[发明专利]一种心律监测方法和装置

说明书

本发明公开了一种心律监测方法和装置，本方法通过成分分析方法提取出因心脏搏动而引起的周期性变化的血流光强信号和由背景组织产生的组织光强信号，从而实现心律监测，无需采用卷积分或者傅里叶变换等复杂的运算操作，具有运算快速的有点，解决了传统心律监测方法计算量大、耗时长等问题；本装置为耳夹式测量装置，避免佩戴于人体活动较多的手指和手腕，穿戴舒适、方便，可应用到医院或者家庭中，装置体积小，利于放置和携带，节省了空间。

技术领域

本发明涉及医疗仪器技术领域，特别是一种便携、精确和快速的心律监测装置和方法。

背景技术

心律是反映心脏状态的重要参数，心动过速或心律过缓是很多心血管疾病的表现症状。在生活节奏日益加快的今天，心律监测对于心悸、呼吸困难等心血管疾病的预防和日常监测具有重要的意义。传统的心律监测方式为听诊器监测，通过听诊器听诊，误差较大且无法长时间监测。相比而言，目前常用且准确度较高的心律监测方法有心电图(electrocardiogram,ECG)和光电容积描记法(Photoplethysmography,PPG)。心电图是利用心电图机从体表记录心脏每一心动周期所产生的电活动变化图形的技术。心电图不仅能监测心律，而且能够精确测量多种心电参数，是目前医学上最准确的心脏节律测量的方法。光电容积描记监测心律的原理是基于动脉血液对光的吸收强度随心脏搏动而变化，利用特定波长的光源(红光或红外光)照射指尖或耳垂，再经将光电信号转换成电信号。心律可以通过对电信号的节律、周期、振幅分析计算获得。

心电图方法以[CN1186646A]为例，该方法的缺点是监测设备佩戴复杂，需要将电极片贴于皮肤固定位置且形成闭合回路，使用非常不方便，不适合日常监测。

光电容积描记方法以[CN105105737A]为例，该方法几乎都采用了傅里叶变换的方法来提取光电容积脉搏波的频谱信息，运算代价过大，耗时长。

发明内容

针对上述技术存在的不足之处，本发明提出了一种心律监测方法和装置，用于实时监测心律，并判断是否存在心动过速、心动过缓或心律不齐的心律异常，本发明方法通过成分分析方法提取出因心脏搏动而引起的周期性变化的血流光强信号，从而实时心律监测，解决了运算量大、耗时长等问题；本发明装置为耳夹式测量装置，避免佩戴于人体活动较多的手指和手腕，便携性更好，穿戴舒适、方便。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

一种心律监测方法，包括以下步骤：

用红外光源照射被测者耳垂，并透射出耳垂透射光强信号；

采集包含血流光强信号和组织光强信号的耳垂透射光强信号；

对耳垂透射光强信号进行成分分析，得到因心脏搏动而引起的周期性变化的血流光强信号和由背景组织产生的组织光强信号，并计算出物理意义为血红细胞浓度的测量参量；

根据测量参量得到心律信号、心率和心律状态。

本方法通过成分分析方法提取出因心脏搏动而引起的周期性变化的血流光强信号和由背景组织产生的组织光强信号，从而实现心律监测，无需采用卷积分或者傅里叶变换等复杂的运算操作，具有运算快速的有点，解决了传统心律监测方法计算量大、耗时长等问题。

进一步，所述成分分析和计算测量参量，包括以下步骤：

a.假设同时采集的耳垂透射光强信号数量为n，每次取各耳垂透射光强信号沿时间序列的第(1+5*(j-1))个原始光强数据到第(5+5*(j-1))个原始光强数据组成第j个向量，数学公式表示为：

其中，X(j)为第j个向量，I_i,k为第i个耳垂透射光强信号沿时间序列的第k个原始光强数据。