不受睡眠姿勢(shì)影響的胸部呼吸信號(hào)采集方法及系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種不受睡眠姿勢(shì)影響的胸部呼吸信號(hào)采集方法及系統(tǒng)，方法是：分別采集受試者在仰臥、左側(cè)臥和右側(cè)臥姿勢(shì)下其胸部的電阻抗信號(hào)和BIOPACTSD117測(cè)得的呼吸流速信號(hào)；對(duì)采集到的電阻抗信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，分別獲得仰臥、左側(cè)臥和右側(cè)臥時(shí)受試者胸部的電阻抗數(shù)字信號(hào)；根據(jù)獲得的電阻抗數(shù)字信號(hào)及呼吸流速信號(hào)，分別提取參考特征值；根據(jù)參考特征值對(duì)所述受試者在不同睡眠姿勢(shì)下采集到的胸部呼吸信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)。系統(tǒng)包括：電阻抗信號(hào)采集裝置及BIOPACTSD117。本發(fā)明的方法簡(jiǎn)單、易操作，且系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾效果好，能快速準(zhǔn)確地采集受試者在不受睡眠姿勢(shì)影響下的胸部呼吸信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)某些肺部疾病的早期檢測(cè)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】不受睡眠姿勢(shì)影響的胸部呼吸信號(hào)采集方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)療監(jiān)測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種不受睡眠姿勢(shì)影響的胸部呼吸信 號(hào)采集方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，臨床上經(jīng)常使用如強(qiáng)迫動(dòng)態(tài)肺量測(cè)定法，受迫振蕩，斷續(xù)器技術(shù)來(lái)獲得呼吸 道的力學(xué)參數(shù)。這些方法所需要的設(shè)備不僅笨重不易移動(dòng)而且還需要患者積極耐心的合 作。標(biāo)準(zhǔn)多導(dǎo)睡眠圖儀卻只能在睡眠實(shí)驗(yàn)室中使用，這極大地限制了它的普及應(yīng)用。呼吸 流量計(jì)是用來(lái)測(cè)量呼吸流速信號(hào)的金標(biāo)準(zhǔn)，但由于它測(cè)量時(shí)需要用到鼻夾或呼吸面罩來(lái)防 止漏氣，這易于給患者造成失眠或不適。此外，呼吸測(cè)量熱敏元件也是一個(gè)受歡迎的測(cè)量呼 吸信號(hào)的工具，但它在定量測(cè)量上仍然是不可靠的。胸阻抗容積描記術(shù)，是一種方便的呼吸 監(jiān)測(cè)技術(shù)，自從上個(gè)世紀(jì)中葉以來(lái)一直被使用。然而，最近的研究發(fā)現(xiàn)，它在監(jiān)測(cè)睡眠障礙 上有一些缺點(diǎn)。Brouillette等報(bào)道了當(dāng)使用胸阻抗容積描記術(shù)時(shí)一些典型的干擾，比如 由心臟誘發(fā)的變異性等。此外，Larsen等指出，身體的小幅運(yùn)動(dòng)也會(huì)極大地干擾呼吸監(jiān)測(cè)。 因此，監(jiān)測(cè)呼吸狀況的問(wèn)題之一是如何精確測(cè)量呼吸信號(hào)而不會(huì)給病人造成不適。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述存在問(wèn)題和不足，提供一種技術(shù)簡(jiǎn)單易行，測(cè)量準(zhǔn)確 的不受睡眠姿勢(shì)影響的胸部呼吸信號(hào)采集方法及系統(tǒng)。