間閾值DTMAX_SYS的時(shí)段的點(diǎn)的間隔，從而在第四狀態(tài)中該方法還在第八間隔內(nèi)搜索壓力信號二階導(dǎo)數(shù)最大值Y2max_postdic，該方法還驗(yàn)證在第一狀態(tài)(1)中確定的最大值Y2max_postsys不小于值Y2max_postdic，從而-如果驗(yàn)證的結(jié)果為否定，則方法返回到第一狀態(tài)(1)，假設(shè)新的起點(diǎn)Pstart是心臟舒張點(diǎn)Pdia之后的而不是重脈點(diǎn)Pdic之后的點(diǎn)，相反，-如果驗(yàn)證結(jié)果為肯定，則方法進(jìn)行到最終狀態(tài)(7)。
總是根據(jù)本發(fā)明，在第一狀態(tài)(1)中，點(diǎn)Pmin和Pmax分別假設(shè)為心臟舒張點(diǎn)Pdia和心臟收縮點(diǎn)Psys可依賴于點(diǎn)Pmin在點(diǎn)Pmax之前的驗(yàn)證結(jié)果，從而-如果驗(yàn)證結(jié)果為否定，則方法返回以執(zhí)行第一狀態(tài)的所有操作，新起點(diǎn)Pstart不是在Pmin之前的點(diǎn)，相反-如果驗(yàn)證結(jié)果為肯定，則點(diǎn)Pmin假設(shè)為心臟舒張點(diǎn)Pdia而點(diǎn)Pmax假設(shè)為心臟收縮點(diǎn)Psys，且方法進(jìn)行到隨后的第二狀態(tài)。
仍然根據(jù)本發(fā)明，有限態(tài)機(jī)器根據(jù)其操作可包括第五狀態(tài)，方法從第四狀態(tài)通過先到第五狀態(tài)來進(jìn)行到最終狀態(tài)，在第五狀態(tài)中方法確定對應(yīng)于瞬時(shí)t3的壓力信號點(diǎn)P3，在瞬時(shí)t3中壓力信號二階導(dǎo)數(shù)假設(shè)第九間隔內(nèi)的絕對最小值Y2min_systodic，該第九間隔不超過從心臟收縮點(diǎn)Psys到重脈點(diǎn)Pdic的間隔，然后該方法進(jìn)行到適于給出點(diǎn)P3的最終狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明，所述第九間隔最好從在心臟收縮點(diǎn)Psys和重脈點(diǎn)Pdic之間包括的間隔內(nèi)的中間瞬時(shí)tsys+(tdic-tsys)/2到重脈點(diǎn)Pdic的瞬時(shí)tdic，其中tsys是對應(yīng)于心臟收縮點(diǎn)Psys的瞬時(shí)，而tdic是對應(yīng)于重脈點(diǎn)Pdic的瞬時(shí)。
此外根據(jù)本發(fā)明，在第四狀態(tài)中該方法可驗(yàn)證壓力信號是否在大動(dòng)脈上檢測，從而-如果驗(yàn)證的結(jié)果為肯定，則該方法進(jìn)行到最終狀態(tài)，相反-如果驗(yàn)證的結(jié)果為否定，則該方法進(jìn)行到第五狀態(tài)。
特別地，這種驗(yàn)證可基于有關(guān)信號檢測點(diǎn)的數(shù)據(jù)作為操作器的輸入來進(jìn)行。這種輸入數(shù)據(jù)可有利地設(shè)置適當(dāng)寄存器的值，或該方法可在第四狀態(tài)僅驗(yàn)證該值的標(biāo)記。
總是根據(jù)本發(fā)明，有限態(tài)機(jī)器根據(jù)其操作可包括第六狀態(tài)，其中該方法處于這種情形當(dāng)在第三狀態(tài)時(shí)已驗(yàn)證壓力信號在第六時(shí)間間隔內(nèi)呈現(xiàn)具有向下凹度的峰值，該方法在第四狀態(tài)之后進(jìn)入最終狀態(tài)之前到達(dá)第六狀態(tài)，在第六狀態(tài)中該方法在所述第六時(shí)間間隔內(nèi)搜索重脈點(diǎn)Pdic(即峰值)之后的相對最大點(diǎn)P4，然后該方法進(jìn)入適于給出點(diǎn)P4的最終狀態(tài)。
仍然根據(jù)本發(fā)明，在第六狀態(tài)中該方法還可在第十間隔內(nèi)搜索壓力信號相對最小點(diǎn)Pend，該第十間隔不超過從重脈點(diǎn)Pdic到與重脈點(diǎn)Pdic之間距離為第六時(shí)間閾值DENDPOSTDIC的Ptermination點(diǎn)的間隔，該方法在點(diǎn)Pend已在第六狀態(tài)中確定的情形中適于在最終狀態(tài)中給出點(diǎn)Pend。
根據(jù)本發(fā)明，該方法最好在已確定點(diǎn)P4之后搜索點(diǎn)Pend，且所述第十間隔從點(diǎn)P4到點(diǎn)Ptermination。
總是根據(jù)本發(fā)明，第六時(shí)間閾值DENDPOSTDIC最好不比150毫秒長。
此外根據(jù)本發(fā)明，該方法可從第五狀態(tài)開始進(jìn)入第六狀態(tài)。
總是根據(jù)本發(fā)明，在第一狀態(tài)中該方法可在起點(diǎn)Pstart之后搜索屬于壓力信號下降階段的第一點(diǎn)Pdec，第一時(shí)間間隔可從第一下降點(diǎn)Pdec到與確定最小值Pmin相距第一時(shí)間閾值DTMIN_SYS的點(diǎn)，且第二時(shí)間間隔可從第一下降點(diǎn)Pdec到與確定最小值Pmin相距第二時(shí)間閾值DTMAX_SYS的點(diǎn)。
仍然根據(jù)本發(fā)明，第三和第四時(shí)間間隔可從第一下降點(diǎn)Pdec到與確定最小值Pmin相距第二時(shí)間閾值DTMAX_SYS的點(diǎn)。
此外根據(jù)本發(fā)明，第三和第四時(shí)間間隔可從確定最小值Pmin到與確定最小值Pmin相距第二時(shí)間閾值DTMAX_SYS的點(diǎn)。
或者根據(jù)本發(fā)明，第三和第四時(shí)間間隔可從確定最小值Pmin到確定最大值Pmax。
總是根據(jù)本發(fā)明，在第二狀態(tài)中，該方法可通過在第五時(shí)間間隔內(nèi)搜索壓力信號一階導(dǎo)數(shù)的絕對最小值Y1min_postsys來搜索點(diǎn)Pinfection，假設(shè)其一階導(dǎo)數(shù)假設(shè)絕對最小值Y1min_postsys的壓力信號點(diǎn)為變形點(diǎn)Pinflection。
仍然根據(jù)本發(fā)明，在第三狀態(tài)中該方法可通過搜索壓力信號一階導(dǎo)數(shù)的絕對最大值Y1max_postsys并通過驗(yàn)證該值Y1max_postsys為正，來驗(yàn)證在第六時(shí)間間隔中壓力信號是否呈現(xiàn)帶有向下凹度的峰值，從而在當(dāng)值Y1max_postsys為正時(shí)壓力信號呈現(xiàn)所述峰值。
此外根據(jù)本發(fā)明，在第三狀態(tài)中該方法可通過在所述第七時(shí)間間隔內(nèi)搜索壓力信號一階導(dǎo)數(shù)為零值時(shí)的瞬時(shí)，來在第七時(shí)間間隔內(nèi)搜索壓力曲線第一相對最小值。
