專利名稱：脈搏波測(cè)量與生理特征參數(shù)分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及生理特征參數(shù)無(wú)創(chuàng)定量測(cè)評(píng)技術(shù)領(lǐng)域，具體是脈搏波測(cè)量與生理特征 參數(shù)分析儀。
背景技術(shù)：
目前心臟收縮時(shí)間間期(STI)測(cè)定，是以測(cè)定心室收縮期各時(shí)相，評(píng)定左室功能的一種 無(wú)創(chuàng)性檢查方法。其結(jié)果和直接測(cè)得的血液動(dòng)力學(xué)變化相符合，簡(jiǎn)便易行、重復(fù)性好、能 夠定量等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)臨床已廣泛應(yīng)用。目前最常用的測(cè)定方法，是以心電圖、心音圖和 頸動(dòng)脈搏動(dòng)圖同步描記。這種方法的缺點(diǎn)是比較復(fù)雜，需要同步測(cè)量三路信號(hào)，且對(duì)檢測(cè) 位置的要求十分嚴(yán)格，信號(hào)的適應(yīng)性、穩(wěn)定性和重復(fù)性都不夠理想。
目前己開(kāi)發(fā)應(yīng)用的血流參數(shù)無(wú)創(chuàng)檢測(cè)方法和裝置有很多種。
專利號(hào)為871U4261.4的中國(guó)發(fā)明專利"心血管參數(shù)無(wú)損傷檢測(cè)法及裝置"，主要采用脈 搏壓力傳感器檢測(cè)橈動(dòng)脈脈搏壓力信號(hào)，它以一個(gè)與人體外周阻力、血管壁彈性和血液粘 性等生理因素有關(guān)并相當(dāng)于脈搏壓力信號(hào)脈動(dòng)分量的平均值和最大值之比的撓動(dòng)脈脈搏壓 力波形系數(shù)K作為其特征點(diǎn)，并配合常規(guī)血壓計(jì)收縮壓PS和舒張壓Pd的測(cè)量，從而得到 ll項(xiàng)血流參數(shù)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)創(chuàng)性的，脈搏波信號(hào)只取一個(gè)特征點(diǎn)，比較簡(jiǎn)單，臨 床上易于實(shí)現(xiàn)。其缺點(diǎn)是對(duì)橈動(dòng)脈檢測(cè)點(diǎn)的位置要求十分嚴(yán)格，信號(hào)的適應(yīng)性、穩(wěn)定性和 重復(fù)性都不夠理想。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種使用方便、穩(wěn)定性好的一種脈搏 波測(cè)量與的生理特征參數(shù)分析儀。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下
一種脈搏波測(cè)量與生理特征參數(shù)分析儀，包括上位機(jī)系統(tǒng)，上位機(jī)系統(tǒng)包括主機(jī)、顯 示器和數(shù)據(jù)輸入裝置；其特征在于還包括血氧探頭、容積脈搏波調(diào)理電路、壓力脈搏傳感 器、壓力脈搏波調(diào)理電路、多路選擇電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、增益控制電路和通信電路，血 氧探頭輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)容積脈搏波調(diào)理電路輸入到多路選擇電路，壓力脈搏傳感器輸出的 信號(hào)經(jīng)過(guò)壓力脈搏波調(diào)理電路輸入到多路選擇電路，多路選擇電路的輸出信號(hào)由增益控制電路選通，多路選擇電路的輸出信號(hào)依次經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路、增益控制電路、通信電路后 進(jìn)入上位機(jī)系統(tǒng)。
進(jìn)一歩地，為了實(shí)現(xiàn)自助使用，上位機(jī)系統(tǒng)中還包括與主機(jī)相連的IC卡讀卡器。 進(jìn)一步地，為了便于輸出生理特征參數(shù)的分析結(jié)果，上位機(jī)系統(tǒng)中還包括與主機(jī)相連 的打印機(jī)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)
本實(shí)用新型采用容積脈搏波和壓力脈搏波信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)生理特征參數(shù)的無(wú)創(chuàng)傷檢測(cè)，容積 脈搏波一般在指端測(cè)量，對(duì)傳感器的位置要求不高，且檢測(cè)分析速度快，成本低，同時(shí)， 為了彌補(bǔ)某些被測(cè)試者的容積脈搏波信號(hào)微弱而難以準(zhǔn)確測(cè)量，本實(shí)用新型輔以壓力脈搏 波來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，從而使本實(shí)用新型的適用范圍更廣。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的硬件框圖2是實(shí)施例1的上位機(jī)系統(tǒng)的信號(hào)處理流程圖3是實(shí)施例1上位機(jī)系統(tǒng)組成框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一歩地描述。 實(shí)施例1
