專利名稱：體外反搏控制系統(tǒng)和體外反搏控制方法
體外反搏控制系統(tǒng)和體外反搏控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械，尤其涉及一種體外反搏控制系統(tǒng)和體外反搏控制方法。
背景技術(shù)：
心衰竭、冠心病、心絞痛、腦中風(fēng)等心腦血管疾病是人類的主要?dú)⑹?，占總病死?率63.5%。隨著世界多數(shù)國家人口老齡化趨勢的加劇，心腦血管疾病易感人群急劇增加， 如何預(yù)防和治療心腦血管疾病已經(jīng)成為全球關(guān)注的重要課題。根據(jù)我國衛(wèi)生部發(fā)布的 2000 2006《中國衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)年鑒》的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，這類疾病是導(dǎo)致我國人口死亡的主要原因 之一，在這七年中一直處于前三位，不僅致殘率高，死亡率也很高。一部分病人病情危重，經(jīng) 搶救脫險(xiǎn)后又半身不遂、吞咽困難、失語或癡呆，給社會(huì)和家庭造成沉重的負(fù)擔(dān)。目前對此類疾病的主要治療手段包括藥物治療、血管再造、動(dòng)脈搭橋以及血管內(nèi) 置氣囊等。盡管此類方法見效快，療效較為顯著，但或存在藥物反應(yīng)、耐藥性等問題，或因?yàn)?介入性創(chuàng)傷手術(shù)存在大出血、感染以及其他后遺癥風(fēng)險(xiǎn)。從1953年哈佛大學(xué)教授Kantrowitz提出反搏理論開始，經(jīng)過紐約州立大學(xué) Soroff教授以及中山醫(yī)科大學(xué)鄭振聲教授等不懈努力，體外反搏裝置在過去50年中得到 了大力的發(fā)展和改進(jìn)，在治療心腦血管疾病領(lǐng)域開創(chuàng)了一種非介入、安全有效、無副作用的 新途徑。其治療原理為在心臟舒張期，對包裹于小腿、大腿和臀部的氣囊以大約0.03MPa 的壓強(qiáng)進(jìn)行擠壓或者序貫擠壓，增加血液回流，改善血液循環(huán)。在動(dòng)脈瓣關(guān)閉之前，快速完 全地釋放壓力，不影響心臟收縮期的正常血流。近來年，在世界范圍內(nèi)陸續(xù)開展了以美國哈佛大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)、耶魯大學(xué)、 紐約州立大學(xué)等組成的體外反搏多中心研究(MUST-ECP)和體外反搏治療充血性心衰竭 的前瞻性實(shí)驗(yàn)(PEECH)等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，體外反搏能有效減輕心絞痛，治療慢性心衰 竭、冠心病等多種疾病，并且被證明為能有效保護(hù)心臟功能，提高生命質(zhì)量。作為用于治 療心血管疾病的一項(xiàng)重要手段，該項(xiàng)技術(shù)已被美國食品和藥物管理局(Food and Drug Administration-FDA)認(rèn)可。2006年9月底，美國權(quán)威心臟病期刊《美國心臟病學(xué)會(huì)》雜 志上發(fā)表了一篇體外反搏治療心力衰竭的前瞻性研究文章《Prospective Evaluation of EECP in CongestiveHeart Failure :The PEECH Trial》，指出體外反搏能改善正在接受治 療的心力衰竭患者的運(yùn)動(dòng)能力，減輕癥狀和改善生活質(zhì)量。報(bào)告分析還顯示，因動(dòng)脈硬化導(dǎo) 致的缺血性心衰患者使用EECP治療，效果比較好。由于現(xiàn)有的體外反搏系統(tǒng)均以醫(yī)院使用作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，因此體積大、重量大、人機(jī) 界面不友好、智能不高、擴(kuò)展性差，無法適用于普通家庭，嚴(yán)重影響了體外反搏原理在疾病 預(yù)防方面的應(yīng)用，給使用者帶來不便和麻煩，實(shí)有待改善。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要針對上述問題，提供一種適于家庭使用的體外反搏控制系統(tǒng)。
一種體外反搏控制系統(tǒng)，包括心電信號(hào)采集模塊、指脈信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理系 統(tǒng)、控制模塊；所述心電信號(hào)采集模塊用于獲取心電信號(hào)，并將心電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字心電信 號(hào)；所述指脈信號(hào)采集模塊用于獲取指脈信號(hào)，并將指脈信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字指脈信號(hào)；所述 信號(hào)處理系統(tǒng)用于對數(shù)字心電信號(hào)和數(shù)字指脈信號(hào)進(jìn)行處理，輸出控制參數(shù)和啟動(dòng)命令； 所述控制模塊用于將控制參數(shù)和啟動(dòng)命令轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)執(zhí)行裝置的電信號(hào)。