[发明专利]一种胃排空参数和胃蠕动参数同步检测方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学信息提取和处理领域，特别涉及胃排空参数与胃蠕动参数的同步检测方法和装置。

背景技术

胃排空是一个复杂的过程，对固体和液体食物排空方式也不尽相同，容易受到多种因素，如神经调节、激素、进食量、酸碱度、食物的化学构成、食物的热值、情绪等的影响，其不同区域功能的控制和协调通过固有的和外源的神经及激素调节实现。胃排空的过程伴随着一系列的胃蠕动，胃蠕动对食物的消化和吸收至关重要，胃蠕动的情况直接影响胃排空的过程。胃排空和胃蠕动是胃动力过程的两个环节，两者相互依赖；胃排空和胃蠕动信息的同步提取有助于增强对胃动力功能的认识。

目前采用放射性核素法来同步测量胃蠕动和胃排空过程，但是因为核素法存在有害性、操作困难等问题，而不太被人们接受。发明专利CN96236620和CN 00202383等公开了一种胃动力检测装置，包括恒流源电路、信号调理电路、模/数转换器、计算机等实现胃运动信号的检测，这类发明利用胃排空时胃的形态、容积及其内容物组成情况的改变较大，电特性变化非常明显，表征胃内容物和容积状态的信号可以通过其相对应的胃阻抗变化获得的原理，检测出阻抗信号，但是其没有将排空信号与蠕动信号相结合进行测量分析，使得胃动力信息未得到充分利用，未能为胃动力学研究提供可靠的参考依据。

发明内容

为解决以上问题，本发明提出一种胃排空参数和胃蠕动参数同步检测方法和装置。

一种胃排空参数和胃蠕动参数同步检测方法，其特征在于将拾取的生物阻抗信号做高精度模数转换，一方面通过高精度模数转换数据生成拟合排空曲线，计算胃半排空时间，另一方面对高精度模数转换数据做小波分解和小波重构，计算胃蠕动信号特定参数。

所述拾取生物阻抗信号，由恒流激励源产生电流注入人体，通过电极拾取相应电压信号，通过放大和滤波等电路调理信号，完成生物阻抗信号的拾取。

所述对生物阻抗信号做高精度模数转换，是指对拾取的生物阻抗信号转换为数字信号，模数转换的采样频率为5Hz，高精度指采用24比特以上量化位数。

所述生成拟合排空曲线包括以下步骤：

(1)确定基础阻抗R0，是空腹检测时间内的阻抗平均值或者采样起点到饮水前时刻阻抗平均值；

(2)确定排空时间起点，饮水后达到的阻抗峰值Rm点为排空时间起点；

(3)确定排空终点T，以饮水后达到的阻抗值降为基础阻抗到基础阻抗1.5倍的任一时刻为排空终点，该时刻阻值为排空终点阻抗值R1；

(4)计算拟合排空曲线参数k，根据经验，拟合排空曲线表示为y(t)＝M×e^-kt，根据排空终点阻抗值R1、排空终点时间T和阻抗峰值Rm，计算出拟合排空曲线参数k；

其中，t为排空过间，0≤t≤T，y(t)是阻抗值，M是幅度，取值为饮水后达到的阻抗峰值

所述计算胃半排空时间，包括以下步骤：

(1)寻找快速排出相切线A，以阻抗峰值Rm与基线阻抗R0的差为单位，确定排空信号下降1/4单位和1/2单位的时间点，由峰值点结合以上两点确定一段圆弧，快速排出相切线A就是在峰值点的圆弧切线；

(2)寻找排空终端切线，由基础阻抗基线向后延展，与阻抗信号相交的交点为基点，连接阻抗峰值点和该点，形成的切线称为排空终值切线B；

(3)确定半排空时间，由快速排出相切线A和排空终值切线B得到其角平分线C，在角平分线C上，阻抗峰值与饮水前的基础阻抗值之差的一半时所对应的时间确定为半排空时间。

所述小波分解和小波重构的小波基可根据胃蠕动信号特点构造，也可以采用通用TDB4-DB7小波基；

对高精度模数转换数据做小波分解与重构后获得胃蠕动信号，提取胃蠕动节律和幅度信号并计算胃蠕动信号特定参数

所述的节律，每分钟胃蠕动次数，通过对蠕动信号周期计数获取。

所述的幅度，胃蠕动信号的强度，单位为电阻欧姆，从提取的蠕动信号的纵坐标数值直接获得。

所述胃蠕动信号特定参数，包括功率谱密度、变异系数IC等；

所述的功率谱密度，对胃蠕动信号做快速傅立叶变换后的数据，以一分钟为周期计算功率谱，获得时间上延续的动态谱；

X(K)＝FFT{x(n)}，K＝0，1，....，N-1

P(K)＝2*(X(K).*conj(X(K)))/N

其中，x(n)表示胃蠕动信号，X(k)表示快速傅立叶变换的离散频谱，N表示一分钟内信号点数，P(K)表示功率谱密度，conj表示复共轭运算；