[发明专利]一种睡眠呼吸暂停低通气指数的测量设备

摘要

本发明公开了一种睡眠呼吸暂停低通气指数的测量方法。本发明采用了含有两个心电电极和一个三轴加速度计的贴片进行测试，避免了待测者产生不适的问题。而且，本发明通过分析传感器采集的数据，结合睡眠姿势获得了三路呼吸信号，并将三路信号进行了融合，获得了一个融合信号，使测试的结果更为准确。由于心脏上的交感神经和迷走神经的分布和支配并不对称。为了避免因上述情况导致的第一呼吸信号的测量值不准确的问题，本发明还对第一呼吸信号进行了修正，以提高准确性。

主权项

1.一种睡眠呼吸暂停低通气指数的测量设备，其特征在于，所述设备为贴片式测量设备，包括一个可以依附在人体皮肤上的贴片和一个用于进行数据采集和处理的电子模块；其中，贴片包括采集单导双极心电图的两个心电电极；所述电子模块的具体测量方法为：步骤一、将两个心电电极采集到的单导双极心电图进行分析，电子模块分别采用以下两种方法，获得两路呼吸信号：1)、根据心率变异性理论，采集R峰到R峰间期时间序列，处理获得第一呼吸信号BR1；2)、查找单导双极心电图中所有R峰在时间窗口阈值内的相邻的最大值和最小值，并求差，获得一系列心电图QRS波振幅，之后，对获得的所有心电图QRS波振幅进行重采样，得到振幅随时间变化的连续波形，对所述波形进行低通滤波，获得第二呼吸信号BR2；步骤二、以贴片式测量设备所在位置作为原点，电子模块将人体的宽度方向、身高方向和胸廓前后方向分别对应地作为x轴、y轴和z轴方向，建立人体三维坐标系；无论当前待测者为仰卧状态还是侧卧状态：在先呼气并憋住的状态下，电子模块找到人体三维坐标系中与重力方向相垂直的两个坐标轴，定义为N1和N2；之后，在吸气并憋住的状态下，电子模块获取偏转角度α和偏转角度β，其中，N1相对于吸气并憋住状态时的坐标轴偏转角度为α，N2相对于吸气并憋住状态时的坐标轴偏转角度为β；将偏转角度α和偏转角度β近似相等，定义偏转角度为θ；计算重力在呼气并憋住状态下坐标轴N1的分量以及在吸气并憋住状态下坐标轴N1的分量，获得重力的改变量；计算在呼气并憋住状态下坐标轴N2的分量以及在吸气并憋住状态下坐标轴N2的分量，获得重力的改变量；将获得的两个改变量进行融合，获得第三呼吸信号BR3；步骤三、电子模块根据BR1、BR2和BR3三路信号赋予权值，并进行加权平均后，获得融合修正后的呼吸信号；其中，BR1、BR2和BR3三路信号赋予权值的具体方法为：第1步：选取时间窗口，获得在所述时间窗口内当前呼吸信号所有波峰点和波谷点的值，相邻的波峰值减去波谷值作为波形振幅，获得波形振幅的平均值并与设定的预期标准值P相减并取绝对值，得到f1；第2步：根据第1步获得的当前呼吸信号波形振幅平均值，获得对应的呼吸信号波形振幅的标准差，并作为系数f2；第3步：用第1步的时间窗口，选取当前呼吸信号中的所有最小值点，并计算标准差，并作为系数f3；根据E＝f₁+f₂+f₃，获得组合系数E；并根据获得对应呼吸信号的权值；其中，τ是一个大于零的常数；步骤四、电子模块采用线性支持向量机对步骤三中获得的呼吸融合信号进行分类，判断当前是否存在呼吸暂停情况；并根据获得一小时内发生呼吸暂停情况的事件数EPH；WL是步骤三中选定的时间窗窗口长度；的物理含义是一小时内的窗口数量；P为累积一小时内有事件的分钟数，N为没有发生事件的分钟数；步骤五、电子模块采用多导睡眠数据库中保留的EPH结果和睡眠呼吸暂停低通气指数AHI结果，用最小二乘估计的方法使用二阶回归模型拟合EPH和AHI值之间的关系y＝β2x2+β1x+β0；其中，x是EPH的值，y是非负的AHI值，β2是二次效应的参数，β1是线性效应参数，截距β0设置为零；获得参数β2、β1和β0；建立模型；在实际使用时，根据获得一小时内发生的事件数x，代入y＝β2x2+β1x+β0中，即可获得睡眠呼吸暂停低通气指数。