專利名稱：一種心功能無創檢測系統及方法
技術領域：
本發明涉及生物醫學工程技術和信息處理技術領域，特別涉及一種心功能無創檢測系統及方法。
背景技術：
反映心動カ的血流動力學參數監測已用于臨床多年。血流動力學參數的監測，可以提供很多極有價值的參數信息，例如心臟泵血功能指標參數、心臟收縮功能指標參數、心血管功能指標參數等，這些心功能相關的指標參數對醫療和科研都具有重要的臨床意義。隨著臨床醫學的發展，各種血流動力學檢測方法應運而生。目前，血液動力學檢測的方法主要分為兩大類第一類為有創檢測方法，即傳統的檢測方法，主要有Swan-Ganz導管法、脈搏指示連續心排血量技木，但由于有創檢測法需要對患者進行有創數據檢測，不僅給患者帶來身體創傷，而且有創檢測的費用昂貴，對檢測人員的操作技術要求也比較高，還需要專業人員解釋臨床檢測數據，并且醫院從患者那里收取的費用往往遠低于心功能有創檢測成本，因此血液動力學有創檢測法的臨床應用很難普及；第二類為無創檢測法，包括ニ氧化碳心排量測定法、多普勒超聲法和胸阻抗法，其中胸阻抗法的ICG參數對心衰、高血壓、呼吸困難等病人具有很好的應用價值，可以讓醫生更準確診斷、控制風險，選擇最佳的臨床治療方案，改善病人預后，并且不會給患者帶來創痛，檢測成本也相對較低，特別是在有創法不能使用的場合，如危重患者、輕患者、導管禁忌患者和健康人，胸阻抗法是ー種理想的檢測方法。然而，國內目前根據胸阻抗法實現血液動力學無創檢測的檢測設備在臨床應用還很少，究其原因，是該方法的臨床檢測精度還不為廣大醫生所接受。因此，有必要對基于胸阻抗法的心功能無創檢測設備進ー步深入研究，提高其臨床應用精度，實現心功能無創檢測設備的廣泛應用。
發明內容
針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的在于提供一種心功能無創檢測系統，以降低心功能相關指標參數的檢測成本、提高心功能無創檢測檢測的臨床適用性，解決現有技術中血流動力學參數有創檢測成本高、臨床適用性差的問題，彌補國內目前尚未出現有效的心功能無創檢測相關設備的技術空缺。為實現上述目的，本發明采用了如下的技術手段
一種心功能無創檢測系統，包括中控計算機以及與中控計算機數據通信連接的心電信號采集模塊、心音信號采集模塊和胸阻抗采集模塊；
所述心電信號采集模塊用于采集被檢測對象的心電信號；
所述心音信號采集模塊用于采集被檢測對象的心音信號；
所述胸阻抗采集模塊用于采集被檢測對象的胸阻抗信號；
所述中控計算機中預設置有心電信號分析模型、心音信號分析模型、胸阻抗信號分析模型和心功能指標函數模型；所述心電信號分析模型用于對被檢測對象的心電信號進行分析，輸出相應的心電信號特征參數，所述心電信號特征參數包括心電信號中P點、Q點、R點、S點和T點的位置以及心率、P波寬度、QRS復合波寬度、T波寬度、RR間期、PR間期、ST間期和QT間期；所述心音信號分析模型用于對被檢測對象的心音信號進行分析，輸出相應的心音信號特征參數,所述心音信號特征參數包括第一心音、第二心音、第三心音和第四心音的寬度和幅值；所述胸阻抗信號分析模型用于對被檢測對象的胸阻抗信號進行分析，輸出相應的胸阻抗信號特征參數，所述胸阻抗信號特征參數包括胸阻抗信號中A點、B點、C點、X點和O點的位置；所述心功能指標函數模型用于根據所述心電信號特征參數、心音信號特征參數和胸阻抗信號特征參數分析得到相應的心臟泵血功能、心臟收縮功能以及心血管功能的指標參數；所述中控計算機能夠通過與之數據通信連接的心電信號采集模塊、心音信號采集模塊和胸阻抗采集模塊同步采集被檢測對象的心電信號、心音信號和胸阻抗信號，將同步采集的心電信號、心音信號和胸阻抗信號分別作為心電信號分析模型、心音信號分析模型和胸阻抗信號分析模型的輸入，再將心電信號分析模型、心音信號分析模型和胸阻抗信號分析模型輸出的心電信號特征參數、心音信號特征參數和胸阻抗信號特征參數作為心功能指標函數模型的輸入，得到被檢測對象的心臟泵血功能、心臟收縮功能以及心血管 功能的指標參數，并實時顯示。