[发明专利]一种无创心排量监测系统与方法

说明书

本发明涉及生物医学工程技术和信息处理技术领域，具体涉及一种无创心排量监测系统与方法，监测系统包括上位工控机、下位嵌入式系统；下位嵌入式系统包括心电信号、胸阻抗和加速度检测模块；通过下位嵌入式系统将采集到的心电信号、胸阻抗信号和运动状态信号发送至上位工控机，上位工控机依次对心电信号和胸阻抗信号进行带通滤波、去趋势及标准化处理，再经过集合经验模态分解和典型相关分析处理后，结合算法得到信号波形的重要特征点，再结合建立的生物模型计算血流动力学参数；本发明在硬件上通过注入人体高频低振幅的电流，避免了测量信号受到来自其它电子或生理发射器的低频噪声干扰；克服了传统的ICG模型依赖于人体基阻抗Z0的弊端。

技术领域

本发明涉及生物医学工程技术和信息处理技术领域，具体涉及一种无创心排量监测系统与方法。

背景技术

基于生物电阻抗技术的心排量监测系统，对于心脏重症康复具有巨大的应用价值，其血液动力学数据反映心脏泵血、人体器官与组织氧代谢、外周循环阻力等方面指标，其临床价值日益显著，为心血管临床患者的诊断与治疗提供直观的参考数据。传统有创血流监测技术如Swan-Ganz与PICCO虽然是金标准，但其高价格、存在风险、耗时长、需要特殊设备和技术培训等运用瓶颈，很多医院很难购买该设备，而且也无法进行动静状态下心功能评价。随着科技进步，开始从传统有创方法向超声及电阻抗无创测量方向发展，无创电阻抗技术采用对机体没有损害的方法，经皮肤或粘膜途径间接取得有关心血管功能的各项参数。国际上美国和欧洲对电阻抗技术研究起步较早，早期由于其受病人呼吸以及运动等影响因素太多，但由于数字信号处理技术的发展，近些年国外相关机构已开发相关的电阻抗产品并推广。

我国关于这方面的研究起步较晚，当前国内基于电阻抗技术的高性能运动心功能测量产品基本为空白。近年来当前医学理念发生重大改变，专家一致认为心肺康复有助于降低心血管重症患者再次发生风险及死亡，很多三甲医院已经开始实行康复训练，急需相关产品可以长期连续检测病人的相关信息，便携式无创心功能监测设备可以接入医院物联网平台，便于医生长期了解病人静息和动态信息，定期给予健康指导与治疗，给予患者良好体验，将在医院的各个科室得到广泛应用。

心脏康复是突破目前我国心血管病防治的重要措施，有助于降低心血管重症患者再次发生风险及死亡。人体心肺组织具有很强的代偿性，仅静态心功能测试评估具有很大的局限性，因此运动状态下评估心功能与康复的重要依据。目前国内静态心功能产品技术开始展现，但是如运动心功能测试仪、运动心电等心功能检测设备基于依赖于进口，且检测设备较为昂贵，操作性难度高，在医院、社区、家庭等康复场所难以得到广泛推广，严重制约了心脏康复服务发展。

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种心排量监测系统与方法，用于准确评估动静状态下人体心功能状况。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种无创心排量监测系统与方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种无创心排量监测系统，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；

其中，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、去趋势及标准化处理，再经过集合经验模态分解和典型相关分析处理后，结合算法得到阻抗信号波形的重要特征点，再结合建立的生物模型计算血流动力学参数。

本发明还提供了一种无创心排量监测方法，所述的方法包括：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；对采集到的心电信号和胸阻抗信号进行带通滤波、去趋势及标准化处理，再对得到胸阻抗信号分别进行集合经验模态分解，结合运动状态信号进行典型相关分析；再结合算法提取波形的特征点，结合建立的生物模型计算血流动力学参数。

优选地，所述集合经验模态分解的具体步骤是：