心肺復(fù)蘇中的胸阻抗信號處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種心肺復(fù)蘇中的胸阻抗信號處理方法，包括以下步驟，S1：預(yù)處理，去除高頻噪聲和基線漂移；S2：基于多分辨率窗口搜索法進(jìn)行波形標(biāo)記，并提取每個波形的寬度特征L(i)、幅度特征H(i)以及相鄰波形特征差Dif(i)；S3：小波分解，提取出每個波形的小波特征Dw(i)；S4：將L(i)、H(i)、Dif(i)以及Dw(i)組成四維特征向量，并進(jìn)行歸一化處理；S5：分類識別；S6：計算心肺復(fù)蘇質(zhì)量評估指標(biāo)。其顯著效果是：能夠正確地識別按壓和通氣波形，有效去除偽按壓波形，算法的陽性檢測率和敏感度非常理想，能夠達(dá)到實時處理的要求，輸出的各項評估指標(biāo)可以實時反饋給心肺復(fù)蘇操作人員，便于其調(diào)整心肺復(fù)蘇操作，達(dá)到為CPR過程提供指導(dǎo)的目的。
【專利說明】心肺復(fù)蘇中的胸阻抗信號處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及到生物電子信息【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，是一種心肺復(fù)蘇中的胸阻抗信 號處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 胸外按壓（CC)是心肺復(fù)蘇（CPR)中試圖恢復(fù)人體自主循環(huán)的重要技術(shù)，其在基礎(chǔ) 生命支持的地位越來越受到重視。胸外按壓頻率，按壓通氣循環(huán)周期，按壓通氣參數(shù)等CPR 核心技術(shù)是保證CPR質(zhì)量的關(guān)鍵問題。通過對胸外按壓的檢測分析，實時反饋給救援者為 心肺復(fù)蘇過程提供參考，以此避免不必要的按壓中斷，并讓CPR過程中的ECG檢測無瑕疵間 隔以正確的評估按壓節(jié)奏，使救援操作更為標(biāo)準(zhǔn)。
[0003] 胸阻抗（TTI)信號值主要是指在心肺復(fù)蘇過程中人體阻抗的變化，其主要包含了 操作者實施胸外按壓造成人體胸腔形變而產(chǎn)生的阻抗信號以及由心臟和血管內(nèi)血流等變 化引起的阻抗信號變化兩方面信息。胸阻抗（TTI)信號是監(jiān)測心肺復(fù)蘇中胸外按壓質(zhì)量的 重要指標(biāo)。
[0004] 目前已有研究表明，在心肺復(fù)蘇過程中，胸外按壓的快慢、深度均能反映在胸阻抗 信號波形中，并且可準(zhǔn)確的估算出瞬時的按壓頻率。通過對胸阻抗信號的檢測分析，指導(dǎo)胸 外按壓具有可實施性和積極的參考意義，可增加心肺復(fù)蘇操作的成功率。但是通過對胸阻 抗信號進(jìn)行實時檢測反應(yīng)心肺復(fù)蘇質(zhì)量的多個參數(shù)的研究尚未見報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種自動分類識別TTI信號中的按壓 波形和通氣波形，完成按壓頻率、按壓通氣比和按壓時間比等參數(shù)的計算，并結(jié)合先驗知識 智能的完成對心肺復(fù)蘇質(zhì)量的監(jiān)測評估的胸阻抗信號處理方法。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明表述一種心肺復(fù)蘇中的胸阻抗信號處理方法，其關(guān)鍵在 于按照以下步驟進(jìn)行：
[0007] Sl:將采集的胸阻抗信號進(jìn)行預(yù)處理，去除高頻噪聲和基線漂移；
[0008] S2:基于多分辨率窗口搜索法對預(yù)處理后的胸阻抗信號進(jìn)行波形標(biāo)記，并 提取每個波形的寬度特征L(i)、幅度特征H(i)以及相鄰波形特征差Dif(i)，其中

【權(quán)利要求】
