[发明专利]检测和处理阻抗血流图的方法及装置

说明书

本发明涉及一种用于检测和处理阻抗血流图的方法及装置，属于一种医疗电子仪器。

阻抗血流图是近年发展起来的一项新的无损伤性的生物物理学检查诊断方法，由于其方法简单，操作方便，尤其是具有对病人无创伤性等优点而越来越受到医疗界的重视。但目前各医院使用的各种阻抗血流图仪，例如国产SJ-42型四导生理记录仪和日本生产的八导生理记录仪及其它各种阻抗血流图仪在用以测量肺阻抗血流图，肝血流图，心阻抗血流图时，由于呼吸所造成肺部空气量变化而引起阻抗的变化，使肺阻抗血流图，肝血流图，心阻抗血流图产生严重失真，见图1和图2，因此不得不要求被检查者屏气测试。这不适于对心脏功能差，意识不清、小儿等不易配合的患者进行观察，见顾慎为，黄建权编著“阻抗血流图”人民卫生出版社，1986年9月第一版，162页;102页;137页。

重庆大学无线电系曾研制“微处理机阻抗血流图系统”。该系统采用了数字迭加技术滤除心阻抗微分血流图 (dz)/(dt) 的呼吸干扰，见“电子技术应用”1984年第1期，17-19页。但上述系统不适用于心率不齐的人，而大量的临床医学实验和调查表明，大部分正常人的心率在自由呼吸状态下是变化的。例如，当心电机走纸速度为每秒25mm时，心率变化一般为1mm-3mm。而心脏病患者心率不齐更为严重，如图3所示，第2个至第3个QRS波之间为13毫米，第三个至第四个QRS波之间为23毫米。

本发明的目的在于提出一种检测和处理阻抗血流图的测试方法及按方法设计的测试装置，利用该方法可以有效的滤除阻抗血流图△Z的呼吸干扰，使用该装置可以使被检查者在自由呼吸状态下测试阻抗血流图，该装置对心律不齐者有良好的适应性。

本发明的工作原理如下：

由阻抗血流图的基本原理可知：

(△R)/(R) ＝ (△V)/(V) ……（1）

式中R为导体电阻，△R为电阻变化量

V为导体容积，△V为容积变化量

即电阻的变化与容积的变化呈线性关系。由图2可见，停呼吸状态下的肺阻抗血流图是由几个连续而有规律波动曲线构成的，它反映了心动周期内肺循环血液容积的变化。而图1是自由呼吸状态下肺阻抗波形。呼吸对肺阻抗波形有较大的影响。其原因是由于呼吸造成肺部空气量的变化而引起阻抗的变化，亦是由于容积变化而引起阻抗的变化。因此可以认为由于呼吸而引起阻抗的变化与反映肺循环的肺阻抗信号△Z之间是线性迭加的，所以可以采用滤波的方法滤除呼吸干扰。

由于呼吸动作引起阻抗的变化其幅度大约为停呼吸状态下肺阻抗血流图△Z的幅度3至10倍。由图1，图2可见在呼吸信号两周内肺阻抗信号搏动七次，肺阻抗信号基波频率约为1HZ左右（从心电图纸上可见每周期为25mm，纸速为25mm/秒）而呼吸信号的基波频率为：

1/(3.5秒) ＝0.285Hz

这样呼吸信号的基波频率与肺阻抗信号基波频度只差0.715Hz，一般呼吸信号的基波频率为肺阻抗信号的基波频率的1/3～1/5。所以呼吸信号三次及其以上各次谐波有可能与肺阻抗信号基波及各次谐波相重合。

由图2可以看出肺阻抗波形是有规律的，我们可以把它看作为有用的信号。由图1可见由呼吸引起阻抗的变化则是随机的，我们可把它看作是噪声。可用微弱信号检测技术降低信号所伴随的噪声，以增强有用信号。

由上面分析可知呼吸信号基波频率与肺阻抗信号的基波频率相差约为0.7Hz-0.8Hz。如仅用模拟滤波器或数字滤波器滤波，则要求滤波器的过渡带宽要小于0.7Hz，而滤波器的阶数必然很高，则难以实现。而且呼吸信号三次及其以上谐波有可能进入滤波器肺阻抗信号通带之内。因此我们采用了信号平均技术滤波除呼吸干扰。信号经N次测量并积累是线性相加的，积累信号值为平均值的N倍，由于把呼吸信号看成是噪声，它是无规则起伏的，应按均方根值平均，积累信号为平均值的倍，N次测量可提高信噪比N]]>倍。