上述的心功能無創檢測系統中，作為ー種可選擇方案，所述胸阻抗采集模塊主要由控制電路、激勵電流發生電路、激勵段隔離電路、四個激勵電極、四個采集電極、采集段隔離電路和放大調理電路構成；所述控制電路與激勵電流發生電路電連接，并與中控計算機進行數據通信連接，控制電路用于接收來自中控計算機的胸阻抗采集控制信號，并根據胸阻抗采集控制信號控制激勵電流發生電路產生刺激電流；所述激勵電流發生電路還通過激勵段隔離電路與四個激勵電極電連接，用于在控制電路的控制下產生刺激電流并通過四個激勵電極作用于人體；所述四個采集電極中的兩個采集電極用于設置在人體胸部劍突處，另兩個采集電極用于設置在人體頸根部兩側，以采集刺激電流作用于人體后的電壓信號；所述四個激勵電極中的兩個激勵電極用于分別設置在人體胸部劍突處兩個采集電極設置位置的下方3cm處，另兩個激勵電極用于分別設置在人體頸根部兩側兩個采集電極設置位置的上方3cm處；放大調理電路通過采集段隔離電路與四個采集電極電連接，并與中控計算機進行數據通信連接，放大調理電路能夠將四個采集電極采集的電壓信號放大后轉換處理為胸阻抗信號并輸出至中控計算機。上述的心功能無創檢測系統中，作為進ー步改進方案，所述中控計算機中還預設置有樣本個體信息數據庫和個體補償函數模型，所述個體信息數據庫用于存儲錄入的被檢測對象的個體信息，所述個體補償函數模型用于記錄心臟泵血功能指標參數、心臟收縮功能指標參數和心血管功能指標參數的補償值與被檢測對象的個體信息的函數映射關系；中控計算機能夠將被檢測對象的個體信息作為個體補償函數的輸入而得到心臟泵血功能指標參數、心臟收縮功能指標參數和心血管功能指標參數的補償值，利用所述補償值分別對相應被檢測對象的心臟泵血功能指標參數、心臟收縮功能指標參數和心血管功能指標參數進行補償修正，得到修正的被檢測對象的心臟泵血功能、心臟收縮功能以及心血管功能的指標參數，并實時顯示。相應地，本發明還提供了ー種心功能無創檢測方法，為此本發明采用了如下的技術手段ー種心功能無創檢測方法，具體包括以下步驟
A)在中控計算機中預先設置心電信號分析模型、心音信號分析模型、胸阻抗信號分析模型和心功能指標函數模型；所述心電信號分析模型用于對被檢測對象的心電信號進行分析，輸出相應的心電信號特征參數，所述心電信號特征參數包括心電信號中P點、Q點、R點、S點和T點的位置以及心率、P波寬度、QRS復合波寬度、T波寬度、RR間期、PR間期、ST間期和QT間期；所述心音信號分析模型用于對被檢測對象的心音信號進行分析，輸出相應的心音信號特征參數,所述心音信號特征參數包括第一心音、第二心音、第三心音和第四心音的寬度和幅值；所述胸阻抗信號分析模型用于對被檢測對象的胸阻抗信號進行分析，輸出相應的胸阻抗信號特征參數，所述胸阻抗信號特征參數包括胸阻抗信號中A點、B點、C點、X點和O點的位置；所述心功能指標函數模型用于根據所述心電信號特征參數、心音信號特征參數和胸阻抗信號特征參數分析得到相應的心臟泵血功能、心臟收縮功能以及心血管功能的指標參數；
B)通過與中控計算機數據通信連接的心電信號采集模塊、心音信號采集模塊和胸阻抗采集模塊同步采集被檢測對象的心電信號、心音信號和胸阻抗信號并傳輸至中控計算機；