優(yōu)選的，所述信號(hào)處理系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)或單片機(jī)。優(yōu)選的，所述信號(hào)處理系統(tǒng)包括濾波模塊、智能診斷模塊、優(yōu)化控制模塊；所述濾 波模塊用于對數(shù)字心電信號(hào)和數(shù)字指脈信號(hào)進(jìn)行濾波去噪處理；所述智能診斷模塊用于根 據(jù)數(shù)字心電信號(hào)自動(dòng)診斷心電圖相關(guān)疾?。凰鰞?yōu)化控制模塊用于根據(jù)數(shù)字心電信號(hào)和數(shù) 字指脈信號(hào)對控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，輸出控制參數(shù)和啟動(dòng)命令。優(yōu)選的，所述濾波模塊包括0. I-IOOHz帶通濾波器、50Hz工頻陷波器、7點(diǎn)平滑濾 波器；數(shù)字心電信號(hào)和數(shù)字指脈信號(hào)首先經(jīng)過0. I-IOOHz帶通濾波器濾除低頻和高頻噪 音；然后利用50Hz工頻陷波器消除工頻干擾；最后經(jīng)過7點(diǎn)平滑濾波器消除波形上的毛 刺。優(yōu)選的，所述信號(hào)處理系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊，所述數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊用于為每個(gè) 使用者建立獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫，保存其每次使用的相關(guān)數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)庫為樹形結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，所述信號(hào)處理系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)共享模塊，所述數(shù)據(jù)共享模塊用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn) 程數(shù)據(jù)共享。優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)共享模塊具有自動(dòng)郵件發(fā)送功能和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器功能。優(yōu)選的，所述心電信號(hào)采集模塊包括第一心電采集電極、第二心電采集電極、第三 心電采集電極、隔離電路、導(dǎo)聯(lián)選擇電路、運(yùn)算及放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；所述第一、第二、 第三心電采集電極分別用于放置于人體前胸、左腹和右腹部位；三個(gè)電極所采集到的人體 表面電位經(jīng)過隔離電路進(jìn)行隔離后，在導(dǎo)聯(lián)選擇電路的控制下由運(yùn)算及放大電路轉(zhuǎn)換為II 導(dǎo)聯(lián)或者III導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將II導(dǎo)聯(lián)或者III導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字心 電信號(hào)。優(yōu)選的，所述控制模塊包括微控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；所述 微控制器將控制參數(shù)和啟動(dòng)命令轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為模 擬信號(hào)以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行裝置工作；所述傳感器檢測執(zhí)行裝置的工作情況，傳感器的檢測信號(hào)經(jīng) 過模數(shù)轉(zhuǎn)換后作為反饋信號(hào)回送到微控制器；所述微控制器根據(jù)反饋信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)整控制信 號(hào)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。優(yōu)選的，還包括人機(jī)交互模塊，所述人機(jī)交互模塊用于接收使用者發(fā)出的控制信 號(hào)，將控制信號(hào)傳送至信號(hào)處理系統(tǒng)，從信號(hào)處理系統(tǒng)讀取控制參數(shù)，顯示控制參數(shù)。優(yōu)選的，所述人機(jī)交互模塊是手持式無線通訊設(shè)備，具有顯示屏和控制按鈕。此外，還提供一種體外反搏控制方法。一種體外反搏控制方法，包括采集心電信號(hào)，并將心電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字心電信 號(hào)；采集指脈信號(hào)，并將指脈信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字指脈信號(hào)；對數(shù)字心電信號(hào)和數(shù)字指脈信號(hào) 進(jìn)行處理，輸出控制參數(shù)和啟動(dòng)命令；將控制參數(shù)和啟動(dòng)命令轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)執(zhí)行裝置的電信號(hào)。