總是根據(jù)本發(fā)明，在第四狀態(tài)中，在第八間隔內(nèi)對壓力信號的一階導(dǎo)數(shù)最大值Y1max_postdic和二階導(dǎo)數(shù)最大值Y2max_postdic的搜索，以及對兩者都不大于第一狀態(tài)中所確定的最大值Y1max_postdia和Y2max_diatosys的驗(yàn)證，只能在第三狀態(tài)中該方法已驗(yàn)證在第六時(shí)間間隔內(nèi)壓力信號呈現(xiàn)帶有向下凹度的峰值的情形中進(jìn)行。
仍然根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)該方法從第四狀態(tài)返回到第一狀態(tài)時(shí)，可假設(shè)就在確定重脈點(diǎn)Pdic之前的點(diǎn)為新的起點(diǎn)Pstart。
根據(jù)本發(fā)明，第一時(shí)間閾值DTMIN_SYS應(yīng)不大于200毫秒，最好不大于150毫秒。
總是根據(jù)本發(fā)明，第二時(shí)間閾值DTMAX_SYS應(yīng)不大于380毫秒，最好不大于350毫秒。
仍然根據(jù)本發(fā)明，第三時(shí)間閾值DTMAX_MIN1_SYS應(yīng)不大于250毫秒，最好不大于200毫秒。
總是根據(jù)本發(fā)明，第四時(shí)間閾值DTMAX_SYS2Y1DIC應(yīng)不大于250毫秒，最好不大于200毫秒。
仍然根據(jù)本發(fā)明，第五時(shí)間閾值DPOSTDIC應(yīng)不大于200毫秒，最好不大于150毫秒。
總是根據(jù)本發(fā)明，壓力信號最好以1kHz的頻率進(jìn)行采樣。
此外根據(jù)本發(fā)明，該方法可從最終狀態(tài)返回，以通過假設(shè)重脈點(diǎn)Pdic之后的點(diǎn)為新的起點(diǎn)Pstart來迭代地執(zhí)行第一狀態(tài)。
總是根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)方法從第四或第五狀態(tài)到達(dá)最終狀態(tài)時(shí)，該方法可從最終狀態(tài)返回，以通過假設(shè)重脈點(diǎn)Pdic之后且距離重脈點(diǎn)為第七時(shí)間閾值DNEW的點(diǎn)為新的起點(diǎn)Pstart來迭代地執(zhí)行第一狀態(tài)，該第七時(shí)間閾值最好不小于1毫秒不大于150毫秒。
仍然根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)該方法從第六狀態(tài)到達(dá)最終狀態(tài)時(shí)，當(dāng)已在第六狀態(tài)中確定了點(diǎn)Pend的情形中，該方法可從最終狀態(tài)返回，以通過假設(shè)重脈點(diǎn)Pdic之后點(diǎn)Pend之前的點(diǎn)為新的起點(diǎn)Pstart來迭代地執(zhí)行第一狀態(tài)，最好假設(shè)就在點(diǎn)Pend之前的點(diǎn)為新起點(diǎn)Pstart。
此外根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)該方法從第六狀態(tài)到達(dá)最終狀態(tài)時(shí)，當(dāng)未在第六狀態(tài)中確定點(diǎn)Pend的情形中，該方法可從最終狀態(tài)返回，以通過假設(shè)重脈點(diǎn)Pdic之后且不在點(diǎn)Ptermination之后的點(diǎn)為新的起點(diǎn)Pstart來迭代地執(zhí)行第一狀態(tài)，最好假設(shè)就在點(diǎn)Ptermination之前的點(diǎn)為新起點(diǎn)Pstart。
本發(fā)明的另一特定主題是包括輸入和/或輸出接口裝置、存儲裝置、以及處理裝置的并以適于執(zhí)行前述用于辨別心跳的自動(dòng)化方法為表征的計(jì)算機(jī)。
本發(fā)明的又一特定主題是適于檢測并分析血壓的裝置，包括計(jì)算機(jī)和血壓檢測裝置，并以所述計(jì)算機(jī)為示出計(jì)算機(jī)為表征。
本發(fā)明的再一特定主題是以包括適于在運(yùn)行于計(jì)算機(jī)上時(shí)執(zhí)行前述用于辨別心跳的自動(dòng)化方法的代碼裝置為表征的計(jì)算機(jī)程序。
本發(fā)明的又一特定主題是計(jì)算機(jī)可讀的存儲程序并以該程序?yàn)樗鲇?jì)算機(jī)程序?yàn)楸碚鞯拇鎯ζ鹘橘|(zhì)。
本發(fā)明將特別參照附圖根據(jù)其作為說明而非限制的優(yōu)選實(shí)施例來進(jìn)行描述，其中附圖中

圖1示出本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施例按其進(jìn)行操作的狀態(tài)機(jī)器的示意圖；圖2示出圖1的狀態(tài)機(jī)器的第一狀態(tài)的示意圖；圖3示出圖1的狀態(tài)機(jī)器的第三狀態(tài)的示意圖；圖4示出通過根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施例來檢測并分析的第一壓力曲線；圖5示出通過根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施例來檢測并分析的第二壓力曲線。
在附圖中，相同標(biāo)號用來表示相同元件。
發(fā)明者已開發(fā)了一種能夠識別心動(dòng)周期的壓力信號的方法，其目的通過該方法能夠識別從心臟外科手術(shù)期間較小的心電圖中獲取的信號的事實(shí)來確認(rèn)。根據(jù)本發(fā)明方法檢測生物學(xué)信號，搜索表示某些生理學(xué)狀態(tài)的特征最大點(diǎn)和最小點(diǎn)以及特征中間點(diǎn)。
更具體地，方法根據(jù)本發(fā)明使得由心臟在手術(shù)期間產(chǎn)生的壓力曲線能夠被識別。發(fā)明者已開發(fā)了一種方法，它考慮心跳的壓力波假設(shè)為一系列的明確定義的形狀的事實(shí)，并且他們已確定曲線的特征點(diǎn)，將它們視為要通過該方法檢測的事件。當(dāng)在識別心跳特征點(diǎn)中表現(xiàn)為不同狀態(tài)時(shí)，由開發(fā)者開發(fā)的方法可作為有限態(tài)機(jī)器進(jìn)行操作。
特別地，為了確定動(dòng)脈和/或靜脈系統(tǒng)中的心跳，根據(jù)本發(fā)明該方法確定心臟收縮階段和心臟舒張階段。心臟收縮階段在達(dá)到壓力相對最大值時(shí)達(dá)到頂峰(除反搏外)，而心臟舒張階段在達(dá)到壓力相對最小值時(shí)達(dá)到頂峰(除病態(tài)條件外)。此外，本方法還確定第三點(diǎn)—與心跳相關(guān)聯(lián)的重脈切口(notch)。重脈點(diǎn)是心臟瓣膜關(guān)閉的點(diǎn)，且它在數(shù)學(xué)上對應(yīng)于二階導(dǎo)數(shù)的最大值點(diǎn)，或?qū)?yīng)于在心臟收縮點(diǎn)之后出現(xiàn)的壓力曲線的相對最小值點(diǎn)。因此，有限態(tài)機(jī)器首先確定這三點(diǎn)。然后，為了驗(yàn)證這三個(gè)確定點(diǎn)有效地對應(yīng)于心跳，本方法根據(jù)本發(fā)明確定隨后的一系列事件以剛剛確定的順序出現(xiàn)。在這種順序的隨后事件發(fā)生的肯定情形中，方法將先前確定的三個(gè)點(diǎn)識別為在隨后心跳的心臟舒張時(shí)結(jié)束的心跳的特征點(diǎn)。
