[发明专利]一种无创心排量监测系统与方法

权利要求书

1.一种无创心排量监测系统与方法，其特征在于：包括上位工控机及与其数据通信连接的下位嵌入式系统，所述的下位嵌入式系统包括心电信号采集模块、胸阻抗采集模块和运动加速度检测模块；通过下位嵌入式系统将实时采集到的心电信号、胸阻抗信号和运动状态信号发送至所述的上位工控机，所述的上位工控机依次对心电信号和胸阻抗信号进行带通滤波、去趋势及标准化算法处理，再经过集合经验模态分解和典型相关分析处理后，提取信号波形的重要特征点，再结合电速法建立可靠的血流动力学模型计算相关生物参数。

2.根据权利要求1所述的一种无创心排量监测系统与方法，其特征在于：该系统采用六导联电极测量方式，两电极ECG1和ECG2单导二导联联方式用于监测人体心率与算法触发处理，而另外四电极分别Z1和Z2贴于颈动脉位置，而Z3与Z4贴于胸部剑突处右侧肋骨用于测量胸阻抗信号，采集待监测对象某一时间点的心电信号、胸阻抗信号和运动状态信号。

3.根据权利要求1所述的一种无创心排量监测系统与方法，其特征在于：对测量的胸阻抗信号的进行频域滤波并滑动平均处理，去趋势、经验模态分解EEMD以及典型相关分析CCA等处理实现对工频、呼吸、肌电以及运动等噪声干扰的去除，提高系统的抗干扰能力，对特征点识别重构得到滤波后的阻抗以及阻抗微分的波形。

4.根据权利要求3所述的一种无创心排量监测系统与方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)下位嵌入式系统采集监测对象的心电信号、胸阻抗信号和运动状态信号，并通过蓝牙数据通信发送至上位工控机；

(2)上位工控机采用傅里叶变换从频谱处理对采集的心电与阻抗信号滤波，去除与心率频率无关的成分，通常设置在0.5-3HZ；

(3)通过对采集的心电与阻抗信号去趋势，并归一化处理，作为后续算法的输入信号；

(4)采用改进的经验模态分解EEMD方法对信号分解，经过K次筛选，选出合适的IMF本征态，筛选的IMF需要主频率落在心率范围的IMF，其它IMF进行置零，最大程度的保留心率成分的模态，提高信噪比，在重构回信号；

(5)在人体运动时通过采结合典型相关分析方法，进一步提取两者共同的心率成分，去除与心电信号无关的运动干扰。

5.根据权利要求4所述的一种无创心排量监测系统与方法，其特征在于：采用集合经验模态分解对胸阻抗信号x(t)进行信号分解，经过k次反复筛选IMF，对于胸阻抗信号经分解所得到的若干IMF，对每个IMF计算信号主频率，并筛选主频率落在心率范围IMF，其它的IMF直接置零，最后在叠加筛选出能够去除非心率主频率成分的噪声成分，重构出新的信号，提高信噪比。

6.根据权利要求1所述的一种无创心排量监测系统与方法，其特征在于：通过三轴加速度检测模块可监测人体状态，通过分析不同姿态时各轴加速度与总加速度的数据信息，利于通过频谱信息保留心率成分去除运动等干扰噪声，实现动态时阻抗波形重现。

7.根据权利要求1所述的一种无创心排量监测系统与方法，其特征在于：通过对传统模型分析基础上，结合大量人体生理参数、包括年龄、身高、体重以及性别血压等建立合适的人体射血量SV模型，尤其建立的模型不依赖人体基阻抗Z0，避免传统基阻抗受电极位置影响，测量的数据重复性不好。