專利名稱：一種檢測冠狀動脈狹窄的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用無創(chuàng)無損方式檢測冠狀動脈狹窄的裝置。
背景技術(shù)：
冠狀動脈狹窄(Coronary Artery Stenosis, CAS)造成的心肌缺血性心臟病就是常說的冠心病(Coronary Artery Heart Disease，CHD)。其發(fā)病率以每年20%的速度在增長，且逐漸年輕化。如果不能在疾病早期進(jìn)行有效的治療將導(dǎo)致心肌缺血性壞死甚至死亡。 早期檢測冠狀動脈狹窄及評價(jià)狹窄程度是早期預(yù)警和診斷冠心病的有效手段。目前，冠狀動脈造影(Coronary Angiography, CAG)仍是公認(rèn)的檢測冠狀動脈狹窄的“金指標(biāo)”。它能夠較明確地揭示冠狀動脈的解剖畸形及其阻塞性病變的位置、程度與范圍。但是由于檢測過程需要將導(dǎo)管經(jīng)大腿股動脈或其它周圍動脈插入，并注入造影劑，因此它是有創(chuàng)檢查，具有一定的危險(xiǎn)性，需住院觀察，且檢測費(fèi)用高?？紤]到醫(yī)院床位緊張的現(xiàn)狀和高昂的檢測費(fèi)用，此項(xiàng)檢查一般僅用于被懷疑為嚴(yán)重冠狀動脈狹窄甚至阻塞的患者，不適用于早期檢測和大范圍篩查。多層螺旋CT可以清楚地顯示冠狀動脈并判斷管腔的狹窄，雖然無創(chuàng)但卻是有損的，CT掃描產(chǎn)生的射線會對人體造成危害，且檢查費(fèi)用高不適宜早期普查。通過觀察心電圖(ECG)、運(yùn)動平板心電圖、動態(tài)心電圖(Holter)、心電向量圖和心磁圖(MCG)的圖形改變可以初步診斷心肌缺血，但是由于不能定量給出冠狀動脈狹窄程度，因此還要借助冠狀動脈造影確診。早期研究顯示冠狀動脈狹窄可引起舒張期雜音，這是由于冠狀動脈狹窄引起的湍流使得周圍組織振動從而產(chǎn)生聲音，因此通過無創(chuàng)手段監(jiān)聽心臟舒張期心音信號，并定量評估雜音信息，可以對冠狀動脈狹窄予以無創(chuàng)無損評估，另外，心雜音在心前區(qū)不同位置可能具有不同的反映，因此通過前胸壁不同位置放置多個(gè)心音傳感器，結(jié)合數(shù)據(jù)融合的多路心音聯(lián)合分析方法，可以對由冠脈狹窄造成的雜音予以更為準(zhǔn)確的定量評估。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種檢測冠狀動脈狹窄的裝置，該裝置可以無創(chuàng)無損的檢測出反映人體冠狀動脈狹窄的參數(shù)。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施一種檢測冠狀動脈狹窄的方法，其步驟包括將五路心音信號壓電傳感器置于前胸壁五個(gè)不同部位，心電信號的檢測電極置于右手手腕與雙腳腳腕下部或者置于雙手手腕與右腳腳腕下部，由控制器控制，多通道同步A/D轉(zhuǎn)換模塊對同步采集的五路心音信號和心電信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的信號送至數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行聯(lián)合數(shù)據(jù)處理提取心電信號R 波位置，并由R波位置為基準(zhǔn)，分別提取五路心音信號的第一心音Sl和第二心音S2，并計(jì)算獲得五路心音信號每個(gè)心動周期的舒張期段，構(gòu)成五路心音信號舒張期序列；利用信號聯(lián)合分析方法，計(jì)算第三路心音信號舒張期序列的雜音復(fù)雜性度量指標(biāo)&、第一路和第二路心音信號舒張期序列的雜音同步性度量指標(biāo)Su以及第四路和第五路心音信號舒張期序列的雜音同步性度量指標(biāo)、,5，得到冠狀動脈狹窄指數(shù)CM/=場+M1丨+&《，其中Ic1A2和k3 為三個(gè)回歸系數(shù)?！