[发明专利]一种基于ECG混沌模型的混沌起搏器控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及ECG（electrocardiogram，心电图）信号、混沌理论应用技术领域，尤其涉及一种基于ECG混沌模型的混沌起搏器控制方法。

背景技术

心脏起搏器能够代替心脏的起搏点，使心脏有节律的跳动起来。心脏起搏器是一种由电池和电路组成的脉冲发生器，能够发出有规律的电脉冲，使局部的心肌细胞受到刺激而兴奋，使心脏保持跳动。

迄今为止，心脏起搏器是治疗心动过缓的唯一手段。这一伟大的技术已使近两百万人在过去的50年中受益。在20世纪80年代，起搏器上增加了微处理器，可以做到只有在感觉需要起搏器时，才启动它。

ECG反映心脏兴奋的电活动过程，它对心脏基本功能及其病理研究方面，具有重要的参考价值。现在研究表明ECG可能是一种非线性的确定性混沌过程，正常的窦性ECG作为一个混沌吸引子有其固有的轨道特性和整体特征。

然而，传统起搏器所发出的起搏信号是一种周期性的信号，起搏器搏动是一种非自然状态下的波动。研究发现起搏时间与起搏位置改变了的ECG 信号其内在机制有了改变，它们比起原来生理自然搏动的ECG 复杂性降低了。这对人体健康是不利的。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于ECG混沌模型的混沌起搏器控制方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于ECG混沌模型的混沌起搏器控制方法，混沌起搏器一般包括电源模块、微处理器模块和电极模块，电源模块向微处理器模块和电极模块供电，微处理器模块控制电极模块发出电脉冲刺激心肌，帮助心脏起搏；该方法包括以下步骤：

（1）采集人体心脏健康时的ECG信号，或者近亲中健康者的ECG信号。

（2）分析ECG信号，构建个性化ECG混沌模型。

（3）将构建的个性化的ECG混沌模型写入混沌起搏器微控制器模块。

（4）人体佩戴混沌起搏器。

（5）混沌起搏器启动后，重构产生混沌信号。

（6）分析混沌信号，确定混沌起搏点。

（7）微处理器模块根据混沌起搏点控制电极产生混沌起搏脉冲。 

本发明的有益效果是：本发明通过构建个性化的ECG混沌模型，并根据此模型来控制混沌起搏器，使起搏器电极发出符合心脏正常状态的混沌起搏脉冲，帮助心脏起搏。从长远看来，有助于唤醒心脏的自我意识，使心脏实现自我修复，回归正常状态。应用本发明，ECG将保持最佳的混沌状态，不会出现ECG复杂性降低的缺点。

附图说明

图1是混沌起搏器模块图；

图2是系统工作流程图；

图3是RBF神经网络拓扑结构图；

图4是BP网络学习流程图；

图5是一种相空间图。

具体实施方式

如图1所示，起搏器一般包括电源模块、微处理器模块和电极模块，电源模块向微处理器模块和电极模块供电。微处理器模块控制电极模块发出电脉冲刺激心肌，帮助心脏起搏。

如图2所示，本发明基于ECG混沌模型的混沌起搏器控制方法，包括以下步骤：

1、采集人体心脏健康时的ECG信号，或者近亲中健康者的ECG信号。

本发明需要使用者在心脏健康期间采集ECG数据。目前，ECG信号的采集技术已经非常完善，ECG可以由多个导联同时记录，能够迅速、准确地得到用户的ECG数据。

如果使用该发明的患者无法取得心脏健康时刻的ECG数据，则可以选择使用近亲中健康者的ECG信号数据。我们认为近亲，比如说母亲，其生命特征与需要使用混沌起搏器的患者最相似。在患者之前没有存储健康的ECG信号时可以采取采集近亲中健康者的ECG信号作为替代信号，该ECG信号是构建患者ECG混沌模型的最佳选择。

ECG信号可以通过现有医院常规使用的心电图采集设备来采集。

2、分析ECG信号，构建个性化ECG混沌模型。

首先人体的ECG信号具有混沌特征，同时，每人的ECG信号都有其独特的混沌特性，本发明强调采取个性化的分析，构建个性化的ECG混沌模型，这样的模型是最适合每一个个体的。

构建ECG混沌模型的方法有很多种，如基于相空间重构方法、神经网络方法等。本专利不局限于某种构建模型的方法。 

示例一：

如图3、4所示：现以RBF（Radial Basis Function，径向基函数）神经网络模型为例讲述本步骤：