專利名稱：基于生理信號(hào)間期序列的心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種心臟功能的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)裝置，屬于心血管系統(tǒng)功能狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
心血管系統(tǒng)疾病已成為全球范圍內(nèi)危及人類生命和健康的“頭號(hào)殺手”，其致殘、 致死率均居首位。目前，我國(guó)每年死于心血管疾病的人數(shù)高達(dá)300萬(wàn)人以上，約占因疾病導(dǎo) 致死亡人數(shù)的45%，而用于心血管疾病的醫(yī)療費(fèi)高達(dá)1300億元，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社 會(huì)負(fù)擔(dān)。有資料顯示，心臟病的發(fā)病年齡呈年輕化趨勢(shì)，特別值得重視的是，中青年已經(jīng)成 為心臟病猝死的高危人群。要改善心血管系統(tǒng)疾病流行的這種現(xiàn)狀，就必須由消極治療轉(zhuǎn)向積極防御，及早 發(fā)現(xiàn)并加以干預(yù)。目前醫(yī)院開展的無(wú)創(chuàng)心功能檢查項(xiàng)目主要有心尖搏動(dòng)圖、頸動(dòng)靜脈波動(dòng) 圖、心阻抗圖、超聲心動(dòng)圖和放射性核素法等。但這些方法對(duì)操作者要求高，實(shí)施麻煩，檢查 費(fèi)用高，因此難以普及。心臟的節(jié)律受自主神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)控，正常的心臟節(jié)律體現(xiàn)著心臟自主神經(jīng)的動(dòng)態(tài)平 衡，而自主神經(jīng)系統(tǒng)的失衡也會(huì)在心臟節(jié)律中有所體現(xiàn)。研究表明，在心血管疾病早期即存 在自主神經(jīng)系統(tǒng)的失衡。因此可以通過(guò)觀察心臟節(jié)律的改變對(duì)心臟功能進(jìn)行評(píng)估。心率變 異性可以定量描述這種心臟節(jié)律的變化。心率變異性的分析方法有很多種，主要分為時(shí)域、 頻域和非線性分析方法三類，其中應(yīng)用較廣泛的是散點(diǎn)圖法，但由于該方法主要靠醫(yī)生肉 眼觀察，分析結(jié)果特異性低，并不能進(jìn)行準(zhǔn)確診斷，在臨床應(yīng)用中受到一定限制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有無(wú)創(chuàng)心臟功能檢查技術(shù)的不足，提供一種基于生理信號(hào)間期序列 的心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置通過(guò)計(jì)算受測(cè)者生理信號(hào)間期序列五分類直方圖的 生理信號(hào)間期分布密度(Pi，i = 1,2,…5)，根據(jù)這5個(gè)指標(biāo)并結(jié)合受測(cè)者的年齡、身高、 體重等因素對(duì)受測(cè)者的心臟功能做出評(píng)價(jià)。本發(fā)明的基于生理信號(hào)間期序列的心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)裝置，采用以下技術(shù)解決方 案該檢測(cè)裝置包括傳感器模塊、生理信號(hào)檢測(cè)模塊、模擬_數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊和心臟功 能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)模塊；傳感器模塊、生理信號(hào)檢測(cè)模塊、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊和心臟功能無(wú)創(chuàng)檢 測(cè)模塊依次連接在一起；傳感器模塊用于對(duì)受測(cè)者的生理信號(hào)進(jìn)行采集，并將采集到的生 理信號(hào)輸入生理信號(hào)檢測(cè)模塊；生理信號(hào)檢測(cè)模塊包括濾波電路模塊、去噪電路模塊和放 大電路模塊，用于對(duì)采集的生理信號(hào)進(jìn)行濾波、去噪和放大，并將處理后的生理信號(hào)輸入模 擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊；模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊用于對(duì)生理信號(hào)進(jìn)行模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換；心臟功能無(wú) 創(chuàng)檢測(cè)模塊包括生理信號(hào)特征點(diǎn)提取模塊、預(yù)處理模塊、五分類直方圖及指標(biāo)計(jì)算模塊和 心臟功能評(píng)價(jià)模塊，用于接受來(lái)自模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)字信號(hào)，并完成以下操作