如圖1所示，本實(shí)施例的硬件組成包括上位機(jī)系統(tǒng)、血氧探頭、容積脈搏波調(diào)理電路、 壓力脈搏傳感器、壓力脈搏波調(diào)理電路、多路選擇電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、增益控制電路和 通信電路，血氧探頭輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)容積脈搏波調(diào)理電路輸入到多路選擇電路，壓力脈搏 傳感器輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)壓力脈搏波調(diào)理電路輸入到多路選擇電路，多路選擇電路的輸出信 號(hào)由增益控制電路選通，多路選擇電路的輸出信號(hào)依次經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路、增益控制電路、 通信電路后進(jìn)入上位機(jī)系統(tǒng)。
血氧探頭輸出的信號(hào)經(jīng)由容積脈搏波調(diào)理電路進(jìn)行工頻干擾、基線漂移、運(yùn)動(dòng)偽跡、 傳感器移位的噪聲預(yù)處理及放大、隔離的信號(hào)調(diào)理后形成容積脈搏波信號(hào)輸入多路選擇電 路。
壓力脈搏傳感器輸出的信號(hào)經(jīng)由壓力脈搏波調(diào)理電路進(jìn)行工頻干擾、基線漂移、運(yùn)動(dòng) 偽跡、傳感器移位的噪聲預(yù)處理及放大、隔離的信號(hào)調(diào)理后形成容積脈搏波信號(hào)輸入多路 選擇電路。
如圖2所示，上位機(jī)系統(tǒng)對(duì)脈搏波信號(hào)的處理過(guò)程如下首先對(duì)脈搏波信號(hào)進(jìn)行特征值提取，提取射血開(kāi)始時(shí)間點(diǎn)u點(diǎn)、射血結(jié)束時(shí)間點(diǎn)DN點(diǎn)、波峰點(diǎn)、波谷點(diǎn)，然后再根 據(jù)提取到的特征值進(jìn)行生理特征參數(shù)計(jì)算，然后進(jìn)行評(píng)分。
本實(shí)施例中，上位機(jī)系統(tǒng)的組成框圖如圖3所示，包括主機(jī)、顯示器、數(shù)據(jù)輸入裝置、 IC卡讀卡器、打印機(jī)。所述主機(jī)為計(jì)算機(jī)主機(jī)，內(nèi)置CPU、硬盤(pán)、內(nèi)存等部件。所述數(shù)據(jù) 輸入裝置為鍵盤(pán)、鼠標(biāo)或者觸摸屏輸入裝置。IC卡讀卡器是為了實(shí)現(xiàn)自助使用本分析儀。
本實(shí)施例的使用步驟如下
(1) 由IC卡讀卡器讀取IC卡的信息，從而獲得被測(cè)試者的身高H、體重W、年齡、 性別等基本信息以及之前的測(cè)試結(jié)果；
(2) 測(cè)量舒張壓Pd和收縮壓Ps值，輸入到主機(jī)；
(3) 將壓力脈搏傳感器置于測(cè)試者左手寸口橈動(dòng)脈部位脈動(dòng)最強(qiáng)處和將光電容積脈搏 波傳感器放在左手食指處，被試者采用靜坐狀態(tài)，將手臂平置于臺(tái)上與心臟平齊，待信號(hào) 平穩(wěn)后開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)，以250Hz的抽樣頻率人進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，取樣時(shí)間長(zhǎng)度為10秒，采樣 點(diǎn)為2500點(diǎn)；
(4) 由上位機(jī)系統(tǒng)出分析報(bào)告，打印并交給被測(cè)試者；
一般來(lái)講，完成整個(gè)測(cè)試大約需要2-5分鐘的時(shí)間，相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在主機(jī)中。
基于脈搏波測(cè)量，可以獲取以下生理特征參數(shù) 脈率HR，直接由脈搏波求得；
左室射血時(shí)間LVET: LVET=DN—u (ms);
射血前期PEP: PEP二a—bXHR (ms)， a、 b為常數(shù)，是根據(jù)大樣本心電圖測(cè)出的PEP 值與脈率HR的曲線擬合值；根據(jù)大樣本數(shù)據(jù)最小二乘法擬合的結(jié)果是a=133， b=0.4; 體表面積BSA = 0. 0061H+0. 0128W-0. 1529; H為身高，W為體重; 有效血容量BV = 2.65 x BSA ;
心搏指數(shù)SI = 7.53 - 0.136(PEP - 1.5LVET + 0.35HR); 心臟指數(shù)CI = - 2.77 - 0.009(0.3PEP - 2LVET - 2HR);
每分鐘心輸量(:0=
6.236PEP
血流半更新率ALK = 25.2 x 10-3 CI;
血流半更新時(shí)間ALT血流平均滯留時(shí)間TM- 1
左心搏功指數(shù)LVWI-
ALK 10MAPxCO
HRxBSA
左心室舒張末期壓力LVEDP = 11.18- 0.0013 (2PEP + 23.4LVET + 8.7HR); 左心射血分?jǐn)?shù)LVEF二1.12. L"PEP
LVET
左室射血期指數(shù)LVETI = 1.7HR + LVET ; 射血前期指數(shù)PEPI = 0.4 HR + PEP ;
血管順應(yīng)性AC = SV/( Ps-Pd); 平均動(dòng)脈壓MAP = 1/3 Ps+ 2/3 Pd;
平均收縮壓^^= ZS ;
平均舒張壓^ 尸=乞S ; 動(dòng)脈壓差dp = msp - mz)p ;
總周阻(又叫作外總周阻)tpr= 80map;
CO
標(biāo)準(zhǔn)周阻SPR」.冊(cè)x徴x70 。