5
優(yōu)選的，所述對數(shù)字心電信號(hào)和數(shù)字指脈信號(hào)進(jìn)行處理包括對控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu) 化；判斷是否檢測到R波；如果是，則輸出控制參數(shù)，并延遲T時(shí)間輸出啟動(dòng)命令，然后存儲(chǔ) 控制參數(shù)；如果否，則存儲(chǔ)控制參數(shù)。優(yōu)選的，所述對控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化包括根據(jù)數(shù)字指脈信號(hào)，確定由心臟收縮引發(fā) 的收縮波和由體外反搏引發(fā)的反搏波；計(jì)算收縮波和反搏波的峰值比及面積比；利用在線 優(yōu)化算法，動(dòng)態(tài)調(diào)整控制參數(shù)，使得優(yōu)化目標(biāo)最大化；對優(yōu)化所得的控制參數(shù)進(jìn)行上下邊界 檢驗(yàn)，若控制越界，則賦予對應(yīng)的邊界值。優(yōu)選的，檢測R波的步驟包括根據(jù)采樣率確定合適的差分階數(shù)At，按差分方 程計(jì)算心電數(shù)據(jù)的差分，對于首尾的幾個(gè)數(shù)據(jù)做清零處理；查找差分結(jié)果的最大值dmax，將 α dmax作為閾值dlim ；將差分結(jié)果同dlim相比較，若出現(xiàn)大于dlim的數(shù)據(jù)，則在此數(shù)據(jù)和此數(shù) 據(jù)后80ms的范圍內(nèi)查找最大值作為一次R波；在此R波后200ms處重復(fù)前一步驟，直至查 找完全部數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，a = 1/√2, △t = 5ts 8ts，其中ts為采樣周期。優(yōu)選的，所述對數(shù)字心電信號(hào)和數(shù)字指脈信號(hào)進(jìn)行處理還包括根據(jù)數(shù)字心電信 號(hào)自動(dòng)診斷心電圖相關(guān)疾??；接收診斷結(jié)果；判斷診斷結(jié)果是否異常；如果是，則顯示診斷 結(jié)果；如果否，則對控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。上述體外反搏控制系統(tǒng)和體外反搏控制方法通過采集使用者的心電信號(hào)和指脈 信號(hào)，并將心電信號(hào)和指脈信號(hào)轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)執(zhí)行裝置的電信號(hào)，簡便易行，因此很適于家庭 使用。


圖1是體外反搏控制系統(tǒng)的示意圖。
圖2是心電信號(hào)采集模塊的示意圖。
圖3是濾波模塊的示意圖。
圖4是優(yōu)化控制模塊的工作流程圖。
圖5是控制參數(shù)與心電圖信號(hào)的對應(yīng)關(guān)系示意圖。
圖6是指脈信號(hào)的收縮波和反搏波的示意圖。
圖7是R波檢測方法的示意圖。
圖8是延遲時(shí)間T的確定方法的示意圖。
圖9是數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10是控制模塊的示意圖。
圖11是執(zhí)行裝置在心臟收縮期的示意圖。
圖12是執(zhí)行裝置在心臟舒張期的示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1是體外反搏控制系統(tǒng)的示意圖。體外反搏控制系統(tǒng)包括心電信號(hào)采集模塊、 指脈信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理系統(tǒng)、控制模塊、人機(jī)交互模塊。信號(hào)處理系統(tǒng)包括濾波模塊、 智能診斷模塊、優(yōu)化控制模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)共享模塊。信號(hào)處理系統(tǒng)可以由計(jì)算機(jī) 或單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。
