[发明专利]一种动态脉搏波仿真模块

说明书

一种动态脉搏波仿真模块，涉及医学教学领域，包括特征采集模块，生命体征模拟模块，动态仿真模块，显示模块，脉搏波数据来源于临床，通过特征采集模块，可以将临床不同病例状况的脉搏数据进行特征采集得到不同病例的脉搏波特征，在医学生进行训练操作时，生命体征模拟模块实时模拟生理参数的变化，将数据传递给动态仿真模块，实时对脉搏波进行相应的动态调整，实现脉搏波的动态模拟，并通过显示模块进行输出显示。

技术领域

本发明涉及医学教学领域，尤其涉及一种动态的脉搏波仿真模块。

背景技术

脉搏即动脉搏动，脉搏频率即脉率，正常人脉率规则，不会出现脉搏间隔时间长短不一的现象，人体的脉搏波可用特制的脉搏描记器记录下来，每个脉搏波描记曲线都由升支A和降支K构成。升支反映心室快速射血内动脉的被动扩张，降支反映射血后期的回缩。随后心室舒张，心室内压低于主动脉血压，于是动脉血倒流，导致主动脉瓣关闭，在曲线上形成降支切迹N，也叫降中峡或重波谷由于主动脉瓣的关闭遂使倒流的血液继续向前流去，并在切迹之后又出现上升的小波，称降中波或重脉波。降支的形状与外周阻力的大小有关；如阻力大则降支坡度较缓，其切迹的位置较高；反之，切迹的位置较低。

临床上有许多疾病，特别是心脏病可使脉搏发生变化，因此测量脉搏对病人来讲是一个不可缺少的检查项目，脉搏的变化也是医生对病人诊断的其中一项依据，脉搏信号的形态、轻度、速率、节律能够反映出人体心血管系统的很多生理和病理特征，脉搏波的形状，因循环系统的情况改变而不同，如主动脉瓣是否健全，心搏节律是否正常，动脉管的弹性如何等，都可根据脉搏波形的变化进行诊断，在急救过程中，尤其是失血、心跳过速、心跳骤停等状况以及心肺复苏操作等情况下，人体心血管系统变化较大、较快，脉搏波的诊断在急救过程中发挥着极其重要的作用。

急救情况下采集脉搏真实脉搏信号难度大，临床资料少，在急救模拟训练中，人体脉搏信号的变化体现人体生理过程的重要信息，而现有急救模拟产品中，仿真脉搏的信号都是只有固定形态，只能进行速率调整，不能反应人体急剧变化的生理过程信息，不能为医护人员提供急救情况下脉搏波的动态模拟，如上海中医药大学根据脉搏的形成原理设计的中医脉象模拟系统，共能产生16种不同的脉象，天津大学与天津中医药大学联合研制的脉象考试仪，可模拟中医全部28种脉象。

发明内容

为了实现多种病例脉搏波的仿真，本发明提供了一种操作简单、在急救训练中可以实时动态模拟的脉搏仿真模块。

本发明所采用的技术方案是：一种动态脉搏波仿真模块，包括：特征采集模块，用于获取临床脉搏波，生成初始仿真脉搏波，并提取初始仿真脉搏波波形的特征参数；生命体征模拟模块，基于前述获取的临床脉搏波进行生命体征的模拟；动态仿真模块，用于获取所述生命体征模拟模块的生命体征数据，判断生命体征生理参数数据变化的类型，并对所述初始仿真脉搏波波形的特征参数进行调整，生成动态的仿真脉搏波；显示模块，用于输出初始仿真脉搏波及动态的仿真脉搏波。

所述特征采集模块的具体步骤包括：

1) 获取临床脉搏波数据：临床脉搏数据为脉图：对脉图进行描点，提取脉搏波形的坐标值，用线性插值方法对坐标值进行横坐标均匀化线性插值处理，进而得到均匀采样的脉搏波数据；临床脉搏数据为电信号：由传感器监测获得脉搏波数据；

2) 重建脉搏波：采用高斯函数作为基函数来叠加，表达式为：；采用最小二乘法拟合，计算出三个高斯函数的参数，分别用V、T和U来表示高斯函数的幅值、期望和方差，得到9个参数，即V1、 V2、 V3 、T1、 T2 、T3 、U1、 U2、U3；

3) 提取特征参数：F1、F2、F3，F1= V3/V1表征外周阻力；F2= T3-T1表征动脉顺应性；F3= U1为主波宽度参数。

所述生命体征模拟模块至少包括心电仿真数据模块、血压数据模块、血氧数据模块、呼吸仿真数据模块、体温数据模块中的一种。

所述动态仿真模块包括：