C)中控計算機將同步采集的心電信號、心音信號和胸阻抗信號分別作為心電信號分析模型、心音信號分析模型和胸阻抗信號分析模型的輸入，再將心電信號分析模型、心音信號分析模型和胸阻抗信號分析模型輸出的心電信號特征參數、心音信號特征參數和胸阻抗信號特征參數作為心功能指標函數模型的輸入，得到被檢測對象的心臟泵血功能、心臟收縮功能以及心血管功能的指標參數，并實時顯示。上述的心功能無創檢測方法中，作為進ー步改進方案，在所述步驟A)中，在中控計算機中還預先設置有樣本個體信息數據庫和個體補償函數模型，所述個體信息數據庫用于存儲錄入的被檢測對象的個體信息，所述個體補償函數模型用于記錄心臟泵血功能指標參數、心臟收縮功能指標參數和心血管功能指標參數的補償值與被檢測對象的個體信息的函數映射關系；在所述步驟C)中，中控計算機解析得到被檢測對象的心臟泵血功能、心臟收縮功能以及心血管功能的指標參數后，還將被檢測對象的個體信息作為個體補償函數的輸入而得到心臟泵血功能指標參數、心臟收縮功能指標參數和心血管功能指標參數的補償值，利用所述補償值分別對相應被檢測對象的心臟泵血功能指標參數、心臟收縮功能指標參數和心血管功能指標參數進行補償修正，得到修正的被檢測對象的心臟泵血功能、心臟收縮功能以及心血管功能的指標參數，并實時顯示。相比現有技術，本發明具有如下有益效果
I、本發明的心功能無創檢測系統利用多種信號參數采集模塊，實現不同生理、病理信號的同步采集，在現有成熟的胸阻抗法基礎上，提高了心功能無創檢測綜合性和合理性，從而使本發明心功能無創檢測系統具有較高的檢測精度，提高了其臨床適用性，彌補了國內目前尚未出現有效的心功能無創檢測相關設備的技術空缺。2、本發明的心功能無創檢測系統可采用技術成熟的計算技術和電路模塊技術構建而成，結構簡單、成本低、構建方便，大大降低了其檢測成本以及臨床應用難度。3、本發明的心功能無創檢測系統以計算機為心功能檢測結果的處理核心，可以實現被檢測對象數據的存儲，心功能檢測結果的顯示、打印等功能，并且可以構建數據庫管理系統(例如HIS系統)進行管理，還可以通過聯網與醫院信息系統共享數據或者實現遠程檢測和會診，具有很好的應用前景。4、本發明的心功能無創檢測方法采用了基于多參數的分析模型獲得多種心功能相關指標參數，使得無創獲得的心功能檢測結果更全面反映心功能隨多種生理、病理信號參數的變化情況，避免了單ー參數心功能無創檢測方法檢測結果不穩定的缺陷。5、作為進一歩的改進方案，本發明的心功能無創檢測方法還引入個體補償函數模型，以通過被檢測對象的個體信息得到心功能相關指標參數的補償值，對被檢測對象的心功能檢測結果進行補償修正，進ー步彌補了個體差異對心功能檢測結果的影響，使得該方法具有更好的臨床適用性和魯棒性。
圖I為本發明心功能無創檢測系統的結構框 圖2為本發明心功能無創檢測方法的流程框 圖3為本發明心功能無創檢測方法改進方案的流程框圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案作進ー步說明
如圖I所示，本發明的心功能無創檢測系統主要由中控計算機以及與中控計算機數據通信連接的多種信號參數采集模塊構成，利用這些信號參數采集模塊實現不同生理、病理信號的同步采集；這些信號參數采集模塊包括心電信號采集模塊、心音信號采集模塊和胸阻抗采集模塊，用于分別采集心電信號、心音信號和胸阻抗信號并傳輸至中控計算機，通過中控計算的綜合處理，由心電信號、心音信號和胸阻抗信號得到相關的生理、病理特征參數，進而得到心功能相關的指標參數，并加以實時顯示。