一种获取实时心率的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种获取实时心率的方法、装置和心电监测设备。其中，获取实时心率的方法包括：获取实时心率刷新时间间隔；在每个心率刷新时间间隔内，对多个导联的心电信号进行采样；根据信号采集的结果从所述多个导联中选择用于心率计算的节律导联；根据选定的节律导联计算当次心率刷新时间间隔对应的实时心率。采用本发明专利技术，可以充分利用多个导联的信号，从多个导联中选取信号稳定，噪声干扰小，QRS波特征明显的导联作为QRS波检测的节律导联，从而提高实时心率计算的准确性。

A Method and Device for Acquiring Real-time Heart Rate

【技术实现步骤摘要】
一种获取实时心率的方法和装置
本专利技术涉及医疗器械，特别是涉及心电监测设备中实时心率的计算方法与装置。
技术介绍
在人体系统中，心脏作为一个相对独立的子系统，在整个生命持续的过程中，心脏始终按其自身的自律性规律地跳动。心脏具有多面体的空腔多瓣膜的形态结构，其各个部分在高度有序的电信号控制下相互协调地完成周期性心脏博动。在人体不同部位测到的心电信号实际上是心脏p细胞的自律性电位变化、左右传导束支的传导电位变化以及心脏各部位心肌细胞动作电位变化等等各种电运动过程复合而成的信号。理论上，心脏任何部位上的任何功能性和器质性的变化，都会对心脏的电生理活动过程产生影响，进而改变心电信号的构成。换言之，心脏作为一个相对独立的信息源，其内部的任何变化都将反映在其输出的复合电信号之中。心电图(electrocardiogram，ECG)是心电信号在特定导联上的时变函数曲线，它体现出特定导联上测取的心电信号幅值随时间的变化。通过对心电图的分析，可以对心电信号背后所代表的心脏生理状态做出评估和判断。心率，作为与心脏搏动频率的直接相关的参数，在心电信号解读中尤其重要。并且，相对于心电图的其它复杂分析，心率的获取和计算相对复杂度不高。因此，当前的几乎所有心电监测设备都将心率作为首要的数字显示指标，而心电的图示则直接在显示器上显示，便于医生肉眼观察后根据经验实时判断病人的情况。由于单个导联测得的心电信号仅仅是心脏电生理活动在体表特定部位的反映，受到电极安放位置的限制而不可能从中获得反映心脏电生理活动的足够多的心电信号的原始数据，因此仅从一个导联或一个导联体系来测取心电信号是有局限性的。鉴于此，多导联心电监测设备被开发出来用于心电信号的医疗检测和实时监控。当前，多导联心电信号同步采集技术已经在业界被广泛应用。但是多导联信号一般被用于心电信号的综合分析，在计算实时心率时，仍旧是采用某个固定导联(例如，选择肢体II导联)的信号来实现。如此，当该固定导联信号质量较好时实时心率比较准确；一旦该固定导联出现诸如导联脱落等故障或收到各种干扰时，就会影响实时心率计算的准确性。对于心电监测而言，其使用场合多为病患的重症监护，或者手术室监测等。这些应用中，对于心率信号的实时监测都有非常高的要求，监测效果的不稳定和差错将会对病患的生命安全带来巨大影响。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一，提供一种能对多导联的信号综合利用来提高实时心率的计算准确性的方法和装置，改善心电监测设备的容错性，避免单个导联故障或干扰影响实时心率检测的精确度。为此，根据本专利技术第一方面的实施例提出了一种获取实时心率的方法，该方法包括以下步骤：获取实时心率刷新时间间隔；在每个心率刷新时间间隔内，对多个导联的心电信号进行采样；根据信号采样的结果从所述多个导联中选择用于心率计算的节律导联；根据选定的节律导联计算当次心率刷新时间间隔对应的实时心率。在一些实施例中，根据信号采样的结果从所述多个导联中选择用于心率计算的节律导联包括：对采集到的多个导联的心电信号进行信号质量分析；根据信号质量分析的结果从所述多个导联中选择用于心率计算的节律导联。在一些实施例中，所述获取实时心率刷新时间间隔包括：根据预设条件选取时间间隔，并将被选中的时间间隔选项作为实时心率刷新时间间隔。在一些实施例中，对采集到的多个导联的心电信号进行信号质量分析包括：导联接触状态分析，用于判断每个导联与被测对象的接触状态是否正常；QRS波幅值分析，用于根据QRS波的幅值判断每个导联的心电信号的强弱；以及信号噪声分析，用于判断每个导联的心电信号噪声水平的高低。在一些实施例中，根据信号质量分析的结果从所述多个导联中选择用于心率计算的节律导联包括：根据导联接触状态分析的结果选择所有接触状态为正常的有效导联；根据QRS波幅值分析的结果和/或信号噪声分析的结果，从所述有效导联中选取节律导联。在一些实施例中，所述根据QRS波幅值分析的结果和/或信号噪声分析的结果，从所述有效导联中选取节律导联包括：将各个有效导联按照噪声水平由低到高排序，从噪声最低的导联开始依次选取M1个导联作为低噪声导联集合，M1为自然数；将各个有效导联按照QRS波的幅值水平由大到小进行排序，从幅值最高的导联开始依次选取M2个导联作为强信号导联集合，M2为自然数；取低噪声导联集合与强信号导联集合的交集作为备选节律导联集合，以备选节律导联集合中的导联作为节律导联。在一些实施例中，备选节律导联集合中含有的导联个数N大于1时，进一步按照如下方法选择节律导联：判断备选节律导联集合中是否存在II导联，存在则选定II导联为节律导联，否则继续下一步；判断备选节律导联集合中是否存在V1导联，存在则选定V1导联为节律导联，否则继续下一步；判断备选节律导联集合中是否存在V5导联，存在则选定V5导联为节律导联，否则继续下一步；根据预定义的目标函数选定备选节律导联集合中最优的导联作为节律导联，其中，所述预定义的目标函数以每个导联的QRS幅值和噪声水平作为自变量，且当QRS幅值越大，噪声水平越低时，取值越优。在一些实施例中，获取当次心率刷新时间间隔对应的实时心率之后还包括：根据当次心率刷新时间间隔对应的实时心率进行显示，其中：在当次心率刷新时间间隔对应的实时心率与上一次心率刷新时间间隔对应的实时心率不同时，对实时心率进行更新显示；在当次心率刷新时间间隔对应的实时心率与上一次心率刷新时间间隔对应的实时心率相同时，维持实时心率的显示不变。根据本专利技术第二方面的实施例提供了一种获取实时心率的装置，其包括导联电极和连接线，其特征在于，还包括：信号采集模块，用于对来自多个导联电极的模拟心电信号进行采样，得到各个导联心电信号的采样值；中央处理模块，用于控制信号采集模块对模拟心电信号进行采样，并根据各个导联心电信号的采样值计算实时心率，所述中央处理模块进一步包括：采样管理单元，用于获取实时心率刷新时间间隔，并控制信号采集模块在每个心率刷新时间间隔内进行周期性采样；信号质量分析单元，用于对采样的多个导联的心电信号进行信号质量分析；节律导联选择单元，用于根据信号质量分析的结果从所述多个导联中选择用于心率计算的节律导联；以及实时心率计算单元，用于根据选定的节律导联计算当次心率刷新时间间隔对应的实时心率。根据本专利技术第三方面的实施例提供了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，所述可执行指令在处理器上运行时，实现如本专利技术第一方面所述的获取实时心率的方法。根据本专利技术第四方面的实施例提供了一种心电监测设备，包括信号采集模块和中央处理模块，其中，所述信号采集模块用于对来自多个导联电极的模拟心电信号进行采样，得到各个导联心电信号的采样值；所述中央处理模块用于控制信号采集模块对模拟心电信号进行采样，并根据各个导联心电信号的采样值，实现如本专利技术第一方面所述的获取实时心率的方法。采用本专利技术的获取实时心率的方法、装置，以及应用根据本专利技术的心电监测设备，可以充分利用多个导联的信号，从多个导联中选取信号稳定，噪声干扰小，QRS波特征明显的导联作为QRS波检测的节律导联，从而提高实时心率计算的准确性。并改善心电监测设备的容错性，避免单个导联故障或干扰影响实时心率检测的精确度。附图说明本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种获取实时心率的方法，其特征在于，包括以下步骤：获取实时心率刷新时间间隔；在每个心率刷新时间间隔内，对多个导联的心电信号进行采样；根据信号采样的结果从所述多个导联中选择用于心率计算的节律导联；根据选定的节律导联计算当次心率刷新时间间隔对应的实时心率。