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(1)提取生理信號(hào)的特征點(diǎn)，并構(gòu)造生理信號(hào)間期序列，生理信號(hào)是指人體在生理 過(guò)程中所發(fā)出的各種電的或者非電的信號(hào)；例如心電信號(hào)、心音信號(hào)、橈動(dòng)脈及頸動(dòng)脈脈搏
信號(hào)等；(2)對(duì)所獲得的生理信號(hào)間期序列進(jìn)行預(yù)處理；(3)利用預(yù)處理后的生理信號(hào)間期序列構(gòu)造五分類直方圖；(4)計(jì)算五分類直方圖的指標(biāo)生理信號(hào)間期分布密度P y i = 1，2，-5 ；(5)依據(jù)指標(biāo)生理信號(hào)間期分布密度并結(jié)合受測(cè)者的年齡、身高和體重對(duì)受測(cè)者 的心臟功能做出評(píng)價(jià)。上述基于生理信號(hào)間期序列的心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)裝置還包括均與心臟功能無(wú)創(chuàng) 檢測(cè)模塊連接的開關(guān)機(jī)控制模塊、指示燈模塊和打印顯示模塊；開關(guān)機(jī)控制模塊包括啟動(dòng) 開關(guān)和緊急關(guān)閉開關(guān)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)檢測(cè)裝置的啟動(dòng)和緊急關(guān)閉；指示燈模塊包括電極片或傳 感器脫落指示燈、準(zhǔn)備就緒指示燈、正在采集信號(hào)指示燈和采集結(jié)束指示燈，用于指示整個(gè) 檢測(cè)裝置的各種運(yùn)行狀態(tài)；打印顯示模塊包括打印模塊和顯示模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的顯 示和打印功能。所述生理信號(hào)間期包括由單一生理信號(hào)得到的生理信號(hào)間期(例如，由心電信號(hào) 得到的R-R間期，由心音信號(hào)得到的Sl-Sl間期，由脈搏信號(hào)得到的P-P間期、U-U間期等) 以及由兩個(gè)或兩個(gè)以上生理信號(hào)聯(lián)合得到的生理信號(hào)間期(例如，由心電信號(hào)和心音信號(hào) 聯(lián)合得到的電機(jī)械延遲時(shí)間Q-Sl間期，由心電信號(hào)和脈搏信號(hào)或者心音信號(hào)和脈搏信號(hào) 得到的脈搏波傳播時(shí)間PTT間期等)。下面給出上述基于生理信號(hào)間期序列的心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)裝置的具體檢測(cè)過(guò)程。首先，受測(cè)者在靜息休息5到10分鐘后，將傳感器或者電極安放到受測(cè)者身上，并 采集受測(cè)者的生理信號(hào)，采集時(shí)間持續(xù)5到10分鐘，通過(guò)生理信號(hào)檢測(cè)模塊對(duì)采集的生理 信號(hào)去噪、濾波、放大，再通過(guò)模擬_數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊對(duì)其進(jìn)行模擬_數(shù)字轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的 生理信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。其次，自動(dòng)識(shí)別生理信號(hào)的特征點(diǎn)，并根據(jù)特征點(diǎn)構(gòu)造出生理信號(hào) 間期序列S= Is1, s2,…，sN}0再次，通過(guò)心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)模塊對(duì)獲取的生理信號(hào)間期 序列進(jìn)行預(yù)處理，主要是將在提取特征點(diǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的壞點(diǎn)自動(dòng)鑒別并去除，從而得到新 的無(wú)壞點(diǎn)的生理信號(hào)間期序列S' ={Sl，s2，···，％}；然后，根據(jù)預(yù)處理后的生理信號(hào)間期 序列構(gòu)造五分類直方圖，并計(jì)算五分類直方圖指標(biāo)生理信號(hào)間期分布密度Ppi = 1,2,… 5。最后，依據(jù)指標(biāo)生理信號(hào)間期分布密度Pi，i = 1，2，…，5，并結(jié)合受測(cè)者的年齡、身高、 體重等因素對(duì)受測(cè)者的心臟功能做出評(píng)價(jià)。