心電信號采集模塊主要由三導聯心電電極和心電信號放大電路構成，用于采集心電信號；其電路構成與市面上心電信號檢測儀信號采集部分的電路結構基本相同，屬于技術成熟的電路結構。心音信號米集模塊主要由心音傳感器和心音信號放大電路構成，用于米集心音信號。實際應用中所用的心音傳感器和心音信號放大電路，可以是應用成熟的心音傳感器產品和信號放大電路模塊。胸阻抗采集模塊采用自制電路實現，用于采集患者胸阻抗信號；胸阻抗采集模塊主要由控制電路、激勵電流發生電路、激勵段隔離電路、四個激勵電極、四個采集電極、采集段隔離電路和放大調理電路構成；控制電路與激勵電流發生電路電連接，并與中控計算機進行數據通信連接，控制電路用于接收來自中控計算機的胸阻抗采集控制信號，并根據胸阻抗采集控制信號控制激勵電流發生電路產生刺激電流，刺激電流通常為40KHz 120KHz、幅值小于/等于4mA的微弱電流；激勵電流發生電路還通過激勵段隔離電路與四個激勵電極電連接，用于在控制電路的控制下產生刺激電流并通過四個激勵電極作用于人體；四個采集電極中的兩個采集電極用于設置在人體胸部劍突處，另兩個采集電極用于設置在人體頸根部兩側，以采集刺激電流作用于人體后的電壓信號；所述四個激勵電極中的兩個激勵電極用于分別設置在人體胸部劍突處兩個采集電極設置位置的下方3cm處，另兩個激勵電極用于分別設置在人體頸根部兩側兩個采集電極設置位置的上方3cm處；放大調理電路通過采集段隔離電路與四個采集電極電連接，并與中控計算機進行數據通信連接，放大調理電路能夠將四個采集電極采集的電壓信號放大后轉換處理為胸阻抗信號并輸出至中控計算機。中控計算機中預設置有心電信號分析模型、心音信號分析模型、胸阻抗信號分析模型和心功能指標函數模型；心電信號分析模型用于對被檢測對象的心電信號進行分析，輸出相應的心電信號特征參數，所述心電信號特征參數包括心電信號中P點、Q點、R點、S點和T點的位 置以及心率、P波寬度、QRS復合波寬度、T波寬度、RR間期、PR間期、ST間期和QT間期；心音信號分析模型用于對被檢測對象的心音信號進行分析，輸出相應的心音信號特征參數，所述心音信號特征參數包括第一心音、第二心音、第三心音和第四心音的寬度和幅值；胸阻抗信號分析模型用于對被檢測對象的胸阻抗信號進行分析，輸出相應的胸阻抗信號特征參數，所述胸阻抗信號特征參數包括胸阻抗信號中A點、B點、C點、X點和O點的位置；對胸阻抗信號進行分析吋，還可以以心電信號中Q點位置作為參考點，結合心音信號中第一心音和第二心音的幅值最大值對胸阻抗信號中A點、B點、C點、X點和O點的位置進行輔助定位，以進ー步提高A點、B點、C點、X點和O點的位置定位精確度；上述這些心電信號特征參數、心音信號特征參數、胸阻抗信號特征參數在醫學領域的相關文獻和教材中都有明確的定義，本文不再對其具體醫學含義進行重復解釋；心功能指標函數模型用于根據所述心電信號特征參數、心音信號特征參數和胸阻抗信號特征參數分析得到相應的心臟泵血功能、心臟收縮功能以及心血管功能的指標參數；中控計算機能夠通過與之數據通信連接的心電信號采集模塊、心音信號采集模塊和胸阻抗采集模塊同步采集被檢測對象的心電信號、心音信號和胸阻抗信號，將同步采集的心電信號、心音信號和胸阻抗信號分別作為心電信號分析模型、心音信號分析模型和胸阻抗信號分析模型的輸入，再將心電信號分析模型、心音信號分析模型和胸阻抗信號分析模型輸出的心電信號特征參數、心音信號特征參數和胸阻抗信號特征參數作為心功能指標函數模型的輸入，得到被檢測對象的心臟泵血功能、心臟收縮功能以及心血管功能的指標參數，并實時顯示。