一种心脏舒张功能评估方法、设备和系统技术方案

一种心脏舒张功能评估方法，适用于心脏监测领域，包括：通过一个或多个光纤传感器获取对象胸腔体表的振动信息(101)；对振动信息进行预处理生成血流动力学相关信息(102)；对血流动力学相关信息进行高频分量提取生成高频分量信息(103)；基于血流动力学相关信息和高频分量信息确定第一特征值和第二特征值(104)；基于第一特征值和第二特征值生成指示参数，并基于指示参数评估对象的心脏舒张功能(105)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种心脏舒张功能评估方法、设备和系统
本专利技术属于心脏监测领域，尤其涉及一种非侵入式心脏舒张功能评估方法、设备和系统。
技术介绍
心力衰竭（简称心衰）是一个包含多种病因和发病机制的临床综合征。随着人口老龄化以及急性心肌梗死患者存活率的升高，慢性心衰患者的数量快速增长。心衰患者从慢性状态过度到急性的恶化状态时，伴随着心脏充盈压的升高。其中高充盈会使心脏功能进入快速的恶性循环，但是患者本身要在充盈压持续升高约20天左右，才感觉到症状从而需要紧急入院，这时心脏的损伤已经发生，且不可逆转。当识别到患者处于高充盈压状态时，需要及时干预，从而可以避免患者进一步恶化，这一点已经成为临床医生的共识。目前有植入性产品用于评估心脏舒张功能，但价格较高，而且若只为监测所需，患者接受度较差。因此需要一种对人体更友好、使用方便的产品来评估心脏舒张功能。技术问题本专利技术的目的在于提供一种能评估测量对象的心脏舒张功能的评估方法、设备、系统和计算机可读存储介质，旨在实现非侵入式评估心脏舒张功能。技术解决方案第一方面，本专利技术提供了一种心脏舒张功能评估方法，所述方法包括：通过一个或多个光纤传感器获取对象胸腔体表的振动信息；其中，所述光纤传感器被配置为置于所述对象的身体下方；对所述振动信息进行预处理生成血流动力学相关信息；对所述血流动力学相关信息进行高频分量提取生成高频分量信息；基于所述血流动力学相关信息和所述高频分量信息确定第一特征值和第二特征值；其中，第一特征值被认为表征了包括心室射血期主动脉瓣打开事件，第二特征值被认为表征了心室舒张早期血液流入左心室后冲击左室内壁的事件；基于所述第一特征值和第二特征值生成指示参数，并基于所述指示参数评估所述对象的心脏舒张功能。第二方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的心脏舒张功能评估方法的步骤。第三方面，本专利技术提供了一种心脏舒张功能评估设备，包括：一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个计算机程序，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的心脏舒张功能评估方法的步骤。第四方面，本专利技术提供了一种心脏舒张功能评估系统，所述系统包括：一个或多个光纤传感器，被配置为放置于对象身体下方以获取对象的振动信息；和与光纤传感器连接的，如上述的心脏舒张功能评估设备。有益效果本专利技术是通过采集使用者的振动信息来监测心脏的舒张功能，无需侵入人体，被动测量，而且可以实现连续监测，使用者只需要躺在测量设备上即可进行测量，无需专业人员辅助，并且具有测量精度高、操作简单的优点，能提高测试者的舒适性，可以适用于医院和家庭等场景。本专利技术提供的心脏舒张功能评估系统，可以评估使用者的心脏舒张功能，进而在出现恶化迹象时提前预警，帮助使用者避免恶化后果。附图说明图1是依据本专利技术实施例一提供的心脏舒张功能评估方法的流程图；图2是光纤传感器采集得到的对象A的振动信息的波形示意图；图3是血流动力学相关信息的时域波形示意图；图4是血流动力学相关信息和高频分量信息位于同一时间轴的时域波形示意图；图5是一个心动周期内血流动力学相关信息和高频分量信息的第一波群和第二波群的示意图；图6是使用心电信息、心音信息、振动能量信息曲线划分第一波群、第二波群的示意图；图7是第一特征值的示意图；图8是第二特征值的示意图；图9A是基于对象B的振动信息的第一特征值和第二特征值示意图；图9B是指示参数的ROC曲线图；图10是依据本专利技术实施例三提供的心脏舒张功能评估设备的结构框图；图11是依据本专利技术实施例四提供的心脏舒张功能评估系统的结构框图。本专利技术的实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。实施例一：请参阅图1，本专利技术实施例一提供的一种心脏舒张功能评估方法100包括以下步骤：需注意的是，若有实质上相同的结果，本专利技术的心脏舒张功能评估方法并不以图1所示的流程顺序为限。S101、通过一个或多个光纤传感器获取对象胸腔体表的振动信息。通过光纤传感器采集对象胸腔体表的振动信息时，光纤传感器可被放置于对象身体下方。例如对象可以呈仰卧、俯卧、侧卧等姿势，光纤传感器可放置于床上，对象仰卧（俯卧或侧卧）于其上。以对象呈仰卧姿势为例，较佳的测量位置是光纤传感器被配置为置于对象的背部下方，例如第一胸椎骨到第十二胸椎骨对应的背部体表区域之下，具体的可以是右肩肩胛骨下方。为描述方便，将对象的肩部分为左肩、中肩和右肩，其中左肩包括对象左肩胛骨对应的体表区域，右肩包括对象右肩胛骨对应的体表区域，左肩和右肩之间的区域是中肩。本领域普通人员可以理解的是，当对象呈俯卧姿势时，与仰卧姿势时的背部对应的测量位置对应的是对象的胸部。此外，还可以将光纤传感器放置于一定倾斜角仰卧人体背后的接触面、轮椅或其它可倚靠物体的倚卧人体背后的接触面等进行振动信息的采集。光纤传感器至少一个，其感应区域面积至少是20平方厘米，例如其尺寸可以是5厘米*4厘米，此处的感应区域是指指光纤传感器中光纤分布的区域。当光纤传感器置于对象右肩肩胛骨下方时，其感应区域面积覆盖对象的右肩肩胛骨对应的体表区域。图2所示为光纤传感器采集得到的对象A的振动信息的波形示意图。其中，曲线21的横轴表示时间，纵轴表示归一化处理后的振动信息，无量纲。光纤传感器采集的振动信息包含被测对象呼吸信号成分、血流动力学信号成分、以及环境微震动、被测对象体动引起的干扰和电路自身的噪声信号。此时的信号大轮廓即为人体呼吸产生的信号包络，而血流动力学信号与其它干扰噪声则叠加在呼吸包络曲线上。S102、对振动信息进行预处理生成血流动力学相关信息。不同的传感器获得的振动信息包含的信息量不同，有的包含的信息量比较丰富，因此需要对其进行预处理来捕获相关信号。例如，振动传感器采用光纤传感器时获得的振动信息中还包含被测对象的呼吸信号、体动信号、血流动力学信号、传感器固有的一些噪声等信号。在本专利技术实施例一中，S102具体可以包括：对振动信息进行滤波、去噪、信号缩放中的至少一种，得到血流动力学相关信息；具体可以为：根据对滤波后信号特征的需求采用IIR滤波器、FIR滤波器、小波滤波器、零相位双向滤波器、多项式拟合平滑滤波器、积分变换、微分变换中的一种或多种组合，对振动信息进行滤波去噪。例如对所述振动信息滤除2Hz以下的信息可以滤除呼吸信号和体动信号。预处理还可以包括：判断振动信息是否携带工频干扰信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种心脏舒张功能评估方法，其特征在于，所述方法包括：/n　　通过一个或多个光纤传感器获取对象胸腔体表的振动信息,其中，所述光纤传感器被配置为置于所述对象的身体下方；/n　　对所述振动信息进行预处理生成血流动力学相关信息；/n　　对所述血流动力学相关信息进行高频分量提取生成高频分量信息；/n　　基于所述血流动力学相关信息和所述高频分量信息确定第一特征值和第二特征值，其中，第一特征值用于表征心室射血期主动脉瓣打开事件，第二特征值用于表征心室舒张早期血液流入左心室后冲击左室内壁的事件； /n　　基于所述第一特征值和第二特征值生成指示参数，并基于所述指示参数评估所述对象的心脏舒张功能。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】一种心脏舒张功能评估方法，其特征在于，所述方法包括：
　　通过一个或多个光纤传感器获取对象胸腔体表的振动信息,其中，所述光纤传感器被配置为置于所述对象的身体下方；
　　对所述振动信息进行预处理生成血流动力学相关信息；
　　对所述血流动力学相关信息进行高频分量提取生成高频分量信息；
　　基于所述血流动力学相关信息和所述高频分量信息确定第一特征值和第二特征值，其中，第一特征值用于表征心室射血期主动脉瓣打开事件，第二特征值用于表征心室舒张早期血液流入左心室后冲击左室内壁的事件；
　　基于所述第一特征值和第二特征值生成指示参数，并基于所述指示参数评估所述对象的心脏舒张功能。