對(duì)所獲得的生理信號(hào)間期序列進(jìn)行預(yù)處理的步驟如下①設(shè)置滑動(dòng)窗口寬度ω = 50，并逐段交迭50%，則生理信號(hào)間期序列被劃分為 S1, S2,…，Si,…，段，如下所示S1 = {s1 …，s50} ；S2 = {s26,…，s75}；...；②對(duì)每段序列Si求相應(yīng)的脈沖抑制濾波器 其中，HiecHSJ是一個(gè)中值濾波器，i = 1，2，...，m，j = l，2，-,50 ；③利用信號(hào)增強(qiáng)技術(shù)對(duì)濾波器進(jìn)行增強(qiáng)處理，增大壞點(diǎn)與正常點(diǎn)之間的差異性；
Di (j) = -Cli(J)^log2 Cli(J)3其中，i= l，2，...，m，j = l，2，-,50 ；④設(shè)定閾值τ，刪除高于該閾值的Di (j)所對(duì)應(yīng)的生理信號(hào)間期序列值；⑤重復(fù)步驟(1)_(4)直到高于閾值的隊(duì)(」)的數(shù)目為0，從而得到無(wú)壞點(diǎn)的新的生 理信號(hào)間期序列S' ={Sl，s2，···，％}。生理信號(hào)間期序列五分類直方圖的構(gòu)造步驟如下①記生理信號(hào)間期序列S' = {Sl，s2，…，％}的最大值為Smax，最小值為Smin，計(jì)算 生理信號(hào)間期序列的極差Srange和中值S—，s =s -S ■. ②設(shè)a = 0. l*srange,以及左步長(zhǎng)值H1和右步長(zhǎng)值Hr, ③記Si，i = 1,2,…，M為生理信號(hào)間期序列元素值，將生理信號(hào)間期序列元素劃 分為以下五類第一類，滿足smin+a ^ Si < Smedian-Sffl1,計(jì)算該類元素分布范圍巧=2*H1;元素個(gè) 數(shù)為P1;第二類滿足SmedianIffl1 ^ Si < Smedian-H1,計(jì)算該類元素分布范圍r2 = 2*H1;元素 個(gè)數(shù)為P2 ；第三類滿足Smedian-H1 ^ Si < smedian+Hr,計(jì)算該類元素分布范圍r3 = H1+^,元素 個(gè)數(shù)為P3 ；第四類滿足smedian+Hr ^ Si < smedian+3*Hr，計(jì)算該類元素分布范圍r4 = 2*Hr，元素 個(gè)數(shù)為P4 ；第五類滿足smedian+3*Hr彡Si < sfflax-a,計(jì)算該類元素分布范圍r5 = 2*Hr，元素個(gè) 數(shù)為P5;④M為生理信號(hào)間期序列S' = {Sl，S2,…，sM}的元素總數(shù)，計(jì)算五類的元素百 分比Pi,
ρ 以第一、二、…五類的順序?yàn)闄M坐標(biāo)，以相應(yīng)的Pi為縱坐標(biāo)，繪制生理信號(hào)間期序 列五分類直方圖。按以下公式計(jì)算五分類直方圖的指標(biāo)生理信號(hào)間期分布密度ρ j = P1Zr1, i = 1,2, ...，5，其中，Pi為生理信號(hào)間期序列五分類直方圖中落在每一類的元素百分比，r,為相 應(yīng)類的元素分布范圍，P i則為所求得的相應(yīng)類的生理信號(hào)間期分布密度。按以下公式所求得的受測(cè)者的心臟功能指數(shù)CF進(jìn)行評(píng)價(jià)CF = 1. 123* P !+0. 117* P 2+1. 624* P 3+0. 994* P 4+1. 08* P 5+log23 BMI + log50 AGE ；上式中，P i，i = l，2，···，5，為5個(gè)生理信號(hào)間期分布密度；BMI (Body Mass Index)為受測(cè)者的體重指數(shù)，BMI =體重(kg)/(身高(m))2 ；AGE為受測(cè)者的年齡；CF為所求得的 受測(cè)者的心臟功能指數(shù)，該數(shù)值的由小到大代表受測(cè)者的心臟功能由好到差。本發(fā)明是使用生理信號(hào)間期序列構(gòu)造五分類直方圖并利用指標(biāo)生理信號(hào)間期分 布密度對(duì)受測(cè)者心臟功能進(jìn)行評(píng)價(jià)，能夠準(zhǔn)確的無(wú)創(chuàng)、方便、定量的給出受測(cè)者的心臟功能 狀態(tài)。