心電信號(hào)采集模塊的主要功能是獲取人體的心電信號(hào)，并經(jīng)過硬件信號(hào)處理和轉(zhuǎn) 換成數(shù)字信號(hào)，心電信號(hào)采集模塊的電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。心電信號(hào)采集模塊包括第一心 電采集電極、第二心電采集電極、第三心電采集電極、隔離電路、開關(guān)電路、運(yùn)算及放大電 路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。在實(shí)際使用時(shí)，第一、第二、第三心電采集電極分別放置于人體前胸、左 腹和右腹部位，或根據(jù)其他肢體導(dǎo)聯(lián)放置方法進(jìn)行放置。三個(gè)電極所采集到的人體表面電 位經(jīng)過隔離電路進(jìn)行隔離后，由運(yùn)算及放大電路轉(zhuǎn)換為0-5伏特之間的II導(dǎo)聯(lián)或者III導(dǎo) 聯(lián)心電信號(hào)，具體采取何種導(dǎo)聯(lián)可通過導(dǎo)聯(lián)選擇電路進(jìn)行切換選擇。運(yùn)算及放大電路的參 數(shù)要求是輸入阻抗> 2ΜΩ，共模抑制比> 80dB。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將放大后的心電信號(hào)轉(zhuǎn)換 為數(shù)字信號(hào)，并傳送至濾波模塊，采樣頻率應(yīng)大于200Hz。指脈信號(hào)采集模塊的主要功能是利用紅外無創(chuàng)血氧傳感器采集人手指的實(shí)時(shí)血 氧含量，利用血氧含量與血流量的正比關(guān)系獲取指脈信號(hào)，并經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后送入濾波模 塊，采樣頻率應(yīng)大于IOOHz。濾波模塊的主要功能是對心電信號(hào)和指脈信號(hào)進(jìn)行軟件濾波去噪。體表心電信號(hào) 十分微弱，其幅值范圍為IOuV 5mV，極易被噪聲信號(hào)干擾。這些噪聲信號(hào)包括接觸噪聲、 肌電信號(hào)、儀器噪聲以及工頻干擾。高性能的前端放大器將有助于提高噪聲抑制能力，同時(shí) 還需要進(jìn)行軟件濾波去噪。圖3是濾波模塊的示意圖。濾波模塊包括0. I-IOOHz帶通濾波 器、50Hz工頻陷波器、7點(diǎn)平滑濾波器。心電信號(hào)或指脈信號(hào)首先經(jīng)過0. I-IOOHz帶通濾波 器濾除低頻和高頻噪音。然后利用50Hz工頻陷波器消除工頻干擾。最后經(jīng)過7點(diǎn)平滑濾 波器消除波形上的毛刺。智能診斷模塊的主要功能是根據(jù)心電信號(hào)自動(dòng)診斷可能影響體外反搏正常工作 的相關(guān)疾病(例如心律不齊、心動(dòng)過速、心動(dòng)過緩、早搏等等)。優(yōu)化控制模塊的主要功能是優(yōu)化執(zhí)行裝置的操作參數(shù)，檢測R波信號(hào)，輸出控制 參數(shù)和啟動(dòng)命令。優(yōu)化控制模塊的工作流程如圖4所示。Sl 接收診斷結(jié)果。S2 判斷診斷結(jié)果是否異常；如果是，執(zhí)行S4 ；如果否，執(zhí)行S3。S3 判斷是否檢測到R波；如果是，執(zhí)行S5 ；如果否，執(zhí)行S7。S4:顯示診斷結(jié)果，然后執(zhí)行S7。S5 優(yōu)化控制參數(shù)。S6 發(fā)送控制參數(shù)，并延遲T時(shí)間發(fā)送啟動(dòng)命令。S7 存儲(chǔ)控制參數(shù)?？刂茀?shù)包括從R波出現(xiàn)到開始對腿部進(jìn)行加壓的延遲時(shí)間T_delay，從開始加 壓到完全釋放壓力的壓力保持時(shí)間T_ke印以及加壓壓力峰值P_peak。三個(gè)控制參數(shù)與心 電圖信號(hào)(ECG)的對應(yīng)關(guān)系如圖5所示。根據(jù)指脈信號(hào)、歷史控制參數(shù)優(yōu)化當(dāng)前的控制參數(shù)的方法為(1)根據(jù)指脈信號(hào)，確定由心臟收縮引發(fā)的收縮波ASB段和由體外反搏引發(fā)的反 搏波BDC段，如圖6所示。 (2)計(jì)算兩個(gè)波段的峰值比,
權(quán)利要求
1.一種體外反搏控制系統(tǒng)，其特征在于包括心電信號(hào)采集模塊、指脈信號(hào)采集模塊、 信號(hào)處理系統(tǒng)、控制模塊；所述心電信號(hào)采集模塊用于獲取心電信號(hào)，并將心電信號(hào)轉(zhuǎn)換為 數(shù)字心電信號(hào)；所述指脈信號(hào)采集模塊用于獲取指脈信號(hào)，并將指脈信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字指脈 信號(hào)；所述信號(hào)處理系統(tǒng)用于對數(shù)字心電信號(hào)和數(shù)字指脈信號(hào)進(jìn)行處理，輸出控制參數(shù)和 啟動(dòng)命令；所述控制模塊用于將控制參數(shù)和啟動(dòng)命令轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)執(zhí)行裝置的電信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體外反搏控制系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)處理系統(tǒng)是計(jì)算 機(jī)或單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體外反搏控制系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)處理系統(tǒng)包括濾 波模塊、智能診斷模塊、優(yōu)化控制模塊；所述濾波模塊用于對數(shù)字心電信號(hào)和數(shù)字指脈信號(hào) 進(jìn)行濾波去噪處理；所述智能診斷模塊用于根據(jù)數(shù)字心電信號(hào)自動(dòng)診斷心電圖相關(guān)疾?。?