一种实时评估室颤信号质量和除颤成功率的方法与仪器技术

本发明专利技术提供一种实时评估室颤信号质量和除颤成功率的方法，包括以下步骤：按间隔时间采集心电信号；对心电信号进行预处理、节律分析，判断心电信号类型；根据心电信号类型判断结果，通过计算经预处理后的心电信号的自相关系数序列，结合自相关系数序列中提取出的波峰/波谷分布特性，得出室颤信号质量指数；将室颤信号质量指数与设定阈值比较，评估室颤信号质量；根据评估结果启动除颤成功率的计算，提取室颤特征参数得出除颤成功率；本发明专利技术还提供一种实时评估室颤信号质量和除颤成功率的仪器；本发明专利技术可以解决在心肺复苏过程中，现有评估方法无法自动判断心电信号中是否存在干扰，无法准确评估室颤信号质量、评估除颤成功率准确性不高的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种实时评估室颤信号质量和除颤成功率的方法与仪器
本专利技术涉及心肺复苏
，具体涉及一种实时评估室颤信号质量和除颤成功率的方法与仪器。
技术介绍
当患者出现心脏骤停时，心肺复苏是针对心脏骤停患者采取的一系列急救措施，包括胸外按压、人工通气和电击除颤。电击除颤是心肺复苏过程中一个非常重要的环节，它是指用一定量的电流冲击心脏从而终止心室颤动并使其恢复自主搏动的方法。电击除颤的成功与否直接关系着心室颤动患者的存活，是治疗心室颤动最为有效的方法，然而过量的或不恰当的电击除颤又会增加心肌的损伤并增加患者的死亡风险。心室颤动(室颤)是心脏骤停患者最常见的初始心电节律，研究表明，通过分析评估室颤患者的心电室颤信号，可以实时地掌握患者心脏状态，并能根据室颤信号的特征来判断和预测电击除颤成功的概率。这种除颤成功率的评估预测可以优化除颤的时机：当除颤成功的概率较低时，不进行电击除颤而是通过提高心肺复苏的质量来增加除颤成功的概率，当室颤信号的特征指标使得除颤成功的概率超过某个设定的阈值时才进行除颤，就会使得心肺复苏的成功率最大化。目前，依据室颤信号的特征来预测除颤成功率的算法有很多，包括基于幅度、频率、幅频以及非线性特征或者它们的组合来实现对除颤结果的预测。利用这些特征或除颤成功率的初始值以及这些指标在心肺复苏过程中的变化趋势，急救人员就可以制定最佳的救治策略和方案。但这些算法只有在停止心肺复苏的过程中完成，因为胸外按压产生的干扰信号，会使得室颤信号的特征发生改变，并最终改变对除颤结果的预测。这种限制，大大降低了基于室颤信号特征分析的除颤结果预测算法的临床应用。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种实时评估室颤信号质量和除颤成功率的方法与仪器，以解决现有技术中存在的在心肺复苏过程中，现有评估方法无法自动判断心电信号中是否存在干扰，无法准确评估室颤信号质量、评估除颤成功率计算准确性不高的技术问题。本专利技术采用的技术方案如下：第一方面，提供了一种实时评估室颤信号质量和除颤成功率的方法；在第一种可实现方式中，包括以下步骤：步骤一、按间隔时间Δt采集心电信号，采集时长为T；步骤二、对采集到的心电信号进行预处理；步骤三、对预处理后的心电信号进行节律分析，判断心电信号类型；步骤四、根据心电信号类型判断结果，启动室颤信号质量指数的计算；通过计算经预处理后的心电信号的自相关系数序列，结合自相关系数序列中提取出的波峰/波谷分布特性，得出室颤信号质量指数；步骤五、将室颤信号质量指数与设定阈值比较，评估室颤信号质量；步骤六、根据室颤信号质量评估结果，启动除颤成功率的计算，提取室颤特征参数得出除颤成功率。结合第一种可实现方式，在第二种可实现方式中，步骤一中，采集间隔时间△t在取值为0.1s-10s，采集时长T取值为0.1s-10s。结合第一种可实现方式，在第三种可实现方式中，步骤二中，预处理为滤波处理；滤波处理选用高通滤波器和低通滤波器进行滤波；高通滤波器、低通滤波器的数量均为一个或多个。结合第三种可实现方式，在第四种可实现方式中，高通滤波器截止频率选为0.5-1Hz之间的任意一频率，低通滤波器截止频率选为30-50Hz之间的任意一频率。结合第一种可实现方式，在第五种可实现方式中，步骤四中，自相关系数序列，按以下公式进行计算：其中，rxy为自相关系数序列，x(n)为预处理后的心电信号，N为心电信号的采样点数。结合第一种可实现方式，在第六种可实现方式中，步骤四中，室颤信号质量指数，按以下公式进行计算：其中，SQI为室颤信号质量指数；x1为各波峰值/波谷幅度连线的斜率，x2为各波峰/波谷的平均间隔值，信号一阶导数为0、二阶导数为负值或正值的点作为波峰/波谷；a1、a2、a3为固定系数，a1取值范围是15～25，a2取值范围是0.1～0.5，a3取值范围是-2～0。结合第一种可实现方式，在第七种可实现方式中，步骤五中，阈值的取值范围为0.5-0.75。结合第一种可实现方式，在第八种可实现方式中，在步骤五和步骤六之间，还包括以下步骤：当室颤信号质量评估结果为低质量室颤信号时，对心电信号的噪声进行滤波处理之后，再进行室颤信号质量的评估。结合第八种可实现方式，在第九种可实现方式中，滤波处理的次数为一次或多次，当室颤信号质量指数从设定阈值以下提高到设定阈值以上，结束自适应滤波处理。第二方面，提供了一种实时评估室颤信号质量和除颤成功率的仪器，使用第一种到第九种可实现方式中任意一项方式，实时评估室颤信号质量和除颤成功率；包括信号采集模块、信号处理模块、信号质量评估分析模块、参数比较模块、室颤特征参数和除颤成功概率计算模块和输出模块；信号采集模块用于采集心电信号；信号处理模块用于对采集的心电信号进行预处理，还用于对预处理后的心电信号进行节律分析、判断心电信号类型；信号质量评估分析模块用于根据心电信号类型判断结果，启动室颤信号质量指数的计算；通过计算经预处理后的心电信号的自相关系数序列，结合自相关系数序列中提取出的波峰/波谷分布特性，得出室颤信号质量指数；参数比较模块用于将室颤信号质量指数与预设阈值进行比较，评估室颤信号质量；还用于根据室颤信号质量评估结果启动滤波处理；室颤特征参数和除颤成功概率计算模块用于根据室颤信号质量评估结果，启动除颤成功率的计算，提取室颤特征参数计算得出除颤成功率；输出模块用于输出室颤信号特征参数和除颤成功概率的计算结果。由上述技术方案可知，本专利技术的有益技术效果如下：1.提供了一种实时评估室颤信号质量的方法，该方法对室颤信号质量的评估效果较现有技术更为准确。2.根据室颤信号质量的评估结果，可以自动判断出所分析的心电信号是否受到了心肺复苏产生噪声的干扰，并在识别出有干扰的情况下，进行滤波处理，可以在心肺复苏过程中提高除颤成功概率计算的准确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1为本专利技术实施例1的方法流程图。图2为室颤信号质量指数运算的方法流程图。图3为本专利技术实施例2的方法流程图。图4为室颤信号的信号质量指数对比图。图5为实时评估室颤信号质量和除颤成功率的仪器功能模块框图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域技术人员所理解的通常意义。实施例1如图1所示，本专利技术提供一种实时评本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实时评估室颤信号质量和除颤成功率的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一、按间隔时间Δt采集心电信号，采集时长为T；/n步骤二、对采集到的心电信号进行预处理；/n步骤三、对预处理后的心电信号进行节律分析，判断心电信号类型；/n步骤四、根据心电信号类型判断结果，启动室颤信号质量指数的计算；通过计算经预处理后的心电信号的自相关系数序列，结合自相关系数序列中提取出的波峰/波谷分布特性，得出室颤信号质量指数；/n步骤五、将室颤信号质量指数与设定阈值比较，评估室颤信号质量；/n步骤六、根据室颤信号质量评估结果，启动除颤成功率的计算，提取室颤特征参数得出除颤成功率。/n