圖1是本發(fā)明的心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2是本發(fā)明的心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)裝置的操作流程圖。圖3是同步采集的三類生理信號(hào)及其特征點(diǎn)的示意圖。圖4是R-R間期序列的示意圖。圖5是根據(jù)生理信號(hào)間期序列構(gòu)造五分類直方圖的示意圖。其中1、傳感器模塊，2、生理信號(hào)檢測(cè)模塊，2a、放大電路模塊，2b、濾波電路模塊， 2c、去噪電路模塊，3、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊，4、心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)模塊，4a、生理信號(hào)特征點(diǎn) 提取模塊，4b、預(yù)處理模塊，4c、五分類直方圖及指標(biāo)計(jì)算模塊，4d、心臟功能評(píng)價(jià)模塊，5、開 關(guān)機(jī)控制模塊，5a、啟動(dòng)開關(guān)，5b、緊急關(guān)閉開關(guān)，6、指示燈模塊，6a、電極片或傳感器脫落指 示燈，6b、裝置準(zhǔn)備就緒指示燈，6c、正在采集信號(hào)指示燈，6d、采集結(jié)束指示燈，7、打印顯示 模塊，7a、打印模塊，7b、顯示模塊。
具體實(shí)施例方式圖1給出了本發(fā)明基于生理信號(hào)間期序列的心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)原理 圖。該心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)裝置主要包括傳感器模塊1、生理信號(hào)檢測(cè)模塊2、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換 裝置3、心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)模塊4、開關(guān)機(jī)控制模塊5、指示燈模塊6和打印顯示模塊7。傳感 器模塊1、生理信號(hào)檢測(cè)模塊2、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置3和心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)模塊4依次連 接在一起，開關(guān)機(jī)控制模塊5、指示燈模塊6和打印顯示模塊7均與心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)模塊 4連接。其中生理信號(hào)檢測(cè)模塊2包括放大電路模塊2a、濾波電路模塊2b和去噪電路模塊 2c。傳感器模塊1用于對(duì)生理信號(hào)進(jìn)行采集，并將采集到的生理信號(hào)輸入生理信號(hào)檢測(cè)模 塊2。生理信號(hào)檢測(cè)模塊2用于對(duì)采集的生理信號(hào)進(jìn)行濾波、去噪和放大，并將處理后的生 理信號(hào)輸入模擬_數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊3。模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊3用于對(duì)生理信號(hào)進(jìn)行模擬_數(shù) 字轉(zhuǎn)換。心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)模塊4包括生理信號(hào)特征點(diǎn)提取模塊4a、預(yù)處理模塊4b、五分 類直方圖及指標(biāo)計(jì)算模塊4c和心臟功能評(píng)價(jià)模塊4d。開關(guān)機(jī)控制模塊5包括啟動(dòng)開關(guān)5a 和緊急關(guān)閉開關(guān)5b，實(shí)現(xiàn)整個(gè)檢測(cè)裝置的啟動(dòng)和緊急關(guān)閉。指示燈模塊6包括電極或傳感 器脫落指示燈6a、裝置準(zhǔn)備就緒指示燈6b、正在采集信號(hào)指示燈6c和采集結(jié)束指示燈6d， 用于指示整個(gè)檢測(cè)裝置的各種運(yùn)行狀態(tài)。打印顯示模塊7包括打印模塊7a和顯示模塊7b， 實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的顯示和打印功能。心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)模塊4用于接受來(lái)自模擬-數(shù)字轉(zhuǎn) 換模塊3的數(shù)字信號(hào)，并按圖2所示的操作流程完成檢測(cè)，對(duì)受測(cè)者的心臟功能做出評(píng)價(jià)。圖2給出了上述心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)裝置的操作流程。按照該操作流程，裝置的整 個(gè)檢測(cè)過(guò)程持續(xù)5 10分鐘，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)、快速、簡(jiǎn)便地對(duì)受測(cè)者心臟功能的定量檢測(cè)。