N檢測冠狀動脈狹窄的裝置，包括心電信號檢測模塊；心音信號檢測模塊；多通道同步A/D轉(zhuǎn)換模塊；數(shù)據(jù)處理模塊；人機(jī)交互模塊；心電信號檢測模塊和心音信號檢測模塊的信號輸出端連接至多通道A/D轉(zhuǎn)換模塊的信號輸入端，由數(shù)據(jù)處理模塊中的控制器控制，通過多通道同步A/D轉(zhuǎn)換模塊的多通道同步觸發(fā)電路進(jìn)行同步A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后信號由多通道同步A/D轉(zhuǎn)換模塊傳送至數(shù)據(jù)處理模塊中的數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行聯(lián)合數(shù)據(jù)處理。本發(fā)明提供的一種檢測冠狀動脈狹窄的裝置中心音信號檢測模塊包括五路心音信號檢測單元，每個(gè)心音信號檢測單元包括壓電傳感器、濾波放大模塊，心音信號檢測模塊同步采集前胸壁五路不同位置監(jiān)聽的心音信號， 其放置位置分別為對于男性，按照第一路至第五路的順序分別放置于胸骨右緣第二肋間隙、胸骨左緣第二肋間隙、胸骨左緣第三肋間隙、胸骨左緣第四肋間隙、第四肋間隙與鎖骨中線交叉點(diǎn)；對于女性，按照第一路至第五路的順序分別放置于胸骨右緣第二肋間隙、胸骨左緣第二肋間隙、胸骨左緣第三肋間隙、胸骨右緣第三肋間隙、第三肋間隙與鎖骨中線交叉點(diǎn)ο心電信號檢測模塊包括采集心電信號的電極、緩沖放大模塊、前置放大模塊、有源帶通濾波模塊(通帶范圍為0. 05 100Hz)、右腿驅(qū)動和屏蔽驅(qū)動模塊、DC/DC電源模塊(隔離電壓為6000V)、光電耦合模塊，心電信號的檢測電極置于右手手腕與雙腳腳腕下部。多通道同步A/D轉(zhuǎn)換模塊包括多路A/D轉(zhuǎn)換器、多通道同步觸發(fā)電路、數(shù)據(jù)緩存存儲器組、DMA通道，同步觸發(fā)電路采用星形總線外部觸發(fā)方式，DMA通道與數(shù)據(jù)處理模塊相連。數(shù)據(jù)處理模塊包括控制器、數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理模塊完成數(shù)據(jù)聯(lián)合處理和參數(shù)計(jì)算。人機(jī)交互模塊包括鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器和打印機(jī)，人機(jī)交互模塊完成信息的輸入輸
出ο根據(jù)本發(fā)明所述的裝置，可以無創(chuàng)無損的獲得人體冠狀動脈狹窄指數(shù)CSAI。


圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2為本發(fā)明檢測冠狀動脈狹窄示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明裝置如圖1所示包括心音信號檢測模塊1 ；心電信號檢測模塊2 ；多通道同步A/D轉(zhuǎn)換模塊3 ；數(shù)據(jù)處理模塊4 ；人機(jī)交互模塊5。上述模塊1和模塊2的信號輸出端連接至模塊3的信號輸入端；模塊3的DMA通道連接至模塊4的信號輸入端；模塊4的信號輸出端連接至模塊5。將上述心音信號檢測模塊 1中的五個(gè)壓電傳感器置于人體前胸壁五個(gè)不同部位，分別為對于男性，按照第一路至第五路的順序分別放置于胸骨右緣第二肋間隙、胸骨左緣第二肋間隙、胸骨左緣第三肋間隙、 胸骨左緣第四肋間隙、第四肋間隙與鎖骨中線交叉點(diǎn)；對于女性，按照第一路至第五路的順3/4頁