參照圖1，可看到狀態(tài)機(jī)器包括七個(gè)主要狀態(tài)，其中根據(jù)本發(fā)明的方法按照狀態(tài)機(jī)器來操作。
在第一狀態(tài)1中，本方法分析形成測得壓力曲線的可用壓力值序列，以便確定-假設(shè)為心臟舒張點(diǎn)Pdia的壓力(相對)最小值；-假設(shè)為心臟收縮點(diǎn)Psys的壓力(相對)最大值；-心臟舒張值和心臟收縮值之間包括的壓力一階導(dǎo)數(shù)的最大值Y1max_postdia；以及-心臟舒張值和心臟收縮值之間包括的壓力二階導(dǎo)數(shù)的最大值Y2max_diatosys。
特別地，壓力一階導(dǎo)數(shù)與壓力曲線的兩個(gè)連續(xù)瞬時(shí)上的差值成比例，且壓力二階導(dǎo)數(shù)與壓力一階導(dǎo)數(shù)的兩個(gè)連續(xù)瞬時(shí)上的差值成比例。更確切地說，比例系數(shù)等于兩個(gè)連續(xù)瞬時(shí)之間差值的倒數(shù)，即等于壓力信號采樣周期的倒數(shù)。不失去有效性，本方法的優(yōu)選實(shí)施例將兩個(gè)連續(xù)瞬時(shí)之間的差異假設(shè)為單元(unitary)，從而壓力一階導(dǎo)數(shù)等于壓力曲線的兩個(gè)連續(xù)瞬時(shí)上的差值，壓力二階導(dǎo)數(shù)等于一階導(dǎo)數(shù)的兩個(gè)連續(xù)瞬時(shí)上的差值。
在如下描述中，必須考慮壓力曲線的采樣點(diǎn)，并按時(shí)間順序逐一考慮相關(guān)導(dǎo)數(shù)。測得的壓力曲線最好以1kHz的頻率來采樣，從而該序列壓力值彼此間隔1毫秒。
參照圖2，可看到狀態(tài)1包括4個(gè)子狀態(tài)。
在子狀態(tài)1.0中，確定第一點(diǎn)Pdec屬于壓力曲線的下降階段，從而導(dǎo)致到達(dá)相對最小值點(diǎn)。這種確定最好通過在壓力曲線上搜索其值小于前一點(diǎn)的值的第一點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)。一旦確定了該點(diǎn)Pdec，方法進(jìn)行到以下子狀態(tài)1.1。
在子狀態(tài)1.1中，方法搜索壓力曲線的絕對最小值點(diǎn)Pmin。在根據(jù)本發(fā)明于附圖中示出的方法的優(yōu)選實(shí)施例中，對點(diǎn)Pmin的搜索通過比較每個(gè)曲線點(diǎn)P(i)的值和點(diǎn)Pmin_current的值來進(jìn)行，點(diǎn)Pmin_current存儲具有先前檢查的曲線部分中(包括從Pdec到就在考慮點(diǎn)P(i)之前的點(diǎn)P(i-1)的各點(diǎn))的最小值的點(diǎn)，從而Pmin_current用與其比較的點(diǎn)P(i)來更新，即Pmin_current＝P(i) [1]在后者具有較低值的情形中，即在當(dāng)Pmin_current＞P(i) [2]Pmin_current可初步地初始化為在狀態(tài)1.0中確定的點(diǎn)Pdec。
在子狀態(tài)1.1中，方法還搜索壓力曲線的絕對最大點(diǎn)Pmax。在附圖所示的實(shí)施例中，類似于Pmin，Pmax的搜索ye通過比較每個(gè)曲線點(diǎn)P(i)的值和點(diǎn)Pmax_current的值來進(jìn)行，點(diǎn)Pmax_current存儲具有先前檢查的曲線部分中(包括從Pdec到就在考慮點(diǎn)P(i)之前的點(diǎn)P(i-1)的各點(diǎn))的最大值的點(diǎn)，從而Pmax_current用與其比較的點(diǎn)P(i)來更新，即Pmax_current＝P(i) [3]在后者具有較大值的情形中，即在當(dāng)Pmax_current＜P(i) [4]甚至Pmax_current可初步地初始化為在狀態(tài)1.0中確定的點(diǎn)Pdec。
此外，本方法搜索在心臟舒張之后的壓力一階導(dǎo)數(shù)的最大值Y1max_postdia。特別地，在附圖所示的實(shí)施例中，該最大值Y1max_postdia通過比較一階導(dǎo)數(shù)曲線的每個(gè)點(diǎn)Y1(i)的值和點(diǎn)Y1max_current的值來搜索，點(diǎn)Y1max_current存儲先前檢查的曲線部分中一階導(dǎo)數(shù)的最大值，該曲線部分包括從對應(yīng)于點(diǎn)Pmin_current的瞬時(shí)開始到就在考慮點(diǎn)Y1(i)之前的點(diǎn)Y1(i-1)的各點(diǎn)，從而Y1max_current用與其比較的點(diǎn)Y1(i)來更新，即Y1max_current＝Y(jié)1(i) [5]在后者具有較大值的情形中，即在當(dāng)Y1max_current＜Y1(i) [6]Y1max_current可初步地初始化為對應(yīng)于點(diǎn)Pmin_current的壓力曲線一階導(dǎo)數(shù)的值。
本方法離開子狀態(tài)1.1并進(jìn)入子狀態(tài)1.2，如果點(diǎn)Pmin_current的值在比最小閾值DTMIN_SYS長的階段中未作更新，該閾值一般等于200毫秒，最好等于150毫秒。這樣，在子狀態(tài)1.1中本方法在每次更新點(diǎn)Pmin_current時(shí)將時(shí)間計(jì)數(shù)器設(shè)置為零，并且在每次點(diǎn)Pmin_current與下一壓力曲線點(diǎn)P(i)比較時(shí)對數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器加1，驗(yàn)證該時(shí)間計(jì)數(shù)器值是否已超過最小閾值DTMIN_SYS。在進(jìn)入下一子狀態(tài)1.2之前，本方法將點(diǎn)Pmin_current假設(shè)為壓力曲線的絕對最小值點(diǎn)Pmin。換言之，在子狀態(tài)1.1中，本方法考慮最后的點(diǎn)Pmin_current可以是心臟舒張點(diǎn)并因此停止其搜索，其時(shí)壓力曲線在最短階段內(nèi)保持其值，該階段基本上對應(yīng)于心臟舒張點(diǎn)和心臟收縮點(diǎn)之間的最小生理時(shí)間距離。