所述優(yōu)化控制模塊用于根據(jù)數(shù)字心電信號(hào)和數(shù)字指脈信號(hào)對控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，輸出控制 參數(shù)和啟動(dòng)命令。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的體外反搏控制系統(tǒng)，其特征在于所述濾波模塊包括 0. I-IOOHz帶通濾波器、50Hz工頻陷波器、7點(diǎn)平滑濾波器；數(shù)字心電信號(hào)和數(shù)字指脈信號(hào) 首先經(jīng)過0. I-IOOHz帶通濾波器濾除低頻和高頻噪音；然后利用50Hz工頻陷波器消除工頻 干擾；最后經(jīng)過7點(diǎn)平滑濾波器消除波形上的毛刺。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的體外反搏控制系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)處理系統(tǒng)還包括 數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊，所述數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊用于為每個(gè)使用者建立獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫，保存其每次使用 的相關(guān)數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的體外反搏控制系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)庫為樹形結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的體外反搏控制系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)處理系統(tǒng)還包括 數(shù)據(jù)共享模塊，所述數(shù)據(jù)共享模塊用于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)共享。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的體外反搏控制系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)共享模塊用于自 動(dòng)發(fā)送郵件和在網(wǎng)絡(luò)中共享所述數(shù)據(jù)庫。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體外反搏控制系統(tǒng)，其特征在于所述心電信號(hào)采集模塊包 括第一心電采集電極、第二心電采集電極、第三心電采集電極、隔離電路、導(dǎo)聯(lián)選擇電路、運(yùn) 算及放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；所述第一、第二、第三心電采集電極分別用于放置于人體前 胸、左腹和右腹部位；三個(gè)電極所采集到的人體表面電位經(jīng)過隔離電路進(jìn)行隔離后，在導(dǎo)聯(lián) 選擇電路的控制下由運(yùn)算及放大電路轉(zhuǎn)換為II導(dǎo)聯(lián)或者III導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 將II導(dǎo)聯(lián)或者III導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字心電信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體外反搏控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制模塊包括微控制 器、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；所述微控制器將控制參數(shù)和啟動(dòng)命令轉(zhuǎn)換為控 制信號(hào)；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行裝置工作；所述傳感器 檢測執(zhí)行裝置的工作情況，傳感器的檢測信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后作為反饋信號(hào)回送到微控制 器；所述微控制器根據(jù)反饋信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)整控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體外反搏控制系統(tǒng)，其特征在于還包括人機(jī)交互模塊，所 述人機(jī)交互模塊用于接收使用者發(fā)出的控制信號(hào)，將控制信號(hào)傳送至信號(hào)處理系統(tǒng)，從信 號(hào)處理系統(tǒng)讀取控制參數(shù)，顯示控制參數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的體外反搏控制系統(tǒng)，其特征在于所述人機(jī)交互模塊是手持式無線通訊設(shè)備，具有顯示屏和控制按鈕。
