本发明专利技术公开了一种测量心脏收缩时间参数的测量方法及装置，所述测量方法包括光电容积脉搏波信号采集、特征点自动提取、对特征参数进行数学修正等步骤，所述装置作为以上方法的硬件载体。本发明专利技术旨在采用简单的手段，在光电容积脉搏波信号上得到更加精确的LVET及相关参数的测量结果，从而快速地获得关于心脏疾病初期筛查和心功能评估方面的临床诊断数据；实现以上功能的光电容积波描记设备包括光电容积脉搏波信号采集、信号处理和数据输出单元，整个装置易于佩戴、造价低廉，有利于降低心血管功能评估和疾病监测的成本。
【技术实现步骤摘要】
一种测量心脏收缩时间参数的测量方法及装置
本专利技术涉及用于临床心脏功能参数测量的方法及装置，特别是涉及一种测量心脏收缩时间参数的测量方法及装置。
技术介绍
左心室射血时间(LVET)是指在每个心动周期内，左心室收缩时血液通过打开的主动脉瓣进入大动脉这一过程所经历的时间。大量临床实验结果表明，LVET及由其衍生出来的参数，在心脏疾病初期筛查和心功能评估方面具有重要的临床意义。现有技术中，LVET的测量方法有侵入式和非侵入式测量两大类。侵入式测量将一根导管插入到大动脉根部，可以精确测量LVET，但需要由专业医护人员操作，费用较高，并且会给被测量者带来强烈的痛苦。 在非侵入式类中，心脏成像技术可以提供较为精确的LVET测量方法。申请号为W02006024088A1的专利技术专利提出在利用多普勒技术记录的血流速度图上测量LVET。这种技术的缺点是需要成本高昂的设备以及高难度的操作技能，并且很难实现连续测量；专利CN103491868A提出从可穿戴式的心阻抗描记系统记录的心阻抗信号中测量LVET，该系统比较复杂，需要在被测者身上安置多个电极，且对检测位置的要求十分严格，信号的稳定性和重复性都不够理想；专利US4446872提出了在外周动脉脉搏波上测量LVET的方法，该方法使用压电传感器测量颈动脉脉搏波，并将单个心动周期内脉搏波的上升沿起点和下降沿拐点之间的时间间隔作为LVET的估值，临床数据表明，这种方法检测得到的LVET跟侵入式方法测得的LVET值有很强的相关性，但是这种方法对也对检测位置要求严格，且不便于连续测量。
技术实现思路
上述现有技术中，侵入式测量需要由专业医护人员操作，费用较高，并且会给被测量者带来强烈的痛苦；非侵入式测量存在设备复杂、操作难度高、信号的稳定性和重复性都不够理想、不便于连续测量、实际使用寿命也不理想等问题。针对上述问题，本专利技术提供了一种新型便捷的心脏收缩时间参数的非侵入式测量方法及装置。 具体地，本专利技术提供的一种心脏收缩时间参数的测量方法及装置通过以下技术要点来解决上述问题:本申请提供了一种测量心脏收缩时间参数的测量方法，用于测量左心室收缩时血液通过打开的主动脉瓣进入大动脉所经历的时间及由其衍生出来的参数，包括以下步骤:a)采用光电容积波描记法从人体末梢组织采集光电容积脉搏波信号；b)用峰值搜索算法对上个步骤得到的各心动周期内的光电容积脉搏波信号上的特征参考点进行自动检测，包括:第一参考点(上升沿起始点)、第二参考点(收缩期峰值点)、第三参考点(舒张期峰值点)；c)在脉搏波的一阶导数曲线上搜索第四参考点(下降沿拐点)；d)建立数学模型，对第一参考点到第四参考点之间时间间隔进行修正，以计算左心室射血时间LVETjP:记第一参考点时刻为tl、第四参考点时刻为t4，LVET = a*(t4 - tl) +b，其中a和b为由以侵入式方法或心脏成像技术为参考的对比试验上获得的具体数值；e)计算心室射血时间指数LVET1:用相邻两个心动周期的第一参考点之间的时间间隔作为心动周期长度，并以此心动周期长度计算得到当前心率，利用数学模型对LVET进行修正，从而得到LVETI，具体的数学模型为:LVETI = LVET + c*心率，其中，c为常数，取0.0016。 