在子狀態(tài)1.2中，本方法繼續(xù)搜索壓力曲線的絕對最大值點(diǎn)Pmax，以及心臟舒張點(diǎn)之后壓力一階導(dǎo)數(shù)的最大值Y1max_postdia。搜索最好類似于子狀態(tài)1.1進(jìn)行，因此，在附圖所示的本方法實(shí)施例中，它們分別根據(jù)公式[3]、[4]和[5]實(shí)現(xiàn)。這種搜索最多繼續(xù)到從點(diǎn)Pmin起的等于最大閾值DTMAX_SYS的時(shí)間距離，該最大閾值一般不大于380毫秒，最好不大于360毫秒。這樣，在子狀態(tài)1.2中，在壓力曲線點(diǎn)與Pmax_current的每次比較中，本方法對在子狀態(tài)1.1中采用的時(shí)間計(jì)數(shù)器加1，驗(yàn)證該時(shí)間計(jì)數(shù)器值是否已超過最大閾值DTMAX_SYS。在進(jìn)入隨后的子狀態(tài)1.3之前，本方法將點(diǎn)Pmax_current假設(shè)為壓力曲線的絕對最大值點(diǎn)Pmax，值Y1mx_current為心臟舒張點(diǎn)之后的壓力一階導(dǎo)數(shù)的最大值Y1max_postdia。換言之，在子狀態(tài)1.2中，本方法在壓力曲線間隔中搜索心臟收縮點(diǎn)(以及心臟舒張點(diǎn)之后的壓力一階導(dǎo)數(shù)的最大值)，該間隔基本上對應(yīng)于心臟舒張點(diǎn)和心臟收縮點(diǎn)之間的最大生理時(shí)間距離。
考慮到心律不齊和反搏(從而心臟舒張和心臟收縮點(diǎn)可相關(guān)，而不是壓力曲線的絕對最大的最小點(diǎn))，以及因不是由曲線生理引起的事件，例如電子噪音、病人的咳嗽、或者血壓檢測裝置(例如導(dǎo)管)的移動(dòng)，而引入壓力曲線的可能噪音，本方法在子狀態(tài)1.1中對心臟舒張點(diǎn)和心臟收縮點(diǎn)執(zhí)行同時(shí)搜索。這種同時(shí)搜索在高噪音情形中可給出絕對最小值點(diǎn)Pmin在絕對最大值Pmax之后的生理上不正確的結(jié)果。因此，在子狀態(tài)1.3中，本方法驗(yàn)證在子狀態(tài)1.1中確定的點(diǎn)Pmin在子狀態(tài)1.1或1.2中確定的點(diǎn)Pmax之前。
如果驗(yàn)證的結(jié)果為否定，本方法返回以執(zhí)行從先前確定的壓力曲線點(diǎn)Pmin開始的子狀態(tài)1.0。這樣，子狀態(tài)1.1將搜索先前確定最小值點(diǎn)之后的絕對最小值點(diǎn)。
如果相反驗(yàn)證給出肯定結(jié)果，則絕對最小值點(diǎn)Pmin被假設(shè)為心臟舒張點(diǎn)Pdia，而絕對最大值點(diǎn)Pmax被假設(shè)為心臟收縮點(diǎn)Psys；此外，本方法確定心臟舒張點(diǎn)和心臟收縮點(diǎn)之間包括的壓力二階導(dǎo)數(shù)的最大值Y2mx_diatosys。這種確定還可通過適當(dāng)?shù)馗淖訝顟B(tài)1.1和1.2來與對心臟舒張和限制收縮點(diǎn)的搜索同時(shí)執(zhí)行。最后，本方法進(jìn)入以下的第二狀態(tài)2。
在子狀態(tài)1.1和1.2中執(zhí)行的時(shí)間檢查使根據(jù)本發(fā)明的本方法考慮這樣的事實(shí)，當(dāng)心跳頻率變化時(shí)心臟收縮階段在生理上保持周期恒定(因此心臟收縮點(diǎn)在心臟舒張點(diǎn)之后的約150到約360毫秒的間隔中出現(xiàn))，而相反心臟舒張階段在頻率變化時(shí)會(huì)更改其周期；因此，本方法即使在極低的心跳頻率情形中也能準(zhǔn)確地識別心臟舒張點(diǎn)和心臟收縮點(diǎn)。
仍然參看圖1，一旦確定心臟舒張Pdia和心臟收縮Psys點(diǎn)，以及Y1max_postdia和Y2max_diatosys值，狀態(tài)機(jī)器進(jìn)入第二狀態(tài)2，其中根據(jù)本發(fā)明本方法在等于DTMAX_MINY1_SYS的周期間隔中心臟收縮之后搜索壓力一階導(dǎo)數(shù)的該心臟收縮之后的絕對最小值Y1min_postsys；特別地，DTMAX_MINY1_SYS等于最大的生理間隔周期，其中壓力一階導(dǎo)數(shù)最小值在心臟收縮點(diǎn)之后，并且它一般不大于250毫秒，最好不大于200毫秒。這樣，本方法確定壓力曲線心臟收縮之后的變形點(diǎn)Pinfletion，其中壓力一階導(dǎo)數(shù)假設(shè)絕對最小值Y1min_postsys，以便辨別壓力曲線在高噪音條件下檢測的情形，從而壓力信號形狀在心臟收縮之后立即呈現(xiàn)為小峰或短的平穩(wěn)階段，且其中本方法會(huì)錯(cuò)誤地識別重脈點(diǎn)。相反，絕對最小值Y1min_postsys的確定將對重脈切口的搜索準(zhǔn)確地移出心臟收縮之后立即出現(xiàn)的這些小峰或平穩(wěn)階段。
然后，狀態(tài)機(jī)器進(jìn)入第三狀態(tài)3，其中根據(jù)本發(fā)明本方法搜索重脈點(diǎn)。
參照圖3，可看到狀態(tài)3包括4個(gè)子狀態(tài)。
在子狀態(tài)3.0中，在變形點(diǎn)Pinflection之后等于DTMAX_SYS2Y1DIC的周期時(shí)段中，確定一階導(dǎo)數(shù)絕對最大值點(diǎn)Y1max_postsys，然后進(jìn)入隨后的子狀態(tài)3.1，特別地，DTMAX_SYS2Y1DIC等于生理間隔的最大周期，其中重脈點(diǎn)在變形點(diǎn)之后，并且它一般不大于250毫秒，最好不大于200毫秒。
在子狀態(tài)3.1中，本方法驗(yàn)證在子狀態(tài)3.0中確定的點(diǎn)Y1max_postsys是否為正。
如果驗(yàn)證結(jié)果是肯定的，則意味著壓力曲線在重脈點(diǎn)之后出現(xiàn)一峰值，如圖4所示，從而在該情形中重脈點(diǎn)Pdic對應(yīng)于在第二狀態(tài)2中確定的變形點(diǎn)Pinflection之后的壓力曲線第一相對最小值點(diǎn)。因此，本方法執(zhí)行子狀態(tài)3.2，其中它通過確定壓力曲線一階導(dǎo)數(shù)假設(shè)其值在變形點(diǎn)Pinflection之后等于DTMAX_SYS2Y1DIC的時(shí)間間隔中為零的瞬時(shí)來確定該點(diǎn)Pdic。然后本方法進(jìn)入下一第四狀態(tài)4。
相反，在子狀態(tài)3.1的結(jié)果驗(yàn)證為負(fù)，或者在子狀態(tài)3.0中確定的一階導(dǎo)數(shù)絕對最大值點(diǎn)Y1max_postsys為非負(fù)，則壓力曲線在重脈點(diǎn)之后不呈現(xiàn)任何峰值，且后者對應(yīng)于壓力二階假設(shè)為最大值的點(diǎn)。因此，該方法執(zhí)行子狀態(tài)3.3，其中它通過在變形點(diǎn)Pinflection之后等于DTMAX_SYS2Y1DIC的周期時(shí)段中確定壓力曲線二階導(dǎo)數(shù)假設(shè)最大值Y2max_postinflection的瞬時(shí)來確定重脈點(diǎn)Pdic。然后本方法進(jìn)入下一第四狀態(tài)4。
