[发明专利]一种心输出量的无创监测系统

权利要求书

1.一种心输出量的无创监测系统，其特征在于：包括数据采集控制模块、无创式外周动脉血压测量模块、波形筛选模块、数据预处理模块、心输出量计算模块与数据显示模块；所述数据采集控制模块用于对数据采集与数据传输过程进行控制；

所述无创式外周动脉血压测量模块用于在数据采集控制模块的控制下采集外周动脉血压波形，并通过数据采集控制模块将外周动脉血压波形发送给波形筛选模块；

所述波形筛选模块用于对外周动脉血压波形进行分类筛选，仅当前外周动脉血压波形属于A类波形，通过数据采集控制模块发送给数据与预处理模块；

所述A类波形具有完整的心动周期和波形典型特征，部分波段存在工频干扰、基线漂移和短暂的波形延迟；

所述数据预处理模块用于对A类波形预处理，采用平滑滤波、巴特沃斯带通滤波和低通滤波来滤除噪声，采用小波变换和EMD进行波形的分解和重构进而滤除基线漂移；数据预处理模块预处理完成的外周动脉血压波形通过数据采集控制模块发送给心输出量计算模块；

所述心输出量计算模块包括通过样本集训练完成的神经网络，样本集中的样本按如下方式构造：将通过无创方式采集的外周动脉血压波形作为输入，并将通过有创方式采集的同一病人的心输出量作为标签，训练完成的神经网络具备端到端识别能力，即输入外周动脉血压波形并输出相应的心输出量，心输出量通过数据采集控制模块发送给数据显示模块；

所述神经网络包括一维卷积神经网络与LSTM双向长短时记忆网络；所述一维卷积神经网络用于提取预处理后的外周动脉血压波形的特征向量，通过卷积层和池化层将特征向量进行维度转化以适应LSTM双向长短时记忆网络的输入，并保留了外周动脉血压波形的周期性；所述LSTM双向长短时记忆网络用于将特性向量沿时间维度拼接并对心输出量进行回归预测。

2.根据权利要求1所述的心输出量的无创监测系统，其特征在于：还包括心率测量模块与每搏量计算模块，所述数据采集控制模块根据每搏量计算模块的每搏量计算请求控制心率模块采集心率，并将心率与心输出量发送生给每搏量计算模块，每搏量计算模块用于根据心输出量和心率计算每搏量。

3.根据权利要求1所述的心输出量的无创监测系统，其特征在于：数据预处理模块预处理完成的外周动脉血压波形通过数据采集控制模块分别发送给数据显示模块和心输出量计算模块。

4.根据权利要求1所述的心输出量的无创监测系统，其特征在于：所述无创式外周动脉血压测量模块包括压电传感器或光电传感器，压电传感器或光电传感器获得的脉动信号通过导线传输给血压信号处理电路进行滤波和放大后形成外周动脉血压波形。

5.根据权利要求1所述的心输出量的无创监测系统，其特征在于：若当前外周动脉血压波形属于B类波形或C类波形，则向数据采集控制模块发送告警信息，数据采集控制模块将告警信息发送给数据显示模块并控制外周动脉血压测量模块重复执行交替暂停与启动，直到检测到A类波形；

所述B类波形具有完整的心动周期，但是噪声干扰过大，不符合正常波形的形态，波形抖动幅值不在人体生命体征参数范围内；所述C类波形没有完整的心动周期，或周期性特征不明显；所述B类波形与C类波形的形成原因包括电极脱落与在被测对象不平静状态下进行外周动脉血压波形采集。

6.根据权利要求5所述的心输出量的无创监测系统，其特征在于：若当前外周动脉血压波形不属于A类波形、B类波形、C类波形中的任何一种，则向数据采集控制模块发送告警信息，数据采集控制模块将告警信息发送给数据显示模块并控制外周动脉血压测量模块关闭以停止工作。