监护设备及其参数性能改进方法、系统的制作方法
【专利摘要】一种监护设备的参数性能改进方法，包括如下步骤：获取生理信号；对所述生理信号进行分析获得信号质量指数；根据所述信号质量指数对处理所述生理信号获得生理参数的过程进行控制；输出所述生理参数。上述监护设备的参数性能改进方法，通过根据信号质量指数对处理生理信号获得生理参数的过程进行控制，可以依据信号质量指数对处理过程进行干预，消除掉信号质量较差时传统的一成不变的处理模式下容易误报警的因素，降低采用传统的处理模式而导致误报警的可能性。
【专利说明】监护设备及其参数性能改进方法、系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医疗设备，特别是涉及一种监护设备及其参数性能改进方法、系统。
【背景技术】
[0002] 医用监护设备因其可向医护人员提供病人生命体征的重要信息，使临床医生能够 更全面、及时、准确的掌握患者病情的变化情况，为制定治疗方案和进行应急处理提供重要 依据，获得最佳的治疗效果，而被广泛应用于医院的I⑶（Intensive Care Unit，重症监护 室)、(XU (Coronary Care Unit，重症冠心病监护室)、麻醉手术室及有关临床科室。但现在 各科室误报警率较高，导致医护人员对报警不再敏感，且很有可能导致医护人员对报警响 应时间变慢或更有甚者忽略真正的报警。
[0003] 实际临床应用中，误报警大部分都是由于信号受扰导致的，现在大量采用的平均 或者滤波等的方法都未能很好的消除噪声干扰对信号的影响。
【发明内容】
[0004] 基于此，有必要针对信号受扰导致的误报警问题，提供一种监护设备及其参数性 能改进方法与系统。
[0005] -种监护设备的参数性能改进方法，包括如下步骤：
[0006] 获取生理信号；
[0007] 对所述生理信号进行分析获得信号质量指数；
[0008] 根据所述信号质量指数对处理所述生理信号获得生理参数的过程进行控制；及
[0009] 输出所述生理参数。
[0010] 一种参数性能改进系统，包括：
[0011] 接收模块，获取生理信号；
[0012] 信号质量指数模块，对所述生理信号进行分析获得信号质量指数；
[0013] 控制模块，根据所述信号质量指数对处理所述生理信号获得生理参数的过程进行 控制；及
[0014] 输出模块，输出所述生理参数。
[0015] 本发明还提出一种包含上述参数性能改进系统的监护设备。
[0016] 上述监护设备及其参数性能改进方法与系统，通过根据信号质量指数对处理生理 信号获得生理参数的过程进行控制，可以依据信号质量指数对处理过程进行干预，消除掉 信号质量较差时传统的一成不变的处理模式下容易误报警的因素，降低采用传统的处理模 式而导致误报警的可能性。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1为监护设备的参数性能改进方法流程图；
[0018] 图2为一实施例中对生理信号进行分析获得信号质量指数的流程图；
[0019] 图3为另一实施例中对生理信号进行分析获得信号质量指数的流程图；
[0020] 图4为修正综合信号质量指数的流程图；
[0021] 图5为以心电信号为例的监护设备的参数性能改进方法流程图；
[0022] 图6为采用本监护设备的参数性能改进方法后的效果对比图；
[0023] 图7为参数性能改进系统的模块图；
[0024] 图8为一实施例中信号质量指数模块的示意图；
[0025] 图9为另一实施例中信号质量指数模块的示意图；及
[0026] 图10为图9中修正单元的示意图。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合具体实施例和附图来进行详细说明。
