[发明专利]不受睡眠姿势影响的胸部呼吸信号采集方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及医疗监测技术领域，尤其是涉及一种不受睡眠姿势影响的胸部呼吸信号采集方法及系统。

背景技术

目前，临床上经常使用如强迫动态肺量测定法，受迫振荡，断续器技术来获得呼吸道的力学参数。这些方法所需要的设备不仅笨重不易移动而且还需要患者积极耐心的合作。标准多导睡眠图仪却只能在睡眠实验室中使用，这极大地限制了它的普及应用。呼吸流量计是用来测量呼吸流速信号的金标准，但由于它测量时需要用到鼻夹或呼吸面罩来防止漏气，这易于给患者造成失眠或不适。此外，呼吸测量热敏元件也是一个受欢迎的测量呼吸信号的工具，但它在定量测量上仍然是不可靠的。胸阻抗容积描记术，是一种方便的呼吸监测技术，自从上个世纪中叶以来一直被使用。然而，最近的研究发现，它在监测睡眠障碍上有一些缺点。Brouillette等报道了当使用胸阻抗容积描记术时一些典型的干扰，比如由心脏诱发的变异性等。此外，Larsen等指出，身体的小幅运动也会极大地干扰呼吸监测。因此,监测呼吸状况的问题之一是如何精确测量呼吸信号而不会给病人造成不适。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种技术简单易行，测量准确的不受睡眠姿势影响的胸部呼吸信号采集方法及系统。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述的不受睡眠姿势影响的胸部呼吸信号采集方法，其特点是包括如下步骤：

S1、分别采集受试者在仰卧、左侧卧和右侧卧姿势下其胸部的电阻抗信号和BIOPAC TSD117测得的呼吸流速信号；

S2、对采集到的仰卧、左侧卧和右侧卧姿势下受试者胸部的电阻抗信号进行模数转换，分别获得仰卧、左侧卧和右侧卧时受试者胸部的电阻抗数字信号；

S3、根据获得的仰卧、左侧卧和右侧卧时受试者胸部的电阻抗数字信号及呼吸流速信号，分别提取参考特征值；

S4、根据获得的参考特征值，对所述受试者在不同睡眠姿势下采集到的胸部呼吸信号进行校准。

其中，上述步骤S1的具体操作方法如下：

S11、在左右乳头的连线与左侧腋中线的交点处的上下两端分别固定激励电极和测量电极的正极，同时在左右乳头的连线与右侧腋中线的交点处的上下两端分别固定激励电极和测量电极的负极；

S12、在受试者处于仰卧姿势下时，用鼻夹夹紧鼻子，然后通过BIOPAC TSD117测得受试者在不同睡眠姿势下的呼吸流速信号，同时通过激励电极向受试者输入激励电流；

S13、根据激励电流及测量电压，按照欧姆定律计算出受试者在不同睡眠姿势下其胸部的电阻抗信号。

上述步骤S3的具体操作方法如下：

S31、根据获得的仰卧时受试者胸部的电阻抗数字信号IP_DD及呼吸流速信号PNT_DD，左侧卧时受试者胸部的电阻抗数字信号IP_LD及呼吸流速信号PNT_LD，右侧卧时受试者胸部的电阻抗数字信号IP_RD及呼吸流速信号PNT_RD，用滤波器滤波后均值为零，然后根据                                               分别计算得到不同睡眠姿势下的呼吸容积信号VPNT_DD，VPNT_LD，VPNT_RD；

S32、根据仰卧时受试者胸部的电阻抗数字信号IP_DD及呼吸容积信号VPNT_DD，左侧卧时受试者胸部的电阻抗数字信号IP_LD及呼吸容积信号VPNT_LD，右侧卧时受试者胸部的电阻抗数字信号IP_RD及呼吸容积信号VPNT_RD，分别做线性回归分析记为：y₁=k₁x₁+b₁，y₂=k₂x₂+b₂，y₃=k₃x₃+b₃，然后把k₁作为第一参考特征值，k₂作为第二参考特征值，k₃作为第三参考特征值。