1. 一種心肺復(fù)蘇中的胸阻抗信號處理方法，其特征在于包括以下步驟： 51 :將采集的胸阻抗信號進(jìn)行預(yù)處理，去除高頻噪聲和基線漂移； 52 :基于多分辨率窗口搜索法對預(yù)處理后的胸阻抗信號進(jìn)行波形標(biāo)記，并提 取每個波形的寬度特征L(i)、幅度特征H(i)以及相鄰波形特征差Dif(i)，其中
53 :對預(yù)處理后的胸阻抗信號進(jìn)行小波分解，并按照= ^提取出每個波形的 Ρ(ι) 小波特EDw(i)，其中H(i)為第i個波形幅度特征，P(i)為第i個波形對應(yīng)的第5層小波 系數(shù)段的能量P(i); 54 :將每個波形的寬度特征L(i)、幅度特征H(i)、相鄰波形特征差Dif(i)以及小波特 iDw(i)組成四維特征向量，并進(jìn)行歸一化處理； 55 :將步驟S4所得的四維特征向量作為特征參數(shù)進(jìn)行分類識別，將波形分為按壓波形 和通氣波形； S6:根據(jù)波形識別結(jié)果計算出胸阻抗信號對應(yīng)的心肺復(fù)蘇質(zhì)量評估指標(biāo)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的心肺復(fù)蘇中的胸阻抗信號處理方法，其特征在于：步驟S2中 所述的基于多分辨率窗口搜索法采用了三種分辨率，對應(yīng)的窗口長度分別為20、40和60。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的心肺復(fù)蘇中的胸阻抗信號處理方法，其特征在于：步驟S5采 用基于密度加權(quán)與偏好信息的K-均值聚類算法進(jìn)行分類識別，具體步驟為： S5-1 :按照X'u =XiJwi對第i個波形的第j個特征進(jìn)行密度加權(quán)； 其中j= 1?4,四維特征向量Xi= (xn,xi2,xi3,xi4)中的元素分別對應(yīng)為L(i)、H(i)、Dif(i)以及Dw (i)，Wi=λ[Ι-dens'（Xi)]，dens'（Xi)為dens(Xi)的歸一化結(jié)果， Nι.?ιγIIn7 Ciensixj )=辦-為第i個波形的密度函數(shù)，a=IYZhΙΓ表示領(lǐng) W=1 Yiv^iVl)m=i 域的有效半徑，λ為系數(shù)，N為當(dāng)前采樣波形的個數(shù)； S5-2 :利用K-均值聚類分析得到初步的按壓波形聚類結(jié)果C。。和通氣波形聚類結(jié)果Cv; S5-3:對通氣波形聚類結(jié)果Cv中的波形所對應(yīng)的特征信息按照X"u =X'#γ加入 偏好信息Y，再次進(jìn)行K-均值聚類分析； S5-4 :判定按壓通氣比是否大于14,如果是則分類結(jié)束；否則返回步驟S5-3繼續(xù)加入 偏好息。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的心肺復(fù)蘇中的胸阻抗信號處理方法，其特征在于：步驟S6中 所述的質(zhì)量評估指標(biāo)包括： 實時按壓頻率：./ _ [(C/,-C7丨,)-W丨,)]/300， 按壓通氣比：P=Vq; 按壓時間比心[(α，- c I 其中，300為采樣頻率，C為按壓次數(shù)，CItl為分類識別后的按壓波形的第一個波峰序列 號，CI1S分類識別后的按壓波形的最后一個波峰序列號，VItl為分類識別后的通氣波形的 第一個波峰序列號，VIq為分類識別后通氣波形的最后一個波峰序列號，1、q分別為按壓波 形的波峰個數(shù)和通氣波形的波峰個數(shù)，I為信號當(dāng)前采樣點數(shù)。
【文檔編號】A61B5/053GK104305994SQ201410653305
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】李勇明, 呂洋, 王品, 朱雪茹, 吳燁, 劉倩倩, 李帆 申請人:重慶大學(xué)