其中，所述步骤c)的实现步骤为:从第三参考点对应的时刻起，在容积脉搏波的一阶导数曲线上后向搜索，在达到第二参考点之前，一旦搜索到某时候曲线值由正变负，搜索停止，该时刻在原始波形上对应的点即为第四参考点；若在达到第二参考点时仍未找到该一阶导数曲线值符号改变的点，则在第二、三参考点之间的某子区间内，一阶导数绝对值最小的时刻被认为是第四参考点对应的时刻。 进一步的，还包括步骤f)，所述步骤f)为对一段时间内各心动周期重复步骤a)到 e)，得到LVET和LVETI的平均值；或对一段时间周期中重复步骤a)到c)得到每个心动周期的tl和t4，分别取上述tl和t4的平均值，并将平均值运用于步骤d)和e)，得到LVET和LVETI的平均值。 进一步的，所述步骤a)与步骤b)之间还包括滤波步骤，所述滤波步骤为对步骤a)中采集的光电容积脉搏波信号进行滤波处理，消除低频运动噪声干扰。 本申请还提供了一种测量心脏收缩时间参数的装置，包括用于从人体末梢组织采集光电容积脉搏波信号采集的信号采集单元、用于数据处理的信息处理单元和用于结果显示的数据输出单元，所述信号采集单元和数据输出单元分别连接在信息处理单元的输入端和输出端上。 其中，所述信号采集单元与信息处理单元之间还设置有模数转换器，所述信号采集单元的频谱采集范围为0.05_35hz，所述模数转换器与信号采集单元之间还设置有陷波器，所述陷波器用于消除50hz的工频干扰信号。 其中，所述信号采集单元与模数转换器之间还设置有信号预处理单元。 其中，所述信号预处理单元包括滤波器和信号放大器之中的至少一个。 其中，所述数据输出单元包括显示单元、数据传输单元中的至少一个。 其中，所述信息处理单元上还设置有用于控制信息处理单元的控制单元。 本专利技术提供了一个或多个技术方案，至少具有以下有益效果或优势:1、本专利技术提出了一种基于临床对比试验建立起来的数学模型，通过按照数学模型的步骤得到的所需值对从光电容积脉搏波信号上提取的特征参数进行修正，从而便于采用简单的方法得到更加精确的LVET测量结果；同时实现以上功能的设备成本低，有利于减小心血管功能评估和疾病监测的设备投资。 2、本专利技术提出了在光电容积脉搏波信号的基础上自动提取特征点的方法，特别是利用其中的脉搏波上升沿起点和下降沿拐点，可实现在测量时间段内的LVET、LVETI或其它指标参数的监测，即有利于自动得到多个关于心脏疾病初期筛查和心功能评估方面的评估数据。 3、本专利技术提供了一种测量心脏收缩时间参数的测量方法及装置，实用范围广，适用于任何希望从光电容积脉搏波信号上自动测量LVET及相关参数的检测应用中，如将本专利技术提供的方法和装置跟心电、心音信号采集和分析系统相结合，则可以自动检测心率、LVET, LVET1、PEP、LVET/PEP等更多关于心脏功能评估的临床参数。 【附图说明】 图1为本专利技术所述的一种测量心脏收缩时间参数方法的一个具体实施例的测量流程图；图2为本专利技术所述的一种测量心脏收缩时间参数的测量方法中，脉搏波特征参考点自动检测提取的一个具体实施例的示意图，其中，图2中处于上方的两个波形为脉搏波:P，图2中处于下方的两个波形分别为两个脉搏波P各个时刻t对应的脉搏波导数:dP/dt ；图3为光电容积脉搏上升沿起点和拐点之间的时间间隔与从心脏超声图上实际测得的LVET之间的线性拟合图；图4为本专利技术所述的一种测量心脏收缩时间参数的装置一个具体实施例的拓扑图。 