[0028] 如图1所示，一种监护设备的参数性能改进方法，包括如下步骤：
[0029] 步骤S110,获取生理信号。生理信号可以是心电信号、血氧信号等，只要生理信号 的采集、处理容易受到环境和设备本身的干扰，都可以采用信号质量的方法来改善计算得 到的生理参数结果。获取到的生理信号可以为传感器采集到的原始信号或者经过滤波或者 其它处理后的信号。
[0030] 步骤S120,对生理信号进行分析获得信号质量指数（SQI，Signal Quality Index)。SQI是表现信号质量好坏的评价，可以采用多种方式计算获得，例如单项的计算或 是综合的计算等，还可以根据一些预先的判断进行修正。信号质量指数的获得方式将在下 文详细描述。
[0031] 步骤S130,根据信号质量指数对处理所述生理信号获得生理参数的过程进行控 制。控制的方式可以是根据信号质量指数选择处理生理信号所需的模板。比如，在信号质量 指数较好时选择实时的模板；反之则选择历史缓存的信号质量指数较好的模板。这个模板 可以是对生理信号进行处理得到的中间计算结果，也可以原始数据，即原始到的生理信号。 控制的方式还可以是根据信号质量指数对处理获得的中间生理参数结果进行调整。比如， 当信号质量较好的情况下直接输出中间生理参数结果作为最终的生理参数；在信号质量中 等的情况下屏蔽一些生理报警；在信号质量较差的情况下屏蔽一些生理报警或锁定某些参 数输出；在信号质量极差情况下对外报噪声且不再输出生理报警/参数。另外，控制的方 式还可以是根据信号质量指数选择对生理信号进行处理的类型。比如，当信号质量较好的 情况对心电信号下进行ST段分析（ST段是指QRS波终点至T波起点间的一段时间距离，其 分析的意义在于ST段偏移及其形态变化对诊断某些心血管疾病重要意义，其中QRS波指代 表全部心室肌除极过程的综合波群，典型的QRS综合波包括3个紧密相连的波群，振幅大的 QRS波以大写Q、R、S表示，振幅小的QRS波以小写q、r、s表示）；反之则不进行ST段分析。
[0032] 步骤S140,输出生理参数。将采用上述步骤S130处理生理信号获得的生理参数输 出，例如采用显示、音频等方式输出，也可以以电信号的形式输出到其他装置上，判断是否 在正常范围内，不在正常范围内则可以进行报警提示被监护人员或医务工作者等。
[0033] 上述监护设备的参数性能改进方法，通过根据信号质量指数对处理生理信号获得 生理参数的过程进行控制，可以依据信号质量指数对处理过程进行干预，消除掉信号质量 较差时传统的一成不变的处理模式下容易误报警的因素，降低采用传统的处理模式而导致 误报警的可能性。
[0034] 需要说明的是，上述监护设备的参数性能改进方法，并非以获得诊断结果或健康 状况为直接目所提出的技术方案，通过该方法也不能对生理信号进行处理直接获得诊断结 果，而是对已知的处理过程的控制，避免错误报警。也就是说，上述监护设备的参数性能改 进方法，是对已有的处理过程加入一些控制因素，而这些控制因素本身并不能获得诊断结 果或健康状况，因此，这些控制因素本身并非疾病的诊断和治疗方法。
[0035] 如图2所示，步骤S120中，对生理信号进行分析获得信号质量指数的步骤可以具 体包括如下步骤：
[0036] 步骤S210,获得表征信号特征或状态的子信号质量指数。以生理信号为心电信号 为例，子SQI可以是kSQI、bSQI、sSQI、hSQI、bslSQI中的一种或多种。kSQI反映室颤类型： 其越大那么越有可能是无噪声的QRS波，一般为7 ;sSQI反映有效信号占所有信号的比例： 其越大那么越有可能是无噪声的QRS波，一般为0. 6 ;bslSQI反映基漂大小：其越大表明基 漂噪声越小，那么其对算法影响越小，那么根据其可能对算法的影响程度分为两级，当然也 可以分为多级，跟具体的算法相关；hSQI反映1?频噪声大小：其越大表明1?频噪声越小，那 么其对算法影响越小，可根据其可能对算法的影响程度分为四级，当然也可以分为多级，跟 具体算法相关；bSQI反映综合噪声大小：其越小表明噪声越小，那么对算法影响越小，可以 根据其对算法的影响程度分级，跟具体算法相关。其中：