如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光纤传感器被配置为置于所述对象的第一胸椎体到第十二胸椎体对应的体表区域下方。


如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述光纤传感器被配置为置于所述对象的右肩肩胛骨下方。


如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光纤传感器的感应区域的面积至少是二十平方厘米。


如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述光纤传感器的感应区域的面积覆盖所述对象的右肩肩胛骨对应的体表区域。


如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对象的身体姿势之一是仰卧。


如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预处理包括滤波、去噪、信号缩放中的至少一种。


如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述心室射血期主动脉瓣打开事件是心室射血期主动脉瓣打开造成的肌肉和血流运动在体表形成的振动；所述心室舒张早期血液流入左心室后冲击左室内壁的事件是心室舒张早期血液流入左心室后冲击左室内壁造成的肌肉和血流运动在体表形成的振动。


如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一特征值包括心室射血期主动脉瓣打开造成的肌肉和血流运动在体表形成的振动幅度，所述第二特征值包括心室舒张早期血液流入左心室后冲击左室内壁造成的肌肉和血流运动在体表形成的振动幅度。


如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述对所述血流动力学相关信息进行高频分量提取生成高频分量信息，具体是：
　　对所述血流动力学相关信息进行二阶微分处理生成高频分量信息；或者是
　　对所述血流动力学相关信息进行多项式拟合平滑滤波生成高频分量信息。


如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述基于所述血流动力学相关信息和所述高频分量信息确定第一特征值和第二特征值，包括：
　　基于所述血流动力学相关信息生成振动能量信息，所述振动能量信息在一个心动周期内包含两个能量包络带；
　　将所述血流动力学相关信息和所述振动能量信息置于同一时间轴同步，确定所述血流动力学相关信息在同一个心动周期内的最高峰；
　　将所述振动能量信息两个能量包络带中包括所述血流动力学相关信息的最高峰的能量包络带的持续时间确定为第一时间窗，另一个能量包络带的持续时间确定为第二时间窗；
　　将所述高频分量信息位于第一时间窗内的波簇确定为第一波群，位于第二时间窗内的波簇确定为第二波群；
　　基于所述第一波群和第二波群确定第一特征值和第二特征值。


如权利要求11所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾令均，褚正佩，刘蓬勃，庄少春，
申请(专利权)人：深圳市大耳马科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44