仍然參看圖1，狀態(tài)機(jī)器進(jìn)入第四狀態(tài)4，其中根據(jù)本發(fā)明本方法確定在第三狀態(tài)3中確定的重脈點(diǎn)Pdic之后的一階導(dǎo)數(shù)最大值Y1max_postdic以及壓力曲線二階導(dǎo)數(shù)最大值Y2max_postdic。這種搜索在重脈點(diǎn)之后的間隔DPOSTDIC中進(jìn)行，該間隔最好不大于150毫秒。然后，本方法驗(yàn)證分別屬于在第一階段1中確定的心臟舒張點(diǎn)之后的一階導(dǎo)數(shù)和壓力二階導(dǎo)數(shù)的兩個(gè)最大值Y1max_postdia和Y2max_diatosys中至少一個(gè)是否小于剛確定的相應(yīng)導(dǎo)數(shù)的值，分別為Y1max_postdic和Y2max_postdic。為了辨別以下情形這種驗(yàn)證是必要的，當(dāng)呈現(xiàn)在重脈切口之后具有峰值的特定壓力信號時(shí)，已確定的重脈點(diǎn)Pdic實(shí)際上是心臟舒張點(diǎn)。這是檢測壓力下特別具有彈性的心臟(諸如運(yùn)動(dòng)員的心臟)的壓力曲線的示例，其中驗(yàn)證重脈點(diǎn)具有小于心臟舒張點(diǎn)的壓力值是可能的。然而，即使在這種情形中，驗(yàn)證心臟舒張點(diǎn)和心臟收縮點(diǎn)之間區(qū)間的壓力曲線的生理增長率要比重脈點(diǎn)之后的壓力曲線的生理增長率要高。這通過比較分別在假設(shè)為心臟舒張點(diǎn)的點(diǎn)和假設(shè)為重脈點(diǎn)的點(diǎn)之后的一階和二階導(dǎo)數(shù)的最大值來辨別。
在這方面，僅在當(dāng)?shù)谌隣顟B(tài)3中在重脈點(diǎn)之后確定出現(xiàn)峰值的情形中，本方法的其它實(shí)施例根據(jù)改進(jìn)在第四狀態(tài)4中執(zhí)行對值Y1max_postdic和Y2max_postdic的確定，以及與值Y1max_postdia和Y2max_diatosys的比較。
在驗(yàn)證給出肯定結(jié)果的情形中(即兩值Y1max_postdia和Y2max_diatosys的至少之一分別小于值Y1max_postdic和Y2max_postdic)，所確定的心臟舒張Pdia點(diǎn)、心臟收縮Psys點(diǎn)、以及重脈點(diǎn)Pdic不對應(yīng)于生理上正確的壓力曲線，且本方法返回以執(zhí)行從已確定為心臟舒張點(diǎn)的Pdia之后和確定為重脈點(diǎn)的Pdic之前的點(diǎn)開始的第一狀態(tài)1的子狀態(tài)1.0，用于確定不同于先前確定的心臟舒張和/或心臟收縮和/或重脈點(diǎn)。本方法最好返回以執(zhí)行從就在第三狀態(tài)3中確定為重脈點(diǎn)的Pdic點(diǎn)之前的點(diǎn)開始的第一狀態(tài)1的子狀態(tài)1.0。
在驗(yàn)證給出否定結(jié)果的情形中(即兩值Y1max_postdia和Y2max_diatosys分別都大于值Y1max_postdic和Y2max_postdic)，所確定的心臟舒張Pdia點(diǎn)、心臟收縮Psys點(diǎn)、以及重脈點(diǎn)Pdic在生理上是正確的，且本方法還驗(yàn)證壓力曲線是否在動(dòng)脈中檢測。
在肯定情形中，本方法直接進(jìn)入最終狀態(tài)7，其中它給出所有的檢測數(shù)據(jù)作為它檢查壓力曲線的心跳的特征數(shù)據(jù)，并且它可能返回以執(zhí)行第一狀態(tài)1來檢查下一心跳。
在否定情形中(壓力曲線在動(dòng)脈中檢測)，方法進(jìn)入第五狀態(tài)5，其中它確定對應(yīng)于瞬時(shí)t3的壓力曲線點(diǎn)P3，在該瞬時(shí)中曲線二階導(dǎo)數(shù)在心臟收縮點(diǎn)和重脈點(diǎn)之間的間隔中假設(shè)最小值Y2min_systodic。該間隔最好在心臟收縮點(diǎn)和重脈點(diǎn)之間包括的間隔的中間點(diǎn)到下一Pdic點(diǎn)。換言之，確定Y2min_systodic值的間隔最好從瞬時(shí)tsys+(tdic-tsys)/2到瞬時(shí)tdic，其中tsys是對應(yīng)于心臟收縮點(diǎn)的瞬時(shí)而tdic是對應(yīng)于重脈點(diǎn)的瞬時(shí)。
然后，在未識別第三狀態(tài)3中沿壓力曲線出現(xiàn)的峰值時(shí)，本方法進(jìn)入執(zhí)行最終狀態(tài)7；否則(在第三狀態(tài)3中已確定壓力曲線出現(xiàn)一峰值)，本方法進(jìn)入執(zhí)行第六狀態(tài)6。
在第六狀態(tài)6中，本方法搜索重脈點(diǎn)之后的對應(yīng)于壓力曲線一階導(dǎo)數(shù)假設(shè)重脈點(diǎn)之后間隔內(nèi)的非負(fù)最小值的瞬時(shí)的相對最大值點(diǎn)P4(即峰值)。特別地，對點(diǎn)P4的搜索在重脈切口之后的間隔DPOSTDIC內(nèi)執(zhí)行。
此外，在第六狀態(tài)6中，本方法還搜索重脈點(diǎn)之后的相對最小值點(diǎn)Pend，即檢查中心跳的結(jié)束。特別地，對點(diǎn)Pend的搜索在從點(diǎn)P4到與重脈點(diǎn)Pdic距離為DENDPOSTDIC的點(diǎn)Ptermination的間隔上執(zhí)行，該DENDPOSTDIC等于從重脈點(diǎn)到下一非正常心跳(期外收縮)或加速心跳(高心頻)之間的最大生理時(shí)間距離；DENDPOSTDIC最好不大于150毫秒。最后，本方法進(jìn)入執(zhí)行最終狀態(tài)7。
如所述，在最終狀態(tài)7中，本方法給出所有的檢測數(shù)據(jù)作為它檢查壓力曲線的心跳的特征數(shù)據(jù)，并且它可能返回執(zhí)行第一狀態(tài)1以檢查下一心跳。特別地，在狀態(tài)7從狀態(tài)4或狀態(tài)5中到達(dá)的情形中，本方法返回以執(zhí)行從重脈點(diǎn)Pdic之后間隔為DNEW的點(diǎn)開始的第一狀態(tài)1，該DNEW最好不小于1毫秒且不大于150毫秒；在狀態(tài)7從狀態(tài)6到達(dá)的情形中，本方法返回以執(zhí)行第一狀態(tài)1的子狀態(tài)1.0，該第一狀態(tài)從重脈點(diǎn)Pdic之后已確定點(diǎn)Pend之前的點(diǎn)開始(最好從就在已確定點(diǎn)Pend之前的點(diǎn)開始)，或者在尚未確定點(diǎn)Pend的情形中，從重脈點(diǎn)Pdic之后但不在點(diǎn)Ptermination之后的點(diǎn)開始(最好從就在已確定的點(diǎn)Ptermination之前的點(diǎn)開始)。
通過根據(jù)本發(fā)明本方法獲得的益處很多。
首先，本方法能從對心臟在其操作期間所產(chǎn)生的壓力曲線的分析中獲得脈搏識別，該操作可靠地劃分每次心跳的起點(diǎn)和終點(diǎn)。
此外，本方法能在壓力曲線還呈現(xiàn)其它最小值和最大值點(diǎn)時(shí)辨別心臟舒張和心臟收縮點(diǎn)是相關(guān)的，而不是絕對最大值和最小值點(diǎn)的情形。實(shí)際上，心臟舒張和心臟收縮點(diǎn)僅當(dāng)從一點(diǎn)到另一點(diǎn)壓力曲線的一階導(dǎo)數(shù)(以及二階導(dǎo)數(shù))到達(dá)整個(gè)心跳內(nèi)的最大值時(shí)才被識別為有效。
盡管如此，本方法還通過檢查圍繞最大值或最小值或變形點(diǎn)的相當(dāng)長的時(shí)間間隔來確定心臟舒張、心臟收縮和重脈點(diǎn)。
程序依賴于檢測壓力的地點(diǎn)確定在生理時(shí)間限制內(nèi)的心臟舒張、心臟收縮和重脈點(diǎn)。特別地，脈搏的實(shí)際結(jié)束在已確定下一心跳的心臟舒張、心臟收縮和重脈點(diǎn)之后發(fā)生。
