[发明专利]一种呼吸机无创呼吸频率监测方法及系统

说明书

本发明提供一种呼吸机无创呼吸频率监测方法及系统，方法包括以下步骤：检波器传感模块监测并采集t时刻的包括心跳信号和呼吸信号的源信号的被监测者状态信号，传递给数据预处理模块并预处理，并再次将状态信号传递给高阶低通滤波模块，然后对心跳信号构建自相关计算模型，得到具有准确基频的心跳信号作为载波信号，然后执行自身振幅解调，分离心跳信号和呼吸信号，依次传输给主控制模块和大数据云平台存储模块。通过构建自相关计算模型对心跳信号的周期性做准确推断后，得到具有准确基频的心跳信号作为载波信号，再通过被监测者状态信号进行自身相乘来执行振幅解调，进而实现了心跳信号和呼吸信号的准确分离。

技术领域

本发明属于呼吸频率检测技术领域，具体涉及一种呼吸机无创呼吸频率监测方法及系统。

背景技术

呼吸机作为可以为呼吸障碍的危重病人或在手术过程中被麻醉的病人提供呼吸支持的急救设备，在医院临床科室的应用范围非常广泛。常应用于呼吸监护病房(RICU)、急诊科、急诊重症监护病房(ICU)、心脏内科监护病房(CCU)、手术麻醉后复苏室、救护车等流动急救场所。呼吸机各项参数准确与否直接关系到病人的生命安全。

随着人们对呼吸机制及机械通气技术的不断研究，以及大量新技术在生物医学工程领域的应用，近20年来，呼吸机的发展非常迅速，临床应用日趋广泛，已经积累了不少经验，有关呼吸机对人体的影响也有了更多的了解，同时也发现了一些亟待解决的问题，临床上也提出了一些新的要求，正是这些问题和要求促进了呼吸机的发展。

由于近年计算机技术的迅速发展，这种控制型呼吸机也日趋成熟。呼吸机控制精度高、功能多，越来越多的呼吸机均采用此种方法。目前，呼吸机己可以不改变硬件和呼吸机的结构件，只需改变控制系统的软件部分，即可修改呼吸机的性能、发展呼吸机的功能。所以，利用微电脑作为呼吸机的控制部分，是呼吸机发展和更新的总趋势。因此，急需一种能够有效准确地检测呼吸机使用者的呼吸频率信号，进而方便后续处理软件精准快速进行护理或治疗响应的呼吸机无创呼吸频率监测方法及系统。

发明内容

本发明针对上述缺陷，提供在分离呼吸信号和心跳信号时，只需要恢复各自的频率成分，无需信号的振幅和相位信息值，简化了算法所需要的计算量，减少了计算和分离得到准确呼吸信号的计算量和所需要的时间的一种呼吸机无创呼吸频率监测方法及系统。

本发明提供如下技术方案：一种呼吸机无创呼吸频率监测方法，包括以下步骤：

S1：检波器传感模块监测并采集t时刻的被监测者状态信号s(t)，被监测者状态信号包括心跳信号和呼吸信号s_r(t)的源信号，其中所述心跳信号作为载波信号，所述呼吸信号s_r(t)作为信息信号，所述j为所述心跳信号的第j次谐波，j＝1,2…,N；

S2：所述检波器传感模块将所述被检测者状态信号经放大电路模块和A/D转换电路模块放大整合后，传递给所述数据预处理模块；

S3：所述数据预处理模块对所述被检测者状态信号s(t)进行预处理，构建所述被监测者状态信号s(t)计算模型、所述心跳信号计算模型、所述呼吸信号s_r(t)计算模型；

S4：所述预处理模块将预处理后的被检测者状态信号s(t)传递给高阶低通滤波模块；

S5：所述高阶低通滤波模块接收所述预处理后的被检测者状态信号s(t)，对所述心跳信号构建自相关计算模型，减少采样时间点与信号传递和接收过程中所带来的时间延迟对心跳信号频率的影响，进而得到具有准确基频的心跳信号作为载波信号；

S6：然后所述高阶低通滤波模块对所述预处理后的被检测者状态信号s(t)与自身相乘构建自身振幅解调模型，来执行自身振幅解调，进而对所述具有准确基频的心跳信号和所述呼吸信号s_r(t)进行分离；