[发明专利]一种心输出量的无创监测系统

说明书

本发明公开了一种心输出量的无创监测系统，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；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；波形筛选模块用于对外周动脉血压波形进行分类筛选，筛选出A类波形；数据预处理模块用于对A类波形预处理，并发送给心输出量计算模块；心输出量计算模块包括通过样本集训练完成的神经网络，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。本发明进行端到端识别，能够进行无创连续监测心输出量。

技术领域

本发明属于心输出量测量技术领域，尤其涉及无创心输出量测量技术领域。

背景技术

心输出量(CO)是指左心室每分钟的射血量，是表征心血管系统健康状态最重要的参数，是心脏功能及心血管疾病的重要诊断依据。另外，基于心输出量可以辅助计算出许多其他心血管系统参数，因此，心输出量的准确测量在心血管疾病检测和治疗等方面十分关键，具有重要临床意义。

目前，测量心输出量的装置及方法分为有创、微创和无创三大类。有创和微创测量技术均对比人体有损伤，无法持续作用于人体进行长时间连续监测，一般适合于单次测量或短时测量。无创测量主要包括超声法、胸阻抗法、脉搏波波形分析法。超声法需要向人体发射超声波，胸阻抗法需要向人体作用振荡电流，均不适用于对人体进行持续监测。脉搏波波形中蕴含着丰富的生理信息，例如心率、平均压、收缩压、动脉硬化、外周阻力、反射波强度等。一些学者提出利用脉搏波特征进行CO测量的方法，但是大都局限于从脉搏波中先人工提取相关特征，然后根据这些特征计算每搏量，再根据每搏量计算心输出量，测量效率较低，需要人工干预，无法做到24小时连续监测，而且受主观因素影响，测量准确率还有待提高。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明提供了一种心输出量的无创监测系统，解决如何实现对心输出量的无创连续监测的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种心输出量的无创监测系统，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基本噪声，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等；数据预处理模块处理完成的外周动脉血压波形通过数据采集控制模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。

进一步的，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。

进一步的，数据预处理模块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。