序分別放置于胸骨右緣第二肋間隙、胸骨左緣第二肋間隙、胸骨左緣第三肋間隙、胸骨右緣第三肋間隙、第三肋間隙與鎖骨中線交叉點(diǎn)；心電信號檢測模塊2中的檢測電極置于右手手腕與雙腳腳腕下部。由數(shù)據(jù)處理模塊4中的控制器發(fā)出指令，同步采集5min心電信號和五路心音信號，之后由數(shù)據(jù)處理模塊4中的控制器控制，通過多通道同步A/D轉(zhuǎn)換模塊3的同步觸發(fā)電路觸發(fā)，對模塊1和模塊2采集的心電信號和五路心音信號進(jìn)行同步A/D轉(zhuǎn)換； 轉(zhuǎn)換后的信號由多通道同步A/D轉(zhuǎn)換模塊3的DMA通道送至數(shù)據(jù)處理模塊4中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，并由人機(jī)交互模塊5中的顯示器顯示和打印機(jī)打印輸出。下面結(jié)合圖2說明本發(fā)明的冠狀動脈狹窄指數(shù)計(jì)算，圖2中PCGl PCG5分別為采集的5路心音信號，ECG為采集的心電信號，六路信號為嚴(yán)格同步采集和記錄的；其中S1、S2 分別為心音信號的第一、第二心音；R為心電信號R波；DW為心音信號一個(gè)心動周期的舒張期段；DSl DS5分別為五路信號中由每個(gè)心動周期的舒張期段構(gòu)成的舒張期序列；對DS3 計(jì)算雜音復(fù)雜性度量指標(biāo)&，其中一種可行的計(jì)算方法為(1)記第三路舒張期序列為DS3 = Ix1, X2,…，％}，依次取m個(gè)連續(xù)點(diǎn)組成矢量 Ym(i) = [xi xi+1,…，Xit1L i = 1，2，."，N-I^l,則共有 N-m+1 個(gè) m 維矢量；(2)定義 d(Ym(i)，Ym(j)) =max(|xi+k-xJ+k|)為兩個(gè)矢量 Ym(i) ^Yffl(J)之間的距離，其中 k = 0，l，...，m-l，i，j = 1，2，···, N-m+1, i ^ j ；(3)設(shè)定閾值r* σ x，其中σ x為時(shí)間序列X的標(biāo)準(zhǔn)差，對于N_m+1個(gè)m維矢量，統(tǒng)計(jì)不包含元素Ym(i)在內(nèi)的N-m個(gè)矢量中與元素￥ 1(1)的距離小于閾值的元素?cái)?shù)目，記為模板匹配數(shù)乂(1)，并計(jì)算Nm(i)與距離總數(shù)N-m的比值，記為凡(0 =凡㈨，對所有的i = 1,2,…，N-m+1，求氏(O的均值，記為(4)將空間維數(shù)增加至m+1，依照上述步驟重新計(jì)算Bm+1 (r)；(5)則時(shí)間序列DS3的雜音復(fù)雜性度量指標(biāo)為S3 = ln[Bm(r)/Bm+1(r)]；同時(shí)，分別計(jì)算DSl和DS2、DS4和DS5的雜音相似性度量指標(biāo)S1>2和、,5，以DSl和 DS2的雜音相似性度量指標(biāo)Sh2來說明雜音相似性度量指標(biāo)的一種可行的計(jì)算方法如下(1)記第一路和第二路舒張期序列方差歸一化處理后為DS1 = {Ul，U2,…， %}和DS3 = Iv1, V2,…，vN}，依次取m個(gè)連續(xù)點(diǎn)組成矢量坨⑴=[ ,，",+1，…，和 i;2C/) = [W"’VnM]，i，j = 1,2,…，Ν-m+l ；(2)定義Wl^(/)，rm2(/)) = max(|n I)為兩個(gè)矢量ζ(O與之間的距離，其中i，j = 1,2,…，N-m+1;(3)設(shè)定閾值r，對任意i彡N-m，計(jì)算當(dāng)j = 1，2，…，N_m時(shí)^^_),Γ 2(/))&的數(shù)目，記為壙W(v|| )，統(tǒng)計(jì)其均值為(4)將空間維數(shù)增加至m+1，依照上述步驟重新計(jì)算Bm+1(r) (ν |u)；(5)則時(shí)間序列DSl和DS2的雜音同步性度量指標(biāo)為