[0037] kSQI能有效反映室颤类型的特征，其定义如下：
【权利要求】
1. 一种监护设备的参数性能改进方法，其特征在于，包括如下步骤： 获取生理信号； 对所述生理信号进行分析获得信号质量指数； 根据所述信号质量指数对处理所述生理信号获得生理参数的过程进行控制；及 输出所述生理参数。
2. 根据权利要求1所述的监护设备的参数性能改进方法，其特征在于，所述对所述生 理信号进行分析获得信号质量指数的步骤包括： 获得表征信号特征或状态的子信号质量指数； 通过对所述子信号质量指数进行计算得到综合信号质量指数，将所述综合信号质量指 数作为所述信号质量指数。
3. 根据权利要求1所述的监护设备的参数性能改进方法，其特征在于，所述对所述生 理信号进行分析获得信号质量指数的步骤包括： 获得表征信号特征或状态的子信号质量指数； 通过对所述子信号质量指数进行计算得到综合信号质量指数； 修正所述综合信号质量指数并将修正后的综合信号质量指数作为所述信号质量指数。
4. 根据权利要求3所述的监护设备的参数性能改进方法，其特征在于，所述生理信号 为心电数据，所述修正所述综合信号质量指数的步骤包括： 当所述心电数据判断为噪声或饱和时，置综合信号质量指数值为噪声水平最高；和/ 或 当所述心电信号判断为停搏或室颤时，则置综合信号质量指数值为信号质量最好。
5. 根据权利要求4所述的监护设备的参数性能改进方法，其特征在于， 如果噪声判断预定时间内检出的起搏信号大于噪声判断预定值或者信号的高频噪声 大于噪声判断阈值，则判断为噪声； 如果当前饱和判断时间范围内的心电数据大于预先设置的饱和阈值的时间长度总和 超过饱和判断时间阈值，且该饱和判断时间阈值范围内没有检测到有效QRS波则判断为饱 和； 如果当前停搏判断时间范围内心电数据最大最小值差小于停搏幅度阈值，或该停搏判 断时间范围内没有检测到有效QRS波则判断为停搏； 根据子信号质量指数及波形形态参数判断是否为室颤。
6. 根据权利要求5所述的监护设备的参数性能改进方法，其特征在于，判断是否为室 颤的子信号质量指数包括：反映室颤类型的kSQI和/或反映有效信号占所有信号比例的 sSQI ;所述波形形态参数包括：是否为宽波、窗口期内的宽波比例、宽波幅度、波形最值差 中的一个或多个。
7. 根据权利要求2至6中任意一项所述的监护设备的参数性能改进方法，其特征在于， 所述子信号质量指数是反映室颤类型、反映有效信号占所有信号的比例、反映基漂大小、反 映高频噪声大小、反映能量大小、反映噪声大小、反映信号纯度、反映不同算法检测结果差 异中的一种或多种。
8. 根据权利要求1至7中任意一项所述的监护设备的参数性能改进方法，其特征在于， 所述根据所述信号质量指数对处理所述生理信号获得生理参数的过程进行控制的步骤包 括以下步骤中的任何一种或多种： 根据所述信号质量指数选择处理所述生理信号所需的模板；或 根据所述信号质量指数对处理获得的中间生理参数结果进行调整；或 根据所述信号质量指数选择对所述生理信号进行处理的类型。
9. 根据权利要求8所述的监护设备的参数性能改进方法，其特征在于，所述根据所述 信号质量指数对处理获得的中间生理参数结果进行调整的步骤包括以下步骤中的任何一 种或多种： 在信号质量指数表明噪声水平一般时修正分类错误；或 在信号质量指数表明噪声水平较高时锁定预定类型生理参数；或 在信号质量指数表明噪声水平最高时报警噪声。