中控計算機的電路設計可以完全采用現有個人計算機的電路設計方案，若為了控制成本，也可以采用ARM處理器、DSP處理器等為核心的嵌入式設計方案；中控計算機上可以安裝多通道數據采集卡作為多通道數據接ロ，以便于同步采集多種信號數據。由此可見，本發明的心功能無創檢測系統可采用技術成熟的計算技術和電路模塊技術構建而成，結構簡單、成本低、構建方便，大大降低了其檢測成本以及臨床應用難度。本發明的心功能無創檢測系統利用多種信號參數采集模塊，實現不同生理、病理信號的同步采集，在現有成熟的胸阻抗法基礎上，提高了心功能無創檢測綜合性和合理性，從而使本發明心功能無創檢測系統具有較高的檢測精度，提高了其臨床適用性，彌補了國內目前尚未出現有效的心功能無創檢測相關設備的技術空缺；不僅如此，本發明的心功能無創檢測系統以計算機為心功能檢測結果的處理核心，并結合現有的計算機技術和網絡技術，通過對系統的進ー步編程設計，能夠實現被檢測對象數據的存儲，心功能檢測結果的顯示、打印等功能，并且可以構建數據庫管理系統(HIS系統)進行管理，還可以通過聯網與醫院信息系統共享數據或者實現遠程檢測和會診，具有很好的應用前景。采用上述的心功能無創檢測系統，即可實現本發明的心功能無創檢測方法，其流程如圖2所示，具體步驟如下A)在中控計算機中預先設置心電信號分析模型、心音信號分析模型、胸阻抗信號分析模型和心功能指標函數模型；所述心電信號分析模型用于對被檢測對象的心電信號進行分析，輸出相應的心電信號特征參數，所述心電信號特征參數包括心電信號中P點、Q點、R點、S點和T點的位置以及心率、P波寬度、QRS復合波寬度、T波寬度、RR間期、PR間期、ST間期和QT間期；所述心音信號分析模型用于對被檢測對象的心音信號進行分析，輸出相應的心音信號特征參數,所述心音信號特征參數包括第一心音、第二心音、第三心音和第四心音的寬度和幅值；所述胸阻抗信號分析模型用于對被檢測對象的胸阻抗信號進行分析，輸出相應的胸阻抗信號特征參數，所述胸阻抗信號特征參數包括胸阻抗信號中A點、B點、C點、X點和O點的位置；所述心功能指標函數模型用于根據所述心電信號特征參數、心音信號特征參數和胸阻抗信號特征參數分析得到相應的心臟泵血功能、心臟收縮功能以及心血管功能的指標參數；、 B)通過與中控計算機數據通信連接的心電信號采集模塊、心音信號采集模塊和胸阻抗采集模塊同步采集被檢測對象的心電信號、心音信號和胸阻抗信號并傳輸至中控計算機；
C)中控計算機將同步采集的心電信號、心音信號和胸阻抗信號分別作為心電信號分析模型、心音信號分析模型和胸阻抗信號分析模型的輸入，再將心電信號分析模型、心音信號分析模型和胸阻抗信號分析模型輸出的心電信號特征參數、心音信號特征參數和胸阻抗信號特征參數作為心功能指標函數模型的輸入，得到被檢測對象的心臟泵血功能、心臟收縮功能以及心血管功能的指標參數，并實時顯示。上述心功能無創檢測方法中，中控計算機的處理功能可以利用Visual C++6. O編程語言實現，編程得到的處理功能軟件在Windows、Linux等操作系統平臺上運行工作，以適應不同的客戶需要。中控計算機的功能處理軟件中，可以專門針對上述同步采集的這些生理、病理信號構建ー個同步數據記錄模塊，實現對這些生理、病理信號的同步記錄和統ー管理；同時，可以專門針對心功能相關指標參數檢測結果的顯示構建ー個心功能檢測結果顯示界面，對檢測得到的心功能相關指標參數檢測結果以及相關信號特征參數進行顯示。系統中的心電信號分析模型、心音信號分析模型和胸阻抗信號分析模型，用于分別分析得出心電信號特征參數、心音信號特征參數和胸阻抗信號特征參數，因此可以根據這些特征參數在各自信號中的數據特征，利用現有的數字信號分析識別技術和數學建模技術加以建立。