[发明专利]一种基于瞬时声音刺激的心脏功能评价方法

说明书

本发明公开了一种基于瞬时声音刺激的心脏功能评价方法，通过进行多次听觉刺激实验并记录刺激前及刺激过程中被测试者的心电信号，利用被测试者受到听觉刺激后，在短时间内会出现心率的暂时性下降，即RR间期的暂时性增加，对获取的心电信号进行预处理得到逐拍RR间期RR(n)；然后通过归一化方法，计算刺激后一段时间内的平均RR间期变化，得到被测试者在刺激后内RR间期平均增加量ΔRRI_in，从而根据测试者的心脏功能得到心脑耦合关系，本方法方便易行，适用面广，是评价心脏响应能力的一种有用方式，适用面广。

技术领域

本发明属于生物医学信号处理技术领域，旨在提出一种基于瞬时声音刺激的心脏功能评价方法。

背景技术

心脏是人体中极为重要的器官，它通过节律性收缩与舒张，推动血液在血管中按照一定的方向不停地循环流动，从而保证了机体内环境的相对恒定以及新陈代谢的正常进行，其功能失常会导致房颤、室性心律失常、心力衰竭的恶性心血管事件，进而导致患者其他脏器的缺氧受损甚至死亡。《2010年全球非传染性疾病现状报告》显示，在2008年有1730万人死于心血管疾病，占全球死亡总数的30％。预计到2030年，心血管疾病造成的死亡人数将增加至2330万人。

研究证实，心脏除了按照窦房结的基本节律跳动，同时也受到体液以及神经调节的作用，以适应机体及外界环境变化，上述方法正是忽略了心脏正确接受神经调节及适应环境的能力。

而在众多调节心脏的机制中，大脑无疑是最重要且也是最直接的一个。

事实上，脑和心脏之间通过众多的神经、激素和生物物理学机制进行实时交流以确保心脏的生理稳态，同时对各种外在刺激做出复杂的心血管和系统响应。基于紧密的耦合关系，脑(或心脏)结构和/或功能病变会引起心脏(或脑)活动失调。作为典型的脑-心交流通路，以脑干延髓作为基本调节中枢的自主神经系统对心脏活动的调控已被深入研究。然而，大脑皮层能够通过自主神经系统对心血管活动进行调控，高级中枢与心脏之间的关系(脑-心耦合)近来受到越来越多的关注。研究脑-心耦合有助于我们理解机体最重要的两大器官间的生理联系，以及更好地认识心律不齐、高血压、心衰等心脏相关疾病机理及其内在联系，从而制定出更有效的预防和治疗策略。

研究表明，外界刺激在高血压及其他心血管疾病的发病机理中扮演着极其重要的角色。应激状态会导致自主神经功能的急剧变化，引发心血管危险事件甚至猝死，尤其是对有心血管病史和手术史的高危人群。研究发现情绪压力和精神紧张是冠心病(CHD)猝死的一大诱发原因。关于心理应激对心血管疾病影响覆盖面非常广，包括基于个别疾病，基于群体的大事件(如地震等)以及关于慢性压力在流行病学领域的研究。情绪低落会引起心血管病人急性心梗，并且发怒后这种危险率会更高。有研究证实高度的愤怒会提高植入式心率除颤器病人室性心律失常的发生概率。除了针对有心脏疾病的患者的研究，亦有少数针对无冠心病，心脏正常的患者(例如先天性心室纤颤患者)的研究，发现心理应激与心脏骤停的猝死有重要关系。