13.—種體外反搏控制方法，包括采集心電信號(hào)，并將心電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字心電信號(hào)； 采集指脈信號(hào)，并將指脈信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字指脈信號(hào)； 對數(shù)字心電信號(hào)和數(shù)字指脈信號(hào)進(jìn)行處理，輸出控制參數(shù)和啟動(dòng)命令； 將控制參數(shù)和啟動(dòng)命令轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)執(zhí)行裝置的電信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的體外反搏控制方法，其特征在于所述對數(shù)字心電信號(hào)和 數(shù)字指脈信號(hào)進(jìn)行處理包括對控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；判斷是否檢測到R波；如果是，則輸出控制參數(shù)，并延遲T時(shí)間輸出啟動(dòng)命令，然后存儲(chǔ) 控制參數(shù)；如果否，則存儲(chǔ)控制參數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的體外反搏控制方法，其特征在于所述對控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu) 化包括根據(jù)數(shù)字指脈信號(hào)，確定由心臟收縮引發(fā)的收縮波和由體外反搏引發(fā)的反搏波；計(jì)算收縮波和反搏波的峰值比及面積比；利用在線優(yōu)化算法，動(dòng)態(tài)調(diào)整控制參數(shù)，使得優(yōu)化目標(biāo)最大化；對優(yōu)化所得的控制參數(shù)進(jìn)行上下邊界檢驗(yàn)，若控制越界，則賦予對應(yīng)的邊界值。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的體外反搏控制方法，其特征在于檢測R波的步驟包括 根據(jù)采樣率確定合適的差分階數(shù)At，按差分方程計(jì)算心電數(shù)據(jù)的差分，對于首尾的幾個(gè)數(shù)據(jù)做清零處理；查找差分結(jié)果的最大值dmax，將α dmax作為閾值dlim ；將差分結(jié)果同dlim相比較，若出現(xiàn)大于dlim的數(shù)據(jù)，則在此數(shù)據(jù)和此數(shù)據(jù)后80ms的范圍 內(nèi)查找最大值作為一次R波；在此R波后200ms處重復(fù)前一步驟，直至查找完全部數(shù)據(jù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的體外反搏控制方法，其特征在于a= l/V^，At = 5ts 8ts，其中ts為采樣周期。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的體外反搏控制方法，其特征在于所述對數(shù)字心電信號(hào)和 數(shù)字指脈信號(hào)進(jìn)行處理還包括根據(jù)數(shù)字心電信號(hào)自動(dòng)診斷心電圖相關(guān)疾??； 接收診斷結(jié)果；判斷診斷結(jié)果是否異常；如果是，則顯示診斷結(jié)果；如果否，則對控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種體外反搏控制系統(tǒng)和一種體外反搏控制方法，所述體外反搏控制系統(tǒng)包括心電信號(hào)采集模塊、指脈信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理系統(tǒng)、控制模塊；所述心電信號(hào)采集模塊用于獲取心電信號(hào)，并將心電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字心電信號(hào)；所述指脈信號(hào)采集模塊用于獲取指脈信號(hào)，并將指脈信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字指脈信號(hào)；所述信號(hào)處理系統(tǒng)用于對數(shù)字心電信號(hào)和數(shù)字指脈信號(hào)進(jìn)行處理，輸出控制參數(shù)和啟動(dòng)命令；所述控制模塊用于將控制參數(shù)和啟動(dòng)命令轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)執(zhí)行裝置的電信號(hào)。所述體外反搏控制系統(tǒng)很適于家庭使用。
文檔編號(hào)A61H31/00GK102106778SQ200910238808
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者劉嘉, 劉小暢, 吳新宇, 張賓, 徐揚(yáng)生, 成竹, 閻鏡予, 黃家星 申請人:深圳先進(jìn)技術(shù)研究院