[发明专利]利用胸部生物阻抗和心电图的血液动力参数无损伤性监测

权利要求书

1．一种根据检测到的胸部生物阻抗信号和心电图确定受验者心搏率、心搏量和心搏出血量的装置，其特征在于所述装置包括检测所述胸部生物阻抗信号和所述心电图的电极阵列。

2．如权利要求1所述的装置，其特征在于进一步包括：

置于受验者头部的一个上部作用电极；

置于受验者左下肢的一个下部作用电极；

置于受验者颈部的一对上部检测电极；以及

置于受验者躯干的一对下部检测电极。

3．如权利要求2所述的装置，其特征在于放置电极的几何位置进一步包括：

置于受验者前额的一个上部作用电极；

置于受验者左膝整个膝盖面的一个下部作用电极；

置于受验者颈部的一对上部检测电极；以及

置于受验者胸部相对两侧的一对下部检测电极。

4．如权利要求3所述的装置，其特征在于：所述上部作用电极包括取向为所述受验者前额垂直和水平中心线的点状电极。

5．如权利要求3所述的装置，其特征在于：所述下部作用电极包括点状电极，其放置位置满足L＜5R关系，这里L是所述上部作用电极与所述下部作用电极之间的垂直距离，R是所述受验者胸部的半径。

6．如权利要求3所述的装置，其特征在于：所述上部检测电极包括一对点状电极，沿所述受验者颈部基底上方约4厘米水平线对称地置于所述受验者颈部相对两侧。

7．如权利要求3所述的装置，其特征在于：所述下部检测电极进一步包括一对电极组件，每个组件提供约12cm²至约30cm²的接触表面面积，大约位于所述受验者胸部剑突线相对两侧。

8．如权利要求7所述的装置，其特征在于：每个组件进一步包括四个点状电极，这里，每个点状电极包括约4cm²接触表面面积，每个所述点状电极的中心位于边长测量为5cm的正方形的四角，所述组件的所有四个点状电极是相互电连接的。

9．如权利要求8所述的装置，其特征在于：每个组件的上部点状电极位于受验者剑突线上。

10．一种对生物阻抗信号和心电图进行处理，导出心搏率、心搏量和心搏出血量的方法，其特征在于所述方法包括：

登录测量生物阻抗的输入模拟装置的增益-相位-频率(GPF)特性；

登录测量心电图的输入模拟装置的增益-相位-频率(GPF)特性；

采用所述生物阻抗输入模拟装置在给定的时间周期上测量生物阻抗与时间的函数关系并产生生物阻抗信号；

用所述心电图输入模拟装置在所述的给定时间周期上测量心电图与时间的函数关系并产生心电图(ECG)信号；

根据以前登录的GPF特性校正生物阻抗信号的畸变；

根据以前登录的GPF特性校正心电图信号的畸变；

确定与给定时间周期内所述心电图信号的每次心脏循环有关的有效QRS复合波；

确定所述有效QRS复合波上检测点的位置；

对所述ECG信号和所述经过校正的生物阻抗信号中的一个信号进行处理，估算心搏率；

求经校正生物阻抗信号的时间导数；

确定给定时间周期内生物阻抗时间导数的每个所述心脏循环的检测点；

利用所述生物阻抗时间导数的检测点与相应QRS检测点的关系确定有效左心室射血时间(ELVET)；

利用所述生物阻抗时间导数的检测点与相应QRS检测点的关系确定新的校正因子Z_s-q；

计算心搏量与所述ELVET、生物阻抗的最大时间导数(dZ/dt)_max、比血液电阻率(P)、生物阻抗模拟输入装置两个生物阻抗电压作用电极之间的距离(L)、基准生物阻抗(Z₀)、所述校正因子Z_s-q和新的比例因子(K)间的函数关系；以及

通过将所述心搏量乘以所述心搏率计算心搏出血量。

11．如权利要求10所述的方法，其特征在于：所述的登录所述生物阻抗输入模拟装置的增益-相位-频率(GPF)特性包括在利用所述装置进行检测前确定在所述生物阻抗检测中采用的传感器的相位-频率特性和增益-频率特性。