【具体实施方式】 本专利技术提供了一种测量心脏收缩时间参数的测量方法及装置，用于解决:侵入式测量需要由专业医护人员操作、费用较高、并且会给被测量者带来强烈的痛苦等问题；现有非侵入式测量中存在的设备复杂、操作难度高、信号的稳定性和重复性都不够理想、不便于连续测量、实际使用寿命也不理想等问题。本专利技术提供的方法及装置可以实现采用简单的方法得到更加精确的LVET本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测量心脏收缩时间参数的测量方法，用于测量左心室收缩时血液通过打开的主动脉瓣进入大动脉所经历的时间及由其衍生出来的参数，其特征在于，包括以下步骤：a)采用光电容积波描记法从人体末梢组织采集光电容积脉搏波信号；b)用峰值搜索算法对上个步骤得到的各心动周期内的光电容积脉搏波信号上的特征参考点进行自动检测，包括：第一参考点（上升沿起始点）、第二参考点（收缩期峰值点）、第三参考点（舒张期峰值点）；c)在脉搏波的一阶导数曲线上搜索第四参考点（下降沿拐点）； d)建立数学模型，对第一参考点到第四参考点之间时间间隔进行修正，以计算左心室射血时间LVET，即：记第一参考点时刻为t1、第四参考点时刻为t4，LVET = a*(t4 ‑ t1) + b，其中a和b为由以侵入式方法或心脏成像技术为参考的对比试验上获得的具体数值； e)计算心室射血时间指数LVETI：用相邻两个心动周期的第一参考点之间的时间间隔作为心动周期长度，并以此心动周期长度计算得到当前心率，利用数学模型对LVET进行修正，得到LVETI，具体的数学模型为：LVETI = LVET + c*心率，其中，c为常数，取0.0016。
【技术特征摘要】
1.一种测量心脏收缩时间参数的测量方法，用于测量左心室收缩时血液通过打开的主动脉瓣进入大动脉所经历的时间及由其衍生出来的参数，其特征在于，包括以下步骤: a)采用光电容积波描记法从人体末梢组织采集光电容积脉搏波信号； b)用峰值搜索算法对上个步骤得到的各心动周期内的光电容积脉搏波信号上的特征参考点进行自动检测，包括:第一参考点(上升沿起始点)、第二参考点(收缩期峰值点)、第三参考点(舒张期峰值点)； c)在脉搏波的一阶导数曲线上搜索第四参考点(下降沿拐点)； d)建立数学模型，对第一参考点到第四参考点之间时间间隔进行修正，以计算左心室射血时间LVETjP:记第一参考点时刻为tl、第四参考点时刻为t4，LVET = a*(t4 - tl) +b，其中a和b为由以侵入式方法或心脏成像技术为参考的对比试验上获得的具体数值； e)计算心室射血时间指数LVET1:用相邻两个心动周期的第一参考点之间的时间间隔作为心动周期长度，并以此心动周期长度计算得到当前心率，利用数学模型对LVET进行修正，得到LVETI，具体的数学模型为:LVETI = LVET + c*心率，其中，c为常数，取0.0016。2.如权利要求1所述的一种测量心脏收缩时间参数的测量方法，其特征在于，所述步骤c)的实现步骤为:从第三参考点对应的时刻起，在容积脉搏波的一阶导数曲线上后向搜索，在达到第二参考点之前，一旦搜索到某时候曲线值由正变负，搜索停止，该时刻在原始波形上对应的点即为第四参考点；若在达到第二参考点时仍未找到该一阶导数曲线值符号改变的点，则在第二、三参考点之间的某子区间内，一阶导数绝对值最小的时刻被认为是第四参考点对应的时刻 。3.如权利要求1所述的一种测量心脏收缩时间参数的测量方法，其特征在于，还...
【专利技术属性】
技术研发人员：段文锋，郑定昌，潘帆，
申请(专利权)人：成都康拓邦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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