而對于系統中的心功能指標函數模型，則可以選擇適宜的患者群作為訓練樣本對象，從病理學和生物力學角度出發，利用心電信號采集模塊、心音信號采集模塊和胸阻抗采集模塊采集訓練樣本對象的心電信號、心音信號和胸阻抗信號，同時利用與中控計算機數據通信連接的有創心功能監測儀同步采集訓練樣本對象實際的心功能相關指標參數檢測結果，由于心電信號特征參數、心音信號特征參數和胸阻抗信號特征參數與心功能有較密切的聯系，因此，通過數據挖掘和分析識別，提取出不同病癥的訓練樣本對象的心電信號特征參數、心音信號特征參數和胸阻抗信號特征參數的變化分別與心功能相關指標參數的變化之間的相關關系，即可根據特征參數確定相應的心功能相關指標參數，再通過數學建模得到心功能指標函數模型；訓練建立心功能指標函數模型的過程中，之所以選用有創心功能監測儀采集訓練樣本對象的心功能相關指標參數檢測結果，是因為相比于現有的無創心功能檢測法，現有的有創心功能監測儀更能夠準確地檢測訓練樣本對象的真實的心功能變化情況，避免建模中數據的偏差給系統帶來不可彌補的運算偏差，以保證心功能無創檢測的準確性。得到心電信號分析模型、心音信號分析模型、胸阻抗信號分析模型和心功能指標函數模型后，對于待測心功能的患者，則無需再進行有創心功能檢測，而是通過檢測患者的心電信號、心音信號和胸阻抗信號，借助心電信號分析模型、心音信號分析模型、胸阻抗信號分析模型以及心功能指標函數模型進行多參數、多方位的綜合運算處理，即到相應的心功能相關指標參數檢測結果；由于心電信號、心音信號和胸阻抗信號的檢測都是無創的，從而實現了對心功能的無創檢測，同時，由于該檢測方法綜合考慮了多種引起心功能變化的生理、病理信號參數，因而本發明的心功能無創檢測方法具有了更高的臨床檢測精度。作為進一步的改進方案，在中控計算機的處理功能軟件中，還還預設置有樣本個體信息數據庫和個體補償函數模型，個體信息數據庫用于存儲錄入的被檢測對象的個體信息，個體補償函數模型用于記錄心臟泵血功能指標參數、心臟收縮功能指標參數和心血管功能指標參數的補償值與被檢測對象的個體信息的函數映射關系；該改進方案的心功能無創檢測方法流程如圖3所示，在前述心功能無創檢測步驟A) ^C)的基礎上，在所述步驟A)中，在中控計算機中還預先設置有樣本個體信息數據庫和個體補償函數模型；在所述步驟C)中，中控計算機解析得到被檢測對象的心臟泵血功能、心臟收縮功能以及心血管功能的指標參數后，還將被檢測對象的個體信息作為個體補償函數的輸入而得到心臟泵血功能指標參數、心臟收縮功能指標參數和心血管功能指標參數的補償值，利用所述補償值分別對相應被檢測對象的心臟泵血功能指標參數、心臟收縮功能指標參數和心血管功能指標參數進行補償修正，得到修正的被檢測對象的心臟泵血功能、心臟收縮功能以及心血管功能的指標參數，并實時顯示。被檢測對象的個體信息可以包括被檢測對象的性別、年齡、身高、體重、臨床病癥、生理指標等信息中的一種或幾種信息，可根據實際臨床需要進行確定。個體補償函數模型可以借助長期的臨床檢測、診斷數據，憑借經驗分析不同個體信息對心功能相關指標參數變化的影響而得到，用以進一步彌補個體差異對心功能檢測結果的影響，使得該心功能無創檢測方法具有更好的臨床適用性和魯棒性。