首先采集受測(cè)者的生理信號(hào)，對(duì)生理信號(hào)進(jìn)行濾波、去噪、放大以及模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換，得到所采集的生理信號(hào)，如圖3舉例所示為采集的受測(cè)者的心電圖、心音圖和脈搏波的 波形圖，接著對(duì)生理信號(hào)進(jìn)行特征點(diǎn)提取，如圖3中的心電圖中的Q波、R波、S波，心音圖中 的第一心音Sl和第二心音S2，以及脈搏波中的起點(diǎn)U、峰值點(diǎn)P以及切跡點(diǎn)V。根據(jù)各特 征點(diǎn)即可得到生理信號(hào)間期序列，在對(duì)生理信號(hào)間期序列進(jìn)行預(yù)處理后將其中由于特征點(diǎn) 提取過(guò)程造成的壞點(diǎn)去除后即可得到用于構(gòu)造五分類直方圖的生理信號(hào)間期序列。生理信 號(hào)間期包括由單一生理信號(hào)得到的生理信號(hào)間期(例如，由心電信號(hào)得到的R-R間期，由心 音信號(hào)得到的Sl-Sl間期，由脈搏信號(hào)得到的P-P間期、U-U間期等)以及多個(gè)生理信號(hào)聯(lián) 合得到的生理信號(hào)間期(例如，由心電信號(hào)和心音信號(hào)聯(lián)合得到的電機(jī)械延遲時(shí)間Q-Sl間 期，由心電信號(hào)和脈搏信號(hào)或者心音信號(hào)和脈搏信號(hào)得到的脈搏波傳播時(shí)間PTT間期等)。 圖4為構(gòu)造的R-R間期序列的示意圖。圖5為根據(jù)生理信號(hào)間期序列構(gòu)造的五分類直方圖， 將生理信號(hào)間期序列劃分為五類，并計(jì)算每類元素的分布范圍^和每類元素占總間期數(shù)的 百分比Pi，并按照一、二、……、五類的順序?yàn)闄M坐標(biāo)，以相應(yīng)的Pi為縱坐標(biāo)，繪制生理信號(hào) 間期序列五分類直方圖。在生理信號(hào)間期序列五分類直方圖的基礎(chǔ)上提出量化指標(biāo)生理信 號(hào)間期分布密度，進(jìn)而依據(jù)指標(biāo)并結(jié)合受測(cè)者的年齡、身高、體重等因素對(duì)受測(cè)者的心臟功 能做出評(píng)價(jià)。
權(quán)利要求
一種基于生理信號(hào)間期序列的心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)裝置，包括傳感器模塊、生理信號(hào)檢測(cè)模塊、模擬 數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊和心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)模塊；其特征在于傳感器模塊、生理信號(hào)檢測(cè)模塊、模擬 數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊和心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)模塊依次連接在一起；傳感器模塊用于對(duì)生理信號(hào)進(jìn)行采集，并將采集到的生理信號(hào)輸入生理信號(hào)檢測(cè)模塊；生理信號(hào)檢測(cè)模塊包括濾波電路模塊、去噪電路模塊和放大電路模塊，用于對(duì)采集的生理信號(hào)進(jìn)行濾波、去噪和放大，并將處理后的生理信號(hào)輸入模擬 數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊；模擬 數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊用于對(duì)生理信號(hào)進(jìn)行模擬 數(shù)字轉(zhuǎn)換；心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)模塊包括生理信號(hào)特征點(diǎn)提取模塊、預(yù)處理模塊、五分類直方圖及指標(biāo)計(jì)算模塊和心臟功能評(píng)價(jià)模塊，用于接受來(lái)自模擬 數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)字信號(hào)，并完成以下操作(1)提取生理信號(hào)的特征點(diǎn)，并構(gòu)造生理信號(hào)間期序列，生理信號(hào)是指人體在生理過(guò)程中所發(fā)出的各種電的或者非電的信號(hào)；(2)對(duì)所獲得的生理信號(hào)間期序列進(jìn)行預(yù)處理；步驟如下①設(shè)置滑動(dòng)窗口寬度ω＝50，并逐段交迭50％，則生理信號(hào)間期序列被劃分為S1，S2，…，Si，…，Sm共m段，如下所示S1＝{s1，…，s50}；S2＝{s26，…，s75}；…；②對(duì)每段序列Si求相應(yīng)的脈沖抑制濾波器 <mrow><msub> <mi>d</mi> <mi>i</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mo>|</mo><msub> <mi>S</mi> <mi>i</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>med</mi><mo>{</mo><msub> <mi>S</mi> <mi>i</mi></msub><mo>}</mo><mo>|</mo> </mrow> <mrow><mn>1.483</mn><mi>med</mi><mo>{</mo><mo>|</mo><msub> <mi>S</mi> <mi>i</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>j</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>med</mi><mo>{</mo><msub> <mi>S</mi> <mi>i</mi></msub><mo>}</mo><mo>|</mo><mo>}</mo> </mrow></mfrac> </mrow>其中，med{□}是一個(gè)中值濾波器，i＝1，2，…，m，j＝1，2，…，50；③利用信號(hào)增強(qiáng)技術(shù)對(duì)濾波器進(jìn)行增強(qiáng)處理，增大壞點(diǎn)與正常點(diǎn)之間的差異性；Di(j)＝ di(j)3*log2 di(j)3其中，i＝1，2，…，m，j＝1，2，…，50；④設(shè)定閾值τ，刪除高于該閾值的Di(j)所對(duì)應(yīng)的生理信號(hào)間期序列值；⑤重復(fù)步驟(1) (4)直到高于閾值的Di(j)的數(shù)目為0，從而得到無(wú)壞點(diǎn)的新的生理信號(hào)間期序列S′＝{s1，s2，…，sM}；(3)利用預(yù)處理后的生理信號(hào)間期序列構(gòu)造五分類直方圖，構(gòu)造步驟如下①記生理信號(hào)間期序列S′＝{s1，s2，…，sM}的最大值為smax，最小值為smin，計(jì)算生理信號(hào)間期序列的極差srange和中值smedian，srange＝smax smin.②設(shè)a＝0.1*srange，以及左步長(zhǎng)值Hl和右步長(zhǎng)值Hr， <mrow><msub> <mi>H</mi> <mi>l</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>S</mi> <mi>median</mi></msub><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>S</mi><mi>min</mi> </msub> <mo>+</mo> <mi>a</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mn>5</mn></mfrac><mo>,</mo> </mrow> <mrow><msub> <mi>H</mi> <mi>r</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>S</mi><mi>max</mi> </msub> <mo>-</mo> <mi>a</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><msub> <mi>S</mi> <mi>median</mi></msub> </mrow> <mn>5</mn></mfrac><mo>·</mo> </mrow>③記si，i＝1，2，…，M，為生理信號(hào)間期序列元素值，將生理信號(hào)間期序列元素劃分為以下五類第一類，滿足smin+a≤si＜smedian 3*Hl，計(jì)算該類元素分布范圍r1＝2*Hl，元素個(gè)數(shù)為P1；第二類滿足smedian 3*Hl≤si＜smedian Hl，計(jì)算該類元素分布范圍r2＝2*Hl，元素個(gè)數(shù)為P2；第三類滿足smedian Hl≤si＜smedian+Hr，計(jì)算該類元素分布范圍r3＝Hl+Hr，元素個(gè)數(shù)為P3；第四類滿足smedian+Hr≤si＜smedian+3*Hr，計(jì)算該類元素分布范圍r4＝2*Hr，元素個(gè)數(shù)為P4；第五類滿足smedian+3*Hr≤si＜smax a，計(jì)算該類元素分布范圍r5＝2*Hr，元素個(gè)數(shù)為P5；④M為生理信號(hào)間期序列S′＝{s1，s2，…，sM}的元素總數(shù)，計(jì)算五類的元素百分比pi， <mrow><msub> <mi>p</mi> <mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <msub><mi>P</mi><mi>i</mi> </msub> <mi>M</mi></mfrac><mo>,</mo><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1,2</mn><mo>,</mo><mo>·</mo><mo>·</mo><mo>·</mo><mo>,</mo><mn>5</mn> </mrow>以第一、二、…五類的順序?yàn)闄M坐標(biāo)，以相應