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的： 本發(fā)明所述的不受睡眠姿勢(shì)影響的胸部呼吸信號(hào)采集方法，其特點(diǎn)是包括如下步驟： 51、 分別采集受試者在仰臥、左側(cè)臥和右側(cè)臥姿勢(shì)下其胸部的電阻抗信號(hào)和BI0PAC TSD117測(cè)得的呼吸流速信號(hào)； 52、 對(duì)采集到的仰臥、左側(cè)臥和右側(cè)臥姿勢(shì)下受試者胸部的電阻抗信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換， 分別獲得仰臥、左側(cè)臥和右側(cè)臥時(shí)受試者胸部的電阻抗數(shù)字信號(hào)； 53、 根據(jù)獲得的仰臥、左側(cè)臥和右側(cè)臥時(shí)受試者胸部的電阻抗數(shù)字信號(hào)及呼吸流速信 號(hào)，分別提取參考特征值； 54、 根據(jù)獲得的參考特征值，對(duì)所述受試者在不同睡眠姿勢(shì)下采集到的胸部呼吸信號(hào) 進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0005] 其中，上述步驟S1的具體操作方法如下： 511、 在左右乳頭的連線(xiàn)與左側(cè)腋中線(xiàn)的交點(diǎn)處的上下兩端分別固定激勵(lì)電極和測(cè)量 電極的正極，同時(shí)在左右乳頭的連線(xiàn)與右側(cè)腋中線(xiàn)的交點(diǎn)處的上下兩端分別固定激勵(lì)電極 和測(cè)量電極的負(fù)極； 512、 在受試者處于仰臥姿勢(shì)下時(shí)，用鼻夾夾緊鼻子，然后通過(guò)BIOPAC TSD117測(cè)得受試 者在不同睡眠姿勢(shì)下的呼吸流速信號(hào)，同時(shí)通過(guò)激勵(lì)電極向受試者輸入激勵(lì)電流； 513、 根據(jù)激勵(lì)電流及測(cè)量電壓，按照歐姆定律計(jì)算出受試者在不同睡眠姿勢(shì)下其胸部 的電阻抗信號(hào)。
[0006] 上述步驟S3的具體操作方法如下： 531、 根據(jù)獲得的仰臥時(shí)受試者胸部的電阻抗數(shù)字信號(hào)IPDD及呼吸流速信號(hào)PNTdd， 左側(cè)臥時(shí)受試者胸部的電阻抗數(shù)字信號(hào)ΙΡ ω及呼吸流速信號(hào)PNIYd，右側(cè)臥時(shí)受試者胸 部的電阻抗數(shù)字信號(hào)〇%及呼吸流速信號(hào)PNTKD，用濾波器濾波后均值為零，然后根據(jù)

【權(quán)利要求】
1. 一種不受睡眠姿勢(shì)影響的胸部呼吸信號(hào)采集方法，其特征在于包括如下步驟： 51、 分別采集受試者在仰臥、左側(cè)臥和右側(cè)臥姿勢(shì)下其胸部的電阻抗信號(hào)和BIOPAC TSD117測(cè)得的呼吸流速信號(hào)； 52、 對(duì)采集到的仰臥、左側(cè)臥和右側(cè)臥姿勢(shì)下受試者胸部的電阻抗信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換， 分別獲得仰臥、左側(cè)臥和右側(cè)臥時(shí)受試者胸部的電阻抗數(shù)字信號(hào)； 53、 根據(jù)獲得的仰臥、左側(cè)臥和右側(cè)臥時(shí)受試者胸部的電阻抗數(shù)字信號(hào)及呼吸流速信 號(hào)，分別提取參考特征值； 54、 根據(jù)獲得的參考特征值，對(duì)所述受試者在不同睡眠姿勢(shì)下采集到的胸部呼吸信號(hào) 進(jìn)行校準(zhǔn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述不受睡眠姿勢(shì)影響的胸部呼吸信號(hào)采集方法，其特征在于上述 步驟S1的具體操作方法如下： 511、 在左右乳頭的連線(xiàn)與左側(cè)腋中線(xiàn)的交點(diǎn)處的上下兩端分別固定激勵(lì)電極和測(cè)量 電極的正極，同時(shí)在左右乳頭的連線(xiàn)與右側(cè)腋中線(xiàn)的交點(diǎn)處的上下兩端分別固定激勵(lì)電極 和測(cè)量電極的負(fù)極； 512、 在受試者處于仰臥姿勢(shì)下時(shí)，用鼻夾夾緊鼻子，然后通過(guò)BIOPAC TSD117測(cè)得受試 者在不同睡眠姿勢(shì)下的呼吸流速信號(hào)，同時(shí)通過(guò)激勵(lì)電極向受試者輸入激勵(lì)電流； 