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較 佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種心功能無創檢測系統，其特征在于，包括中控計算機以及與中控計算機數據通信連接的心電信號采集模塊、心音信號采集模塊和胸阻抗采集模塊； 所述心電信號采集模塊用于采集被檢測對象的心電信號； 所述心音信號采集模塊用于采集被檢測對象的心音信號； 所述胸阻抗采集模塊用于采集被檢測對象的胸阻抗信號； 所述中控計算機中預設置有心電信號分析模型、心音信號分析模型、胸阻抗信號分析模型和心功能指標函數模型；所述心電信號分析模型用于對被檢測對象的心電信號進行分析，輸出相應的心電信號特征參數，所述心電信號特征參數包括心電信號中P點、Q點、R點、S點和T點的位置以及心率、P波寬度、QRS復合波寬度、T波寬度、RR間期、PR間期、ST間期和QT間期；所述心音信號分析模型用于對被檢測對象的心音信號進行分析，輸出相應的心音信號特征參數,所述心音信號特征參數包括第一心音、第二心音、第三心音和第四心音的寬度和幅值；所述胸阻抗信號分析模型用于對被檢測對象的胸阻抗信號進行分析，輸出相應的胸阻抗信號特征參數，所述胸阻抗信號特征參數包括胸阻抗信號中A點、B點、C點、X點和O點的位置；所述心功能指標函數模型用于根據所述心電信號特征參數、心音信號特征參數和胸阻抗信號特征參數分析得到相應的心臟泵血功能、心臟收縮功能以及心血管功能的指標參數；所述中控計算機能夠通過與之數據通信連接的心電信號采集模塊、心音信號采集模塊和胸阻抗采集模塊同步采集被檢測對象的心電信號、心音信號和胸阻抗信號，將同步采集的心電信號、心音信號和胸阻抗信號分別作為心電信號分析模型、心音信號分析模型和胸阻抗信號分析模型的輸入，再將心電信號分析模型、心音信號分析模型和胸阻抗信號分析模型輸出的心電信號特征參數、心音信號特征參數和胸阻抗信號特征參數作為心功能指標函數模型的輸入，得到被檢測對象的心臟泵血功能、心臟收縮功能以及心血管功能的指標參數，并實時顯示。
2.根據權利要求I所述的心功能無創檢測系統，其特征在于，所述胸阻抗采集模塊主要由控制電路、激勵電流發生電路、激勵段隔離電路、四個激勵電極、四個采集電極、采集段隔離電路和放大調理電路構成；所述控制電路與激勵電流發生電路電連接，并與中控計算機進行數據通信連接，控制電路用于接收來自中控計算機的胸阻抗采集控制信號，并根據胸阻抗采集控制信號控制激勵電流發生電路產生刺激電流；所述激勵電流發生電路還通過激勵段隔離電路與四個激勵電極電連接，用于在控制電路的控制下產生刺激電流并通過四個激勵電極作用于人體；所述四個采集電極中的兩個采集電極用于設置在人體胸部劍突處，另兩個采集電極用于設置在人體頸根部兩側，以采集刺激電流作用于人體后的電壓信號；所述四個激勵電極中的兩個激勵電極用于分別設置在人體胸部劍突處兩個采集電極設置位置的下方3cm處，另兩個激勵電極用于分別設置在人體頸根部兩側兩個采集電極設置位置的上方3cm處；放大調理電路通過采集段隔離電路與四個采集電極電連接，并與中控計算機進行數據通信連接，放大調理電路能夠將四個采集電極采集的電壓信號放大后轉換處理為胸阻抗信號并輸出至中控計算機。
3.根據權利要求I所述的心功能無創檢測系統，其特征在于，所述中控計算機中還預設置有樣本個體信息數據庫和個體補償函數模型，所述個體信息數據庫用于存儲錄入的被檢測對象的個體信息，所述個體補償函數模型用于記錄心臟泵血功能指標參數、心臟收縮功能指標參數和心血管功能指標參數的補償值與被檢測對象的個體信息的函數映射關系；中控計算機能夠將被檢測對象的個體信息作為個體補償函數的輸入而得到心臟泵血功能指標參數、心臟收縮功能指標參數和心血管功能指標參數的補償值，利用所述補償值分別對相應被檢測對象的心臟泵血功能指標參數、心臟收縮功能指標參數和心血管功能指標參數進行補償修正，得到修正的被檢測對象的心臟泵血功能、心臟收縮功能以及心血管功能的指標參數，并實時顯示。
