[发明专利]基于二阶导数编码的符号序列熵自动判别室速室颤的体外除颤器

说明书

技术领域

本发明属于医用设备技术领域，具体涉及一种自动体外除颤器。

背景技术

心脏性猝死（SCD）是指由于心脏原因引起的突然发生的自然死亡。造成心脏性猝死的原因大部分是在各类心血管病变基础上发生的一时性功能障碍和电生理改变，并引起恶性室性心律失常如室性心动过速（室速，VT）、心室纤颤（室颤，VF）等。恶性室性心律失常发作后，抢救成功率会随时间的流逝不断降低，在7-10分钟后，抢救成功率一般会低至10%，因此迅速地电击除颤是终止多数快速性恶性室性心律失常、挽救患者生命的首选有效方法。

自动体外除颤器（AED）是实现早期除颤的主要工具。由于恶性室性心律失常的突发性，医院外的患者存活率很可能依赖于对公众培训的肺复苏抢救（cardiopulmonary resuscitation， CPR）和组织完备的公众除颤（public access defibrillation, PAD）工程。为了推广公众除颤，1997年美国心脏病协会（AHA）推出了公众场所用AED（AED for Public Access Defibrillation）指南。根据除颤的风险和可能的收益，该指南将心律分为以下三大类：可电击复律心律（shockable rhythms, ShR），不可电击复律心律（nonshockable rhythms, NShR）和中间心律（Intermediate rhythms）。为协助非专业人士正确使用AED，快速准确地自动检测出可电击复律心律（ShR）是AED实现其功能的关键环节。

AHA建议对患有心室纤颤的成人进行初次能量为120J-200J双相波除颤或360J的单相波除颤，对稳定型单型性室性心动过速进行首剂量100J的单相波或双相波电复律，对复杂的多型性心动过速或无脉搏室性心动过速需类同心室纤颤处理。另一方面，植入式自动复律除颤器（ICD）在临床上已取得广泛应用。已有研究表明80%的除颤电击实际上是由室速误触发，这些误电击不仅对患者的心脏造成一定的损伤，给意识尚清楚的患者带来强烈的疼痛感，而且会影响ICD的使用寿命。因此，有必要研究出可靠的室速室颤判别算法。

除颤能量过小很可能导致除颤失败；除颤能量过大则会大大增加对患者机体的热损伤，同时增加患者的疼痛感。除颤极板间的经胸阻抗决定了相同大小的电压下施加在患者上的能量。

本发明即是在根据二阶导数编码的符号序列熵判别出室速/室颤的基础上，决策合适的除颤方案，并由经胸阻抗调整合适的除颤电压。本发明不仅可提高除颤的针对性和成功率，还可降低对患者心肌的损伤率和疼痛感。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不仅可提高除颤的针对性和成功率，还可降低对患者心肌的损伤率和疼痛感的自动体外除颤器。

本发明提供的自动体外除颤器，是基于一种本发明提出的自动判别可电击复律心律为室速和室颤的方法的。

本发明提出的自动判别可电击复律心律是否为室速或室颤的方法，具体步骤如下：

1.对采到的心电信号进行滤波预处理；具体步骤包括：

通过一个5阶的滑动平均滤波器滤除高频噪声；

通过一个截止频率为1Hz的高通滤波器抑制基线漂移；

通过一个截止频率为30Hz的低通滤波器进一步滤除无关的高频成分；

2.识别预处理后的心电信号是否为可电击复律心律，根据可电击复律心律识别方法，判别心电信号是否为可电击复律心律。（此步可根据专利《一种改进的可电击复律识别仪器》（专利号 ZL 2009 1 0045152.2、ZL 2009 1 0045153.7、ZL 2009 1 0045151.8）进行）。

3.对可电击复律心律，计算可电击复律心律的二阶导数编码的符号序列熵；具体步骤包括：

对可电击复律心律进行降采样处理，以降低计算量； 

对长度为N的时间序列{u(i),i=1,2,…,N},求其（即可电击复律心律信号）二阶导数绝对值s(i)和均值Ms；这里N 一般取600--1000为宜，具体可根据实际情况确定。在一个实施例中，取N=800；

构建m维二阶导数绝对值矢量X(i)=[s(i),s(i+1),…,s(i+m-1)], i=1,2,…,N-m+1，数值 m 由实验验证确定。一般 m为15—30，在一个实施例中，m=20；

将二阶导数绝对值矢量X(i)转化为符号序列SX(i):