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權(quán)利要求
1. 一種檢測冠狀動脈狹窄的裝置，包括心電信號檢測模塊；心音信號檢測模塊；多通道同步A/D轉(zhuǎn)換模塊；數(shù)據(jù)處理模塊；人機(jī)交互模塊；心電信號檢測模塊和心音信號檢測模塊的信號輸出端連接至多通道A/D轉(zhuǎn)換模塊的信號輸入端，由數(shù)據(jù)處理模塊中的控制器控制，通過多通道同步A/D轉(zhuǎn)換模塊的多通道同步觸發(fā)電路進(jìn)行同步A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后信號由多通道同步A/D轉(zhuǎn)換模塊傳送至數(shù)據(jù)處理模塊中的數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行聯(lián)合數(shù)據(jù)處理；其特征在于(1)心音信號檢測模塊同步采集前胸壁五路不同位置監(jiān)聽的心音信號，其放置位置分別為對于男性，按照第一路至第五路的順序分別放置于胸骨右緣第二肋間隙、胸骨左緣第二肋間隙、胸骨左緣第三肋間隙、胸骨左緣第四肋間隙、第四肋間隙與鎖骨中線交叉點(diǎn)；對于女性，按照第一路至第五路的順序分別放置于胸骨右緣第二肋間隙、胸骨左緣第二肋間隙、胸骨左緣第三肋間隙、胸骨右緣第三肋間隙、第三肋間隙與鎖骨中線交叉點(diǎn)；(2)數(shù)據(jù)處理模塊中的計(jì)算機(jī)首先控制對心電信號檢測模塊和心音信號檢測模塊同步采集的心電信號和五路心音信號經(jīng)同步A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)行預(yù)處理，之后計(jì)算機(jī)控制數(shù)據(jù)處理模塊提取心電信號R波位置，并由R波位置為基準(zhǔn)，分別提取五路心音信號的第一心音Sl 和第二心音S2，并計(jì)算獲得五路心音信號每個(gè)心動周期的舒張期段，構(gòu)成五路心音信號舒張期序列；(3)數(shù)據(jù)處理模塊利用聯(lián)合數(shù)據(jù)分析方法，計(jì)算第三路心音信號舒張期序列的雜音復(fù)雜性度量指標(biāo)&、第一路和第二路心音信號舒張期序列的雜音同步性度量指標(biāo)S1>2以及第四路和第五路心音信號舒張期序列的雜音同步性度量指標(biāo)，得到冠狀動脈狹窄指數(shù) CASI=UlSi +k2S-\+k}S^5，其中k1; k2和k3為三個(gè)回歸系數(shù)。
全文摘要
一種檢測人體冠狀動脈狹窄的裝置，可以無創(chuàng)無損的檢測與冠狀動脈狹窄有關(guān)的參數(shù)。其方法是將五路心音信號傳感器置于前胸壁五個(gè)不同部位監(jiān)聽心音信號，心電信號的檢測電極置于右手手腕與雙腳腳腕下部或置于雙手手腕與右腳腳腕下部檢測心電信號，由控制器控制，多通道同步A/D轉(zhuǎn)換模塊對同步采集的五路心音信號和心電信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的信號送至數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行聯(lián)合數(shù)據(jù)處理，獲得與冠狀動脈狹窄有關(guān)的參數(shù)。
文檔編號A61B7/00GK102512154SQ20111045535
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者劉常春, 張明, 李遠(yuǎn)洋, 李鵬, 楊磊, 楊靜, 王啟斌, 王新沛 申請人:濟(jì)南匯醫(yī)融工科技有限公司