4.一種心功能無創檢測方法，其特征在于，具體包括以下步驟 A)在中控計算機中預先設置心電信號分析模型、心音信號分析模型、胸阻抗信號分析模型和心功能指標函數模型；所述心電信號分析模型用于對被檢測對象的心電信號進行分析，輸出相應的心電信號特征參數，所述心電信號特征參數包括心電信號中P點、Q點、R點、S點和T點的位置以及心率、P波寬度、QRS復合波寬度、T波寬度、RR間期、PR間期、ST間期和QT間期；所述心音信號分析模型用于對被檢測對象的心音信號進行分析，輸出相應的心音信號特征參數,所述心音信號特征參數包括第一心音、第二心音、第三心音和第四心音的寬度和幅值；所述胸阻抗信號分析模型用于對被檢測對象的胸阻抗信號進行分析，輸出相應的胸阻抗信號特征參數，所述胸阻抗信號特征參數包括胸阻抗信號中A點、B點、C點、X點和O點的位置；所述心功能指標函數模型用于根據所述心電信號特征參數、心音信號特征參數和胸阻抗信號特征參數分析得到相應的心臟泵血功能、心臟收縮功能以及心血管功能的指標參數； B)通過與中控計算機數據通信連接的心電信號采集模塊、心音信號采集模塊和胸阻抗采集模塊同步采集被檢測對象的心電信號、心音信號和胸阻抗信號并傳輸至中控計算機； C)中控計算機將同步采集的心電信號、心音信號和胸阻抗信號分別作為心電信號分析模型、心音信號分析模型和胸阻抗信號分析模型的輸入，再將心電信號分析模型、心音信號分析模型和胸阻抗信號分析模型輸出的心電信號特征參數、心音信號特征參數和胸阻抗信號特征參數作為心功能指標函數模型的輸入，得到被檢測對象的心臟泵血功能、心臟收縮功 能以及心血管功能的指標參數，并實時顯示。
5.根據權利要求4所述的心功能無創檢測方法，其特征在于，在所述步驟A)中，在中控計算機中還預先設置有樣本個體信息數據庫和個體補償函數模型，所述個體信息數據庫用于存儲錄入的被檢測對象的個體信息，所述個體補償函數模型用于記錄心臟泵血功能指標參數、心臟收縮功能指標參數和心血管功能指標參數的補償值與被檢測對象的個體信息的函數映射關系；在所述步驟C)中，中控計算機解析得到得到被檢測對象的心臟泵血功能、心臟收縮功能以及心血管功能的指標參數后，還將被檢測對象的個體信息作為個體補償函數的輸入而得到心臟泵血功能指標參數、心臟收縮功能指標參數和心血管功能指標參數的補償值，利用所述補償值分別對相應被檢測對象的心臟泵血功能指標參數、心臟收縮功能指標參數和心血管功能指標參數進行補償修正，得到修正的被檢測對象的心臟泵血功能、心臟收縮功能以及心血管功能的指標參數，并實時顯示。
全文摘要
本發明提供一種心功能無創檢測系統及方法，該心功能無創檢測系統主要由中控計算機以及與中控計算機數據通信連接的心電信號采集模塊、心音信號采集模塊和胸阻抗采集模塊構成，以分別采集心電信號、心音信號和胸阻抗信號；在心功能無創檢測處理過程中，通過中控計算的綜合處理，由心電信號、心音信號和胸阻抗信號得到相關的生理、病理特征參數，進而得到心功能相關的指標參數，并加以實時顯示。本發明的心功能無創檢測系統及方法具有較高的檢測精度，提高了其臨床適用性，彌補了國內目前尚未出現有效的心功能無創檢測相關設備的技術空缺；并且結合現有的計算機技術和網絡技術能夠實現豐富的操作和遠程功能，具有很好的應用前景。
文檔編號A61B5/053GK102657525SQ20121014569
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月11日 優先權日2012年5月11日
發明者季忠 申請人:季忠