【技术特征摘要】
1.一种实时评估室颤信号质量和除颤成功率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、按间隔时间Δt采集心电信号，采集时长为T；
步骤二、对采集到的心电信号进行预处理；
步骤三、对预处理后的心电信号进行节律分析，判断心电信号类型；
步骤四、根据心电信号类型判断结果，启动室颤信号质量指数的计算；通过计算经预处理后的心电信号的自相关系数序列，结合自相关系数序列中提取出的波峰/波谷分布特性，得出室颤信号质量指数；
步骤五、将室颤信号质量指数与设定阈值比较，评估室颤信号质量；
步骤六、根据室颤信号质量评估结果，启动除颤成功率的计算，提取室颤特征参数得出除颤成功率。


2.根据权利要求1所述一种实时评估室颤信号质量和除颤成功率的方法，其特征在于：所述步骤一中，采集间隔时间△t在取值为0.1s-10s，采集时长T取值为0.1s-10s。


3.根据权利要求1所述一种实时评估室颤信号质量和除颤成功率的方法，其特征在于：所述步骤二中，所述预处理为滤波处理；所述滤波处理选用高通滤波器和低通滤波器进行滤波；所述高通滤波器、低通滤波器的数量均为一个或多个。


4.根据权利要求3所述一种实时评估室颤信号质量和除颤成功率的方法，其特征在于：所述高通滤波器截止频率选为0.5-1Hz之间的任意一频率，低通滤波器截止频率选为30-50Hz之间的任意一频率。


5.根据权利要求1所述一种实时评估室颤信号质量和除颤成功率的方法，其特征在于，步骤四中所述自相关系数序列，按以下公式进行计算：



其中，rxy为自相关系数序列，x(n)为预处理后的心电信号，N为心电信号的采样点数。


6.根据权利要求1所述一种实时评估室颤信号质量和除颤成功率的方法，其特征在于，步骤四中所述室颤信号质量指数，按以下公式进行计算：



其中，SQI为室颤信号质量指数；x1为各波峰值/波谷幅度连线的斜率，x2为各波峰...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永勤，谢佳玲，魏良，龚渝顺，王建杰，戴晨曦，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军军医大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50