根據(jù)本發(fā)明本方法還允許在極慢頻率的情形中確定心跳而不管加在重脈點(diǎn)和心臟舒張之間時(shí)間上的限制，因?yàn)樗紤]到這樣的事實(shí)，心臟收縮階段是當(dāng)心率變化時(shí)生理上不太可變的周期，而相反心臟舒張階段則在心率變化時(shí)更改其周期。
此外，根據(jù)本發(fā)明本方法使心電圖的信號得到可靠研究。
上面已描述了優(yōu)選實(shí)施例并提議了對本發(fā)明的某些更改，但應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可作其它變化和改變，而不背離如所附權(quán)利要求書所定義的相關(guān)保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有起點(diǎn)Pstart的基于血壓采樣信號來辨別心跳的自動(dòng)化方法，其特征在于，所述方法根據(jù)有限狀態(tài)機(jī)器來操作，所述方法包括(A).第一狀態(tài)(1)，其中所述方法搜索-壓力絕對最小值Pmin，這通過掃描包括在第一時(shí)間間隔內(nèi)的壓力值來獲取，所述第一時(shí)間間隔不超過從所述起點(diǎn)Pstart到與確定最小值Pmin之間距離為第一時(shí)間閾值DTMIN_SYS的點(diǎn)的間隔，-壓力絕對最大值Pmax，這通過掃描包括在第二時(shí)間間隔內(nèi)的壓力值來獲取，所述第二時(shí)間間隔不超過從所述起點(diǎn)Pstart到與確定最小值Pmin之間距離為第二時(shí)間閾值DTMAX_SYS的點(diǎn)的間隔，以及-包括在第三時(shí)間閾值內(nèi)的壓力信號一階導(dǎo)數(shù)最大值Y1max_postdia，所述第三時(shí)間間隔不超過從所述起點(diǎn)Pstart到與確定最小值Pmin之間距離為等于第二時(shí)間閾值DTMAX_SYS的時(shí)段的點(diǎn)的間隔，所述方法假設(shè)點(diǎn)Pmin是心臟舒張點(diǎn)Pdia，點(diǎn)Pmax為心臟收縮點(diǎn)Psys，并進(jìn)入以下第二狀態(tài)(2)；B.第二狀態(tài)(2)，其中所述方法在第五時(shí)間間隔內(nèi)搜索心臟收縮點(diǎn)Psys之后的壓力信號變形點(diǎn)Pinflection，所述第五時(shí)間間隔不超過從心臟收縮點(diǎn)Psys開始且持續(xù)時(shí)段等于第三時(shí)間閾值DTMAX_MINY1_SYS的間隔，然后所述方法進(jìn)入如下第三狀態(tài)(3)；C.第三狀態(tài)(3)，其中所述方法驗(yàn)證在第六時(shí)間間隔內(nèi)所述壓力信號是否呈現(xiàn)具有向下凹度的峰值從而進(jìn)行如下步驟，所述第六時(shí)間間隔不超過從變形點(diǎn)Pinflection開始且持續(xù)時(shí)段等于第四時(shí)間閾值DTMAX_SYS2Y1DIC的間隔-如果驗(yàn)證結(jié)果為肯定，則所述方法在第七時(shí)間間隔內(nèi)搜索第一壓力曲線相對最小值，所述第七時(shí)間間隔不超過從變形點(diǎn)Pinflection開始且持續(xù)時(shí)段等于第四時(shí)間閾值DTMAX_SYS2Y1DIC的間隔，并且所述方法假設(shè)后者為重脈點(diǎn)Pdic，相反-如果驗(yàn)證結(jié)果為否定，則所述方法在所述第七時(shí)間間隔內(nèi)搜索壓力信號二階導(dǎo)數(shù)假設(shè)為最大值Y2max_postinflection的瞬間，并且所述方法假設(shè)相關(guān)壓力信號點(diǎn)為重脈點(diǎn)Pdic，然后所述方法進(jìn)入以下第四狀態(tài)(4)；D.第四狀態(tài)(4)，其中所述方法在第八間隔中搜索壓力信號一階導(dǎo)數(shù)的最大值Y1max_postdic，所述第八間隔不超過從重脈點(diǎn)Pdic開始且持續(xù)時(shí)段等于第五時(shí)間閾值DPOSTDIC的間隔，所述方法驗(yàn)證在第一狀態(tài)(1)中確定的最大值Y1max_postdia不小于值Y1max_postdic，從而-如果驗(yàn)證結(jié)果為否定，則方法返回到第一狀態(tài)(1)，將心臟舒張點(diǎn)Pdia之后的而不是重脈點(diǎn)Pdic之后的點(diǎn)假設(shè)為新的起點(diǎn)Pstart，相反，-如果驗(yàn)證結(jié)果為肯定，則方法進(jìn)行到最終狀態(tài)(7)；以及E.最終狀態(tài)(7)，其中所述方法適于給出心臟舒張點(diǎn)Pdia、心臟收縮點(diǎn)Psys、和重脈點(diǎn)Pdic。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一狀態(tài)(1)還搜索-包括在第四時(shí)間間隔內(nèi)的壓力信號二階導(dǎo)數(shù)最大值Y2max_diatosys，所述第四時(shí)間間隔不超過從起點(diǎn)Pstart到與確定最小值Pmin之間距離為等于第二時(shí)間閾值DTMAX_SYS的時(shí)段的點(diǎn)的間隔，從而在第四狀態(tài)中所述方法還在第八間隔內(nèi)搜索壓力信號二階導(dǎo)數(shù)最大值Y2max_postdic，所述方法還驗(yàn)證在第一狀態(tài)(1)中確定的最大值Y2max_postsys不小于值Y2max_postdic，從而-如果驗(yàn)證的結(jié)果為否定，則所述方法返回到第一狀態(tài)(1)，假設(shè)新的起點(diǎn)Pstart是心臟舒張點(diǎn)Pdia之后的而不是重脈點(diǎn)Pdic之后的點(diǎn)，相反，-如果驗(yàn)證結(jié)果為肯定，則所述方法進(jìn)行到最終狀態(tài)(7)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述第一狀態(tài)(1)中，分別將點(diǎn)Pmin和Pmax假設(shè)為心臟舒張Pdia點(diǎn)和心臟收縮Psys點(diǎn)取決于點(diǎn)Pmin在點(diǎn)Pmax之前的驗(yàn)證結(jié)果，從而-如果驗(yàn)證結(jié)果為否定，則所述方法返回以執(zhí)行第一狀態(tài)的所有操作，假設(shè)新的起點(diǎn)Pstart不是在Pmin之前的點(diǎn)，相反-如果驗(yàn)證結(jié)果為肯定，則點(diǎn)Pmin假設(shè)為心臟舒張點(diǎn)Pdia而點(diǎn)Pmax假設(shè)為心臟收縮點(diǎn)Psys，且所述方法進(jìn)行到隨后的第二狀態(tài)。