513、 根據(jù)激勵(lì)電流及測(cè)量電壓，按照歐姆定律計(jì)算出受試者在不同睡眠姿勢(shì)下其胸部 的電阻抗信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述不受睡眠姿勢(shì)影響的胸部呼吸信號(hào)采集方法，其特征在于上述 步驟S3的具體操作方法如下： 531、 根據(jù)獲得的仰臥時(shí)受試者胸部的電阻抗數(shù)字信號(hào)IPDD及呼吸流速信號(hào)PNTdd， 左側(cè)臥時(shí)受試者胸部的電阻抗數(shù)字信號(hào)ΙΡ ω及呼吸流速信號(hào)PNIYd，右側(cè)臥時(shí)受試者胸 部的電阻抗數(shù)字信號(hào)〇%及呼吸流速信號(hào)PNTKD，用濾波器濾波后均值為零，然后根據(jù)
分別計(jì)算得到不同睡眠姿勢(shì)下的呼吸容積信號(hào)
532、 根據(jù)仰臥時(shí)受試者胸部的電阻抗數(shù)字信號(hào)IPDD及呼吸容積信號(hào)VPNTDD，左側(cè)臥時(shí) 受試者胸部的電阻抗數(shù)字信號(hào)ΙΡ ω及呼吸容積信號(hào)VPNIYd，右側(cè)臥時(shí)受試者胸部的電阻抗 數(shù)字信號(hào)IPKI^呼吸容積信號(hào)VPN4，分別做線(xiàn)性回歸分析記為jfkA+bi，y 2=k2x2+b2， y3=k3x3+b3，然后把&作為第一參考特征值，k 2作為第二參考特征值，k3作為第三參考特征 值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述不受睡眠姿勢(shì)影響的胸部呼吸信號(hào)采集方法，其特征在于上述 步驟S4中是根據(jù)上述參考特征值kp k2, k3取平均值，即為
，然后把k作 為校正系數(shù)。
5. -種不受睡眠姿勢(shì)影響的胸部呼吸信號(hào)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于上述任一權(quán)利要求所 述不受睡眠姿勢(shì)影響的胸部呼吸信號(hào)采集方法中，其特征在于包括用于采集受試者胸部的 電阻抗信號(hào)的電阻抗信號(hào)采集裝置及用于檢測(cè)受試者的呼吸流速信號(hào)的BIOPAC TSD117， 其中所述電阻抗信號(hào)采集裝置包括電源模塊、恒流源模塊、多通道開(kāi)關(guān)模塊、數(shù)據(jù)采集模 塊、信號(hào)處理模塊、激勵(lì)電極和測(cè)量電極，所述恒流源模塊用于為測(cè)量電極提供電流激勵(lì)， 所述多通道開(kāi)關(guān)模塊分別與激勵(lì)電極、測(cè)量電極、恒流源模塊和數(shù)據(jù)采集模塊連接且用于 控制固定在受試者胸部不同位置的激勵(lì)電極的激勵(lì)電流及接收測(cè)量電極的電壓信號(hào)并將 接收到的電壓信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊根據(jù)接收到的電壓信號(hào)計(jì)算出 受試者胸部的電阻抗信號(hào)，所述信號(hào)處理模塊與數(shù)據(jù)采集模塊連接而用于對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊 傳輸過(guò)來(lái)的電阻抗信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換并對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理，所述電源模塊分別與恒流源 模塊、多通道開(kāi)關(guān)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和信號(hào)處理模塊電連接而用于對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行供電。
【文檔編號(hào)】A61B5/087GK104138259SQ201410311693
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】蔣慶, 周廣敏, 劉官正, 王瑛 申請(qǐng)人:中山大學(xué)