10. -种参数性能改进系统，其特征在于，包括： 接收模块，获取生理信号； 信号质量指数模块，对所述生理信号进行分析获得信号质量指数； 控制模块，根据所述信号质量指数对处理所述生理信号获得生理参数的过程进行控 制；及 输出模块，输出所述生理参数。
11. 根据权利要求10所述的参数性能改进系统，其特征在于，所述信号质量指数模块 包括： 子信号质量指数单元，获得表征信号特征或状态的子信号质量指数； 第一综合信号质量指数单元，通过对所述子信号质量指数进行计算得到综合信号质量 指数，将所述综合信号质量指数作为所述信号质量指数。
12. 根据权利要求10所述的参数性能改进系统，其特征在于，所述信号质量指数模块 包括： 子信号质量指数单元，获得表征信号特征或状态的子信号质量指数； 第二综合信号质量指数单元，通过对所述子信号质量指数进行计算得到综合信号质量 指数； 修正单元，修正所述综合信号质量指数并将修正后的综合信号质量指数作为所述信号 质量指数。
13. 根据权利要求12所述的参数性能改进系统，其特征在于，所述生理信号为心电数 据，所述修正单元包括： 噪声判断单元和饱和判断单元中的至少一种，判断到所述心电数据为噪声或饱和时， 置综合信号质量指数值为噪声水平最高；和/或 停搏判断单元和室颤判断单元中的至少一种，判断到所述心电数据为停搏或室颤时， 则置综合信号质量指数值为信号质量最好。
14. 根据权利要求13所述的参数性能改进系统，其特征在于， 所述噪声饱和判断单元在判断到预定时间内检出的起搏信号大于噪声判断预定值或 者信号的高频噪声大于噪声判断阈值时，判断为噪声； 所述噪声饱和判断单元在判断到当前饱和判断时间范围内的心电数据大于预先设置 的饱和阈值的时间长度总和超过饱和判断时间阈值，且该饱和判断时间阈值范围内没有检 测到有效QRS波时，判断为饱和； 所述停搏室颤判断单元在判断到当前停搏判断时间范围内心电数据最大最小值差小 于停搏幅度阈值，或该停搏判断时间范围内没有检测到有效QRS波时，判断为停搏； 所述停搏室颤判断单元根据子信号质量指数及波形形态参数判断是否为室颤。
15. 根据权利要求14所述的参数性能改进系统，其特征在于，所述停搏室颤判断单元 判断是否为室颤的子信号质量指数包括：反映室颤类型的kSQI和/或反映有效信号占所有 信号比例的sSQI ;所述反映波形形态参数包括：是否为宽波、窗口期内的宽波比例、宽波幅 度、波形最值差中的一个或多个。
16. 根据权利要求11至15中任意一项所述的参数性能改进系统，其特征在于，所述子 信号质量指数是反映室颤类型、反映有效信号占所有信号的比例、反映基漂大小、反映高频 噪声大小、反映能量大小、反映噪声大小、反映信号纯度、反映不同算法检测结果差异中的 一种或多种。
17. 根据权利要求10至15中任意一项所述的参数性能改进系统，其特征在于，所述控 制模块包括： 模板单元，根据所述信号质量指数选择处理所述生理信号所需的模板；和/或 调整单元，根据所述信号质量指数对处理获得的中间生理参数结果进行调整；和/或 选择单元，根据所述信号质量指数选择对所述生理信号进行处理的类型。
18. 根据权利要求17所述的参数性能改进系统，其特征在于，所述调整单元采用以下 调整方式中的任何一种或多种： 在信号质量指数表明噪声水平一般时修正分类错误；或 在信号质量指数表明噪声水平较高时锁定预定类型生理参数；或 在信号质量指数表明噪声水平最高时报警噪声。
19. 一种包含权利要求10-18任一权利要求所述的参数性能改进系统的监护设备。
【文档编号】A61B19/00GK104434310SQ201310419860
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】孙泽辉, 喻娇, 苏健伟, 杨景明, 谢超成, 叶文宇, 岑建 申请人:深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司