【技术特征摘要】
1.一种获取实时心率的方法，其特征在于，包括以下步骤：获取实时心率刷新时间间隔；在每个心率刷新时间间隔内，对多个导联的心电信号进行采样；根据信号采样的结果从所述多个导联中选择用于心率计算的节律导联；根据选定的节律导联计算当次心率刷新时间间隔对应的实时心率。2.根据权利要求1所述的获取实时心率的方法，其特征在于，所述获取实时心率刷新时间间隔包括：根据预设条件选取时间间隔，并将被选中的时间间隔选项作为实时心率刷新时间间隔。3.根据权利要求1所述的获取实时心率的方法，其特征在于，根据信号采样的结果从所述多个导联中选择用于心率计算的节律导联包括：对采集到的多个导联的心电信号进行信号质量分析；根据信号质量分析的结果从所述多个导联中选择用于心率计算的节律导联。4.根据权利要求3所述的获取实时心率的方法，其特征在于，对采集到的多个导联的心电信号进行信号质量分析包括：导联接触状态分析，用于判断每个导联与被测对象的接触状态是否正常；QRS波幅值分析，用于根据QRS波的幅值判断每个导联的心电信号的强弱；以及信号噪声分析，用于判断每个导联的心电信号噪声水平的高低。5.根据权利要求4所述的获取实时心率的方法，其特征在于，根据信号质量分析的结果从所述多个导联中选择用于心率计算的节律导联包括：根据导联接触状态分析的结果选择所有接触状态为正常的有效导联；根据QRS波幅值分析的结果和/或信号噪声分析的结果，从所述有效导联中选取节律导联。6.根据权利要求5所述的获取实时心率的方法，其特征在于，所述根据QRS波幅值分析的结果和/或信号噪声分析的结果，从所述有效导联中选取节律导联包括：将各个有效导联按照噪声水平由低到高排序，从噪声最低的导联开始依次选取M1个导联作为低噪声导联集合，M1为自然数；将各个有效导联按照QRS波的幅值水平由大到小排序，从幅值最高的导联开始依次选取M2个导联作为强信号导联集合，M2为自然数；取低噪声导联集合与强信号导联集合的交集作为备选节律导联集合，以备选节律导联集合中的导联作为节律导联。7.根据权利要求6所述的获取实时心率的方法，其特征在于，备选节律导联集合中含有的导联个数N大于1时，进一步按照如下方法选择节律导联：判断备选节律导联集合中是否存在...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱元派，周峰，
申请(专利权)人：深圳市理邦精密仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44