4.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述方法根據(jù)它進(jìn)行操作的有限狀態(tài)機(jī)器包括第五狀態(tài)(5)，所述方法從第四狀態(tài)(4)通過先到第五狀態(tài)(5)來進(jìn)行到最終狀態(tài)(7)，其中所述方法確定對應(yīng)于瞬時(shí)t3的壓力信號點(diǎn)P3，在瞬時(shí)t3中壓力信號二階導(dǎo)數(shù)假設(shè)第九間隔內(nèi)的絕對最小值Y2min_systodic，該第九間隔不超過從心臟收縮點(diǎn)Psys到重脈點(diǎn)Pdic的間隔，然后所述方法進(jìn)行到適于給出點(diǎn)P3的最終狀態(tài)(7)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第九間隔從在心臟收縮點(diǎn)Psys和重脈點(diǎn)Pdic之間所包括的間隔內(nèi)的中間瞬時(shí)tsys+(tdic-tsys)/2到重脈點(diǎn)Pdic的瞬時(shí)tdic，其中tsys是對應(yīng)于心臟收縮點(diǎn)Psys的瞬時(shí)，而tdic是對應(yīng)于重脈點(diǎn)Pdic的瞬時(shí)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，在第四狀態(tài)(4)中所述方法可驗(yàn)證壓力信號是否在大動(dòng)脈上檢測，從而-如果驗(yàn)證的結(jié)果為肯定，則所述方法進(jìn)行到最終狀態(tài)(7)，相反-如果驗(yàn)證的結(jié)果為否定，則方法進(jìn)行到第五狀態(tài)(5)。
7.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述方法根據(jù)它進(jìn)行操作的有限狀態(tài)機(jī)器包括第六狀態(tài)(6)，其中所述方法處于這種情形當(dāng)在第三狀態(tài)(3)時(shí)已驗(yàn)證壓力信號在第六時(shí)間間隔內(nèi)呈現(xiàn)具有向下凹度的峰值，所述方法在第四狀態(tài)(4)之后進(jìn)入最終狀態(tài)(7)之前到達(dá)第六狀態(tài)(6)，在第六狀態(tài)(6)中所述方法在所述第六時(shí)間間隔內(nèi)搜索重脈點(diǎn)Pdic(即峰值)之后的相對最大值點(diǎn)P4，然后所述方法進(jìn)入適于給出點(diǎn)P4的最終狀態(tài)(7)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在第六狀態(tài)(6)中所述方法還可在第十間隔內(nèi)搜索壓力信號相對最小點(diǎn)Pend，所述第十間隔不超過從重脈點(diǎn)Pdic到與重脈點(diǎn)Pdic之間距離為第六時(shí)間閾值DENDPOSTDIC的Ptermination點(diǎn)的間隔，所述方法在點(diǎn)Pend已在第六狀態(tài)(6)中確定的情形中適于在最終狀態(tài)(7)中給出點(diǎn)Pend。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法在已確定點(diǎn)P4之后搜索點(diǎn)Pend，且所述第十間隔從點(diǎn)P4到點(diǎn)Ptermination。
10.如權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，第六時(shí)間閾值DENDPOSTDIC最好不比150毫秒長。
11.如權(quán)利要求7-10的任一權(quán)利要求所述的方法，當(dāng)依賴于權(quán)利要求4時(shí)，其特征在于，所述方法可從第五狀態(tài)(5)開始到達(dá)第六狀態(tài)(6)。
12.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在第一狀態(tài)(1)中所述方法可在起點(diǎn)Pstart之后搜索屬于壓力信號下降階段的第一點(diǎn)Pdec，第一時(shí)間間隔可從第一下降點(diǎn)Pdec到與確定最小值Pmin相距第一時(shí)間閾值DTMIN_SYS的點(diǎn)，且第二時(shí)間間隔可從第一下降點(diǎn)Pdec到與確定最小值Pmin相距第二時(shí)間閾值DTMAX_SYS的點(diǎn)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，第三和第四時(shí)間間隔可從第一下降點(diǎn)Pdec到與確定最小值Pmin相距第二時(shí)間閾值DTMAX_SYS的點(diǎn)。
14.如權(quán)利要求1-12的任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，第三和第四時(shí)間間隔可從確定最小值Pmin到與確定最小值Pmin相距第二時(shí)間閾值DTMAX_SYS的點(diǎn)。
15.如權(quán)利要求1-12的任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，第三和第四時(shí)間間隔可從確定最小值Pmin到確定最大值Pmax。
16.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在第二狀態(tài)(2)中，所述方法可通過在第五時(shí)間間隔內(nèi)搜索壓力信號一階導(dǎo)數(shù)的絕對最小值Y1min_postsys來搜索點(diǎn)Pinfection，假設(shè)其一階導(dǎo)數(shù)假設(shè)絕對最小值Y1min_postsys的壓力信號點(diǎn)為變形點(diǎn)Pinflection。
17.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在第三狀態(tài)(3)中所述方法可通過搜索壓力信號一階導(dǎo)數(shù)的絕對最大值Y1max_postsys并通過驗(yàn)證此值Y1max_postsys為正，來驗(yàn)證在第六時(shí)間間隔中壓力信號是否呈現(xiàn)帶有向下凹度的峰值，從而在當(dāng)值Y1max_postsys為正時(shí)壓力信號呈現(xiàn)所述峰值。
18.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在第三狀態(tài)(3)中所述方法可通過在所述第七時(shí)間間隔內(nèi)搜索壓力信號一階導(dǎo)數(shù)為零值時(shí)的瞬時(shí)，來在第七時(shí)間間隔內(nèi)搜索壓力曲線第一相對最小值。
19.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在第四狀態(tài)(4)中，在第八間隔內(nèi)對壓力信號的一階導(dǎo)數(shù)最大值Y1max_postdic和二階導(dǎo)數(shù)最大值Y2max_postdic的搜索，以及對兩者都不大于第一狀態(tài)(1)中所確定的最大值Y1max_postdia和Y2max_diatosys的驗(yàn)證，只能在第三狀態(tài)(3)中所述方法已驗(yàn)證在第六時(shí)間間隔內(nèi)壓力信號呈現(xiàn)帶有向下凹度的峰值的情形中進(jìn)行。
20.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述方法從第四狀態(tài)(4)返回到第一狀態(tài)(1)時(shí)，可假設(shè)就在預(yù)定重脈點(diǎn)Pdic之前的點(diǎn)為新的起點(diǎn)Pstart。