(yīng)的pi為縱坐標(biāo)，繪制生理信號(hào)間期序列五分類直方圖；(4)計(jì)算五分類直方圖的指標(biāo)生理信號(hào)間期分布密度ρi，i＝1，2，…5ρi＝pi/ri，i＝1，2，…，5，其中，pi為生理信號(hào)間期序列五分類直方圖中落在每一類的元素百分比，ri為相應(yīng)類的元素分布范圍，ρi則為所求得的相應(yīng)類的生理信號(hào)間期分布密度；(5)依據(jù)指標(biāo)生理信號(hào)間期分布密度并結(jié)合受測(cè)者的年齡、身高和體重對(duì)受測(cè)者的心臟功能做出評(píng)價(jià)；按以下公式所求得的受測(cè)者的心臟功能指數(shù)CF進(jìn)行評(píng)價(jià)CF＝1.123*ρ1+0.117*ρ2+1.624*ρ3+0.994*ρ4+1.08*ρ5+log23 BMI+log50 AGE；上式中，ρi，i＝1，2，…，5，為5個(gè)生理信號(hào)間期分布密度；BMI為受測(cè)者的體重指數(shù)，BMI＝體重kg/(身高m)2；AGE為受測(cè)者的年齡；CF為所求得的受測(cè)者的心臟功能指數(shù)，該數(shù)值的由小到大代表受測(cè)者的心臟功能由好到差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生理信號(hào)間期序列的心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)裝置，其特征在 于還包括均與心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)模塊連接的開關(guān)機(jī)控制模塊、指示燈模塊和打印顯示模 塊；開關(guān)機(jī)控制模塊包括啟動(dòng)開關(guān)和緊急關(guān)閉開關(guān)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)檢測(cè)裝置的啟動(dòng)和緊急關(guān)閉； 指示燈模塊包括電極片或傳感器脫落指示燈、準(zhǔn)備就緒指示燈、正在采集信號(hào)指示燈和采 集結(jié)束指示燈，用于指示整個(gè)檢測(cè)裝置的各種運(yùn)行狀態(tài)；打印顯示模塊包括打印模塊和顯 示模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的顯示和打印功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于生理信號(hào)間期序列的心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)裝置，其特征在 于所述生理信號(hào)間期包括由單一生理信號(hào)得到的生理信號(hào)間期以及由兩個(gè)或兩個(gè)以上生 理信號(hào)聯(lián)合得到的生理信號(hào)間期。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于生理信號(hào)間期序列的心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)裝置，包括傳感器模塊、生理信號(hào)檢測(cè)模塊、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊和心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)模塊；傳感器模塊、生理信號(hào)檢測(cè)模塊、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊和心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)模塊依次連接在一起；傳感器模塊用于對(duì)生理信號(hào)進(jìn)行采集；生理信號(hào)檢測(cè)模塊包括放大電路模塊、濾波電路模塊和去噪電路模塊；心臟功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)模塊包括生理信號(hào)特征點(diǎn)提取模塊、預(yù)處理模塊、五分類直方圖及指標(biāo)計(jì)算模塊和心臟功能評(píng)價(jià)模塊。本發(fā)明是使用生理信號(hào)間期序列構(gòu)造五分類直方圖并利用指標(biāo)生理信號(hào)間期分布密度對(duì)受測(cè)者心臟功能進(jìn)行評(píng)價(jià)，能夠準(zhǔn)確的無(wú)創(chuàng)、方便、定量的給出受測(cè)者的心臟功能狀態(tài)。
文檔編號(hào)A61B5/02GK101926642SQ201010267520
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者劉常春, 劉澄玉, 張慶廣, 李麗萍, 楊靜 申請(qǐng)人:山東大學(xué);濟(jì)南匯醫(yī)融工科技有限公司