[发明专利]心血管和心肺适能确定

说明书

公开了一种用于量化或确定心肺适能指示的技术。从用放置在人的胸部上的加速度计记录的信号获得信号部分。该加速度计测量由心肌运动引起的该人的胸壁的加速度和振动。确定该信号部分中的最大值，并且基于该最大值提供指示心肺适能的输出信息。

技术领域

本发明大体上涉及用于与心血管或心肺适能相关的监测目的的技术，并且具体地说涉及用于帮助确定最大耗氧量或最大摄氧量的技术。

背景技术

心血管适能和心肺适能指的是血液循环系统和呼吸系统向肌肉供氧的能力。后一术语心肺适能通常用于在持续的身体活动期间向骨骼肌供氧的能力，因此可以将其视为心血管适能的子集。

这些类型的适能受生理参数的影响，包括心率、每搏输出量、心输出量以及最大耗氧量。定期锻炼可以通过扩大心肌、使每次搏动抽出更多的血液、增加受训练骨骼肌中的小动脉数量从而为工作肌肉供应更多血液来使这些系统更有效。

存在对可以给出心血管和心肺适能的指示的低成本且便携的技术的临床需求和消费者需求。

心震描记法(SCG)是对跳动的心脏引起的胸壁处的次声频低频振动的分析。更一般地，SCG通常与由心肌运动产生的胸壁中的加速度的无创测量相关。心音是胸壁振动的可听分量，通常高于40Hz-60Hz，而SCG振动通常低于5Hz。

通常使用加速度计来测量SCG。然而，当使用加速度计时，同时对低频SCG分量和可听分量进行采样。SCG分量和可听分量显露了不同的心血管功能，因此能够使用不同的方法来诊断心血管功能。例如，SCG通常适合于估计心动周期中的特征之间的时间间隔，而心音适合于检测由流动扰动引起的杂音。

当使用加速度计时，加速度计信号中的心音或音频分量由低频振动或SCG波的高强度决定。如果加速计信号被高通滤波，例如具有50Hz的下截止，则显露心音。在心音中，最主要的声音是第一心音(S1)和第二心音(S2)，它们分别与二尖瓣闭合(MC)和主动脉瓣闭合(AC)相关。

发明目标

本发明的一个目标是满足可以给出心血管和心肺适能的指示的技术并且具体地说便宜且便携的技术的上述要求。

发明内容

根据第一方面，通过一种用于量化或确定心血管适能或心肺适能的指示的方法来实现上述目标。该方法包括：获得用放置在人的胸部上以用于测量由心肌运动引起的该人的胸壁的加速度和振动的加速度计记录的信号的多个片段，其中每个片段覆盖或对应于一个心动周期。该方法还包括：将多个片段对准；基于多个片段确定平均片段；并且在确定平均片段之前对多个片段进行滤波，或者用带通滤波器对平均片段进行滤波，所述带通滤波器具有低于5Hz优选地低于1Hz的下截止频率和范围在60Hz-500Hz的上截止频率。该方法还包括：确定滤波后的平均片段中的第一时间特征；基于第一时间特征的信号强度或幅度和第一时间特征的时间位置中的至少一个来确定测量值；并且基于确定的测量值提供输出信息。

这里，并且在整个这些规范中，量化或确定心血管适能和心肺适能的指示被理解为限于心血管或心肺系统的正常功能，并且与异常的心血管或心肺功能、病症或结构或心血管或心肺障碍或疾病不相关。因此，量化或确定心血管或心肺适能的指示被理解为包括量化或确定有氧适能的指示，诸如最大耗氧量或摄氧量(VO₂最大值)。

量化或确定心血管适能或心肺适能的指示被理解为不包括量化或确定功能(诸如心血管功能)的指示。因此，量化或确定心血管适能或心肺适能的指示被理解为不涵盖量化或确定与心肌机能相关的心脏病诸如心脏衰竭的指示。这里，功能或心血管功能被理解为限于异常的心血管或心肺功能、病症或结构，或心血管或心肺障碍或疾病，并且与心血管或心肺系统的正常功能不相关。