21.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，第一時(shí)間閾值DTMIN_SYS不大于200毫秒。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，第一時(shí)間閾值DTMIN_SYS不大于150毫秒。
23.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，第二時(shí)間閾值DTMAX_SYS不大于380毫秒。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，第二時(shí)間閾值DTMAX_SYS不大于350毫秒。
25.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，第三時(shí)間閾值DTMAX_MIN1_SYS不大于250毫秒。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，第三時(shí)間閾值DTMAX_MIN1_SYS不大于200毫秒。
27.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，第四時(shí)間閾值DTMAX_SYS2Y1DIC不大于250毫秒。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，第四時(shí)間閾值DTMAX_SYS2Y1DIC不大于200毫秒。
29.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，第五時(shí)間閾值DPOSTDIC不大于200毫秒。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，第五時(shí)間閾值DPOSTDIC最好不大于150毫秒。
31.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，壓力信號最好以1kHz的頻率進(jìn)行采樣。
32.如權(quán)利要求1-10的任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述方法可從最終狀態(tài)(7)返回，以通過假設(shè)重脈點(diǎn)Pdic之后的點(diǎn)為新的起點(diǎn)Pstart來迭代地執(zhí)行第一狀態(tài)(1)。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，當(dāng)依賴于1-7的權(quán)利要求的任一個(gè)時(shí)，其特征在于，當(dāng)所述方法可從最終狀態(tài)(7)返回，以通過假設(shè)重脈點(diǎn)Pdic之后且與之距離為第七時(shí)間閾值DNEW的點(diǎn)為新的起點(diǎn)Pstart來迭代地執(zhí)行第一狀態(tài)(1)。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述第七時(shí)間閾值不小于1毫秒并不大于150毫秒。
35.如權(quán)利要求32所述的方法，當(dāng)依賴于8-10的權(quán)利要求的任一個(gè)時(shí)，其特征在于，當(dāng)已在第六狀態(tài)(6)中確定了點(diǎn)Pend的情形中，所述方法可從最終狀態(tài)(7)返回，以通過假設(shè)在重脈點(diǎn)Pdic之后且在點(diǎn)Pend之前的點(diǎn)為新的起點(diǎn)Pstart來迭代地執(zhí)行第一狀態(tài)(1)。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，當(dāng)已在第六狀態(tài)(6)中確定點(diǎn)Pend的情形中，所述方法可從最終狀態(tài)(7)返回，以通過假設(shè)就在點(diǎn)Pend之前的點(diǎn)為新的起點(diǎn)Pstart來迭代地執(zhí)行第一狀態(tài)(1)。
37.如權(quán)利要求32所述的方法，當(dāng)依賴于8-10的權(quán)利要求的任一個(gè)時(shí)，其特征在于，當(dāng)未在第六狀態(tài)(6)中確定點(diǎn)Pend的情形中，所述方法可從最終狀態(tài)(7)返回，以通過假設(shè)在重脈點(diǎn)Pdic之后且不在點(diǎn)Ptermination之后的點(diǎn)為新的起點(diǎn)Pstart來迭代地執(zhí)行第一狀態(tài)(1)。
38.如權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，當(dāng)未在第六狀態(tài)(6)中確定點(diǎn)Pend的情形中，所述方法可從最終狀態(tài)(7)返回，以通過假設(shè)就在點(diǎn)Ptermination之前的點(diǎn)為新的起點(diǎn)Pstart來迭代地執(zhí)行第一狀態(tài)(1)。
39.一種包括輸入和/或輸出接口裝置、存儲裝置、以及處理裝置的計(jì)算機(jī)，其特征在于，適于根據(jù)前述權(quán)利要求1-38的任一權(quán)利要求來執(zhí)行用于辨別心跳的自動(dòng)化方法。
40.一種用于檢測并分析血壓的裝置，包括計(jì)算機(jī)和血壓檢測裝置，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)是權(quán)利要求39所述的計(jì)算機(jī)。
41.一種計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，它包括適于根據(jù)前述權(quán)利要求1-38的任一權(quán)利要求在運(yùn)行于計(jì)算機(jī)上時(shí)執(zhí)行前述用于辨別心跳的自動(dòng)化方法的代碼裝置。
42.一種計(jì)算機(jī)可讀的存儲程序的存儲器介質(zhì)，其特征在于，所述程序是如權(quán)利要求41所述的計(jì)算機(jī)程序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)化方法，用來基于血壓采樣信號辨別心跳，該信號具有起點(diǎn)Pstart，該方法根據(jù)用于確定壓力信號的至少心臟舒張點(diǎn)Pdia、心臟收縮點(diǎn)Psys、以及重脈點(diǎn)Pdic的有限狀態(tài)機(jī)器的操作來表征，適于在壓力信號的隨后部分迭代重復(fù)。本發(fā)明還涉及執(zhí)行該自動(dòng)化方法必需的設(shè)備以及執(zhí)行該方法的裝置。
文檔編號A61B5/021GK1759387SQ200480006770
公開日2006年4月12日 申請日期2004年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月17日
發(fā)明者馬泰奧·波那尼, 薩爾瓦多·羅曼諾 申請人:馬泰奧·波那尼, 薩爾瓦多·羅曼諾