HR
上述生理特征參數(shù)分為三類，第一類是參數(shù)的健康趨勢(shì)為正向，如每搏心搏出量心SV、 心輸出量CO、心搏指數(shù)SI、心臟指數(shù)CI、左心搏功指數(shù)LVWI、平均動(dòng)脈壓MAP、血管 順應(yīng)度AC、血流半更新率ALK，左心射血分?jǐn)?shù)LVEF，左室射血期指數(shù)LVETI、射血前期 指數(shù)PEPI，第二類是參數(shù)的健康趨勢(shì)為反向，如總周阻TPR、標(biāo)準(zhǔn)周阻SPR、全血粘度V、 血流半更新時(shí)間ALT、血流平均滯留時(shí)間TM、PEP/LVET比率，左心室舒張末期壓力LVEDP, 第三類參數(shù)具有中間最佳值，如脈率HR、有效血容量BV、動(dòng)脈壓差DP、平均收縮壓MSP、 平均舒張壓MDP。
上位機(jī)系統(tǒng)的評(píng)分規(guī)則如下
對(duì)于第一類參數(shù)，參數(shù)值大所對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)不小于參數(shù)值小所對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)；對(duì)于第二類 參數(shù)，參數(shù)值小所對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)不小于參數(shù)值大所對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)；對(duì)于第三類參數(shù)，中間最佳 值的分?jǐn)?shù)值最高，中間最佳值往兩端所對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)均是非遞增的。
一般采用百分制或者5分制評(píng)分，參數(shù)值越大，代表被測(cè)試者的該生理特征參數(shù)越趨 于健康。這更加符合人的認(rèn)知理念。
權(quán)利要求1、一種脈搏波測(cè)量與生理特征參數(shù)分析儀，包括上位機(jī)系統(tǒng)，上位機(jī)系統(tǒng)包括主機(jī)、顯示器和數(shù)據(jù)輸入裝置；其特征在于還包括血氧探頭、容積脈搏波調(diào)理電路、壓力脈搏傳感器、壓力脈搏波調(diào)理電路、多路選擇電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、增益控制電路和通信電路，血氧探頭輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)容積脈搏波調(diào)理電路輸入到多路選擇電路，壓力脈搏傳感器輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)壓力脈搏波調(diào)理電路輸入到多路選擇電路，多路選擇電路的輸出信號(hào)由增益控制電路選通，多路選擇電路的輸出信號(hào)依次經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路、增益控制電路、通信電路后進(jìn)入上位機(jī)系統(tǒng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈搏波測(cè)量與生理特征參數(shù)分析儀，其特征在于上位機(jī)系統(tǒng) 中還包括與主機(jī)相連的IC卡讀卡器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的脈搏波測(cè)量與生理特征參數(shù)分析儀，其特征在于上位機(jī) 系統(tǒng)中還包括與主機(jī)相連的打印機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種脈搏波測(cè)量與生理特征參數(shù)分析儀，包括上位機(jī)系統(tǒng)，上位機(jī)系統(tǒng)包括主機(jī)、顯示器和數(shù)據(jù)輸入裝置；包括血氧探頭、容積脈搏波調(diào)理電路、壓力脈搏傳感器、壓力脈搏波調(diào)理電路、多路選擇電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、增益控制電路和通信電路，血氧探頭輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)容積脈搏波調(diào)理電路輸入到多路選擇電路，壓力脈搏傳感器輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)壓力脈搏波調(diào)理電路輸入到多路選擇電路，多路選擇電路的輸出信號(hào)由增益控制電路選通，多路選擇電路的輸出信號(hào)依次經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路、增益控制電路、通信電路后進(jìn)入上位機(jī)系統(tǒng)。本實(shí)用新型對(duì)生理特征參數(shù)進(jìn)行無(wú)創(chuàng)傷檢測(cè)，對(duì)傳感器的位置要求不高，且檢測(cè)分析速度快、成本低、重復(fù)性好、穩(wěn)定性高。
文檔編號(hào)A61B5/024GK201244022SQ200820189300
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月28日
發(fā)明者吳效明, 張攀登, 李尚林, 林紹杰 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)