[发明专利]一种可穿戴式多功能呼吸循环检测系统及方法

说明书

本发明属于生物医学工程与电子技术及信息技术领域，具体涉及一种可穿戴式多功能呼吸循环检测系统及方法，包括上位工控机和下位机，所述下位机包括信号处理模块、信号采集模块和无线传输模块，所述的信号采集模块包括心电ECG电传感模块、胸阻抗电传感模块、血乳酸与脉搏波光电传感模块，所述下位机信号处理模块控制蓝牙模块将检测的信号传输到上位工控机；所述上位工控机包括信号处理计算机，所述信号处理计算机内设有心电ECG信号模型、胸阻抗ICG信号模型、运动中有氧与无氧呼吸的临界功率理论模型、脉搏波信号模型、心肺功能指标模型以及信号去噪处理系统，本发明可以在静止、呼吸、运动情况下较高精度测量人体的信号，仪器的抗干扰能力强。

技术领域

本发明属于生物医学工程与电子技术及信息技术领域，具体涉及一种可穿戴式多功能呼吸循环检测系统及方法。

背景技术

我国心血管病人数未来仍将持续增长，心血管病负担日渐加重。群众对多样化健康信息服务迫切的需求，目前心肺功能测试仪器体积庞大，操作复杂，价格昂贵，严重制约基层心肺功能康复机构建设与推广，另外市场上心肺功能测试仪器缺乏科学性的心肺功能康复指导，评估缺乏闭环系统，难以得到个性化训练处方与跟踪训练效果。

血液动力学参数、脉搏波与乳酸阈监测，可以提供人体重要的参数信息，包括心排量、心功能指数、血压、血氧饱和度、乳酸阈等人体功能指标参数，测量与人体心肺功能相关的指标参数对医疗康复和科研等都具有重要的研究意义。随着生物医疗、电子信息、健康与信息技术的发展，目前已有检测血液动力学、脉搏波以及血乳酸的设备，但大多数设备费用贵、操作复杂、不便携、且测量功能较为单一。目前市场上拥有有创与无创检测血液动力学设备，但有创成本高，不便携且操作技术高，而无创检测中以基于胸阻抗动态描记述方法对心衰、高血压、呼吸困难等病患具有较好的临床应用价值，但目前该方法受呼吸和运动伪影的影响，测量精度与有创方法的相关性需进一步提高，国内根据胸阻抗法实现血液动力学无创检测的设备在医疗康复机构应用很少。

血乳酸是人体内糖代谢的中间产物，乳酸是保持人体体温以及运动产生的废弃物，乳酸堆积容易造成血流不畅、肌肉酸痛等，乳酸阈是人体代谢方式由有氧转入无氧代谢为主供能的转折点，乳酸阈反映人体在渐增负荷运动中，血乳酸浓度没有堆积时最大吸氧量实际所利用的百分比，对人体运动过程进行乳酸阈的检测，衡量个人运动的承受能力，对康复训练运动具有指导意义。而脉搏是心脏和血管状态等重要信息的外在反映，人体脉搏波信号检测系统已广泛应用心血管系统、心肺呼吸循环系统的评估，通过脉搏波来实现无创连续测量人体血压对健康监护和临床研究具有重要意义，基于脉搏波与心电ECG信号方法检测血压被广泛应用于可穿戴设备上进行血压测量。但对于大多数设备检测阻抗信号、脉搏波信号、乳酸阈不可避免会受到人体运动、粗重呼吸的干扰且大多数设备测量参数单一，无法同时连续无创准确测量心排量、搏动量、乳酸阈以及血压等参数。

为此研发一种可穿戴式多功能呼吸循环检测系统与方法，对人体心肺循环系统运动中的血液运动规律定量、动态连续的测量和分析，将这些数据反馈用于对病情发展的了解和临床治疗的指导，具有重要的经济与社会效益。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种可穿戴式多功能呼吸循环检测系统及方法，开发一种新型的心肺功能检测与训练指导系统，其穿戴简单、轻便易携、成本低、可实现无创连续监测，适合三甲医院心肺相关科室、社区和家庭，方便心肺功能受限的患者的疾病诊断与病情的量化以及运动的康复指导，推广基础心肺功能康复机构的建设，弥补国内多功能心肺呼吸循环检测系统的空缺。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种可穿戴式多功能呼吸循环检测系统，包括上位工控机和下位机，所述下位机包括信号处理模块、信号采集模块和蓝牙模块，所述的信号采集模块包括心电ECG电传感模块、胸阻抗电传感模块、血乳酸与脉搏波光电传感模块，所述信号处理模块控制蓝牙模块将检测的信号传输到上位工控机；