体外反搏装置治疗效果自动优化方法
【专利摘要】本发明提出了一种体外反搏装置治疗效果自动优化方法，包括用于计算峰值比和面积比的步骤，具体为：先根据非治疗状态下的指脉波预设起始点和峰值点的位置；截取2周期的指脉波数据并计算极值点；利用极值点个数和时间上的相对关系判断数据是否错误；然后利用起始点位置和心电R波的周期确定治疗状态下指脉波的A点和E点，接着利用峰值点确定治疗状态下指脉波的D点，接着利用D点确定H点，再接着利用H点和E点确定S点；最后计算峰值比和面积比。其显著效果是：各个参数点定位准确，避免了充气压力不稳、气路泄气漏气等现象造成的干扰，结合切迹点和气压调节方法，保证了充、排气时刻的准确性，提高了体外反搏治疗的效果。
【专利说明】体外反搏装置治疗效果自动优化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗器械中的体外反搏装置，具体涉及一种体外反搏装置治疗效果自动优化方法。
【背景技术】
[0002]现有的体外反搏装置用气囊对下肢和臀部在心脏舒张期施加外压，使下肢血液反流致上半身，增加心脑等重要脏器的血液灌流，以改善缺血组织的血液供应。尤其对冠心病、心肌梗塞、脑中风等心脑血管疾病有显著的治疗效果.[0003]然而，挤压的时机可以在公认的心脏舒张期特定时间范围内选择，由于不同人的身体状况不同，其最佳挤压点也有所不同。中国专利200510033145.2公开了一种自动跟踪调整体外反搏器最佳压力施加和释放时间的方法，该方法通过采集人体指脉信号，计算反搏过程中舒张波峰与收缩波峰的峰值比和面积比，通过查找峰值比和面积比的最大值来确定病人的反搏最佳施加和释放压力时间。该方法虽然公开了利用峰值比和面积比作为参考标准实现体外反搏的控制，但在实施过程中，根据采集所得的指脉波，难以准确确认一个周期内舒张波峰点、收缩波峰点以及转折点的具体位置，从而导致计算所得的峰峰比和面积比不准确，影响治疗效果。
[0004]本 申请人:也曾申请过中国专利:201110325536.7，该专利公开了一种体外反搏装置充排气时间自动调节方法，该方法通过采集颞脉波信号，调节体外反搏装置的充气时间，使得反搏时颞脉波的舒张波升高起始点正好落在原切迹点处，从而实现反搏充气时间的自动控制。
[0005]具体可以参见图1所示的波形，该波形为体外反搏治疗状态下的指脉波形或颞脉波形，图中的A点为一个周期的起始点，D点为收缩波峰，S点为舒张波峰，H点为拐点，E点为一个周期的结束点，同时也为下一周期的起始点。通过上述分析可知，不论是哪一种方法，准确的寻找A、D、H、S和E这5个点的位置才能保证其可靠的治疗效果，由于在反搏过程中存在充气压力不稳、气路泄气漏`气、指脉采样精度不高等现象，波形中的各点位置还难以实现精确的定位。
【发明内容】
[0006]为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种体外反搏装置治疗效果自动优化方法，在提高各个点定位精度的前提下，利用峰值比、面积比以及寻找切迹点的方法实现体外反搏治疗效果的自动优化。
[0007]为了达到上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下:
[0008]一种体外反搏装置治疗效果自动优化方法，包括用于计算峰值比和面积比的步骤，其关键在于:所述用于计算峰值比和面积比的步骤具体为:
[0009]S1:开始时，根据非治疗状态下的指脉波预设起始点和峰值点的位置；
[0010]S2:截取2周期的指脉波数据并计算极值点；[0011]S3:判断极值点的个数是否大于3，如果大于3，则进入步骤S4，；如果不大于3，则输出错误信息，结束峰值比和面积比的计算；
[0012]S4:判断是否正在进行体外反搏治疗；如果是，则进入步骤S5，；如果不是，则更新起始点和峰值点的位置，返回步骤S2 ；
[0013]S5:利用非治疗状态下的指脉波起始点位置和心电R波的周期确定治疗状态下指脉波的A点和E点,其中A点为治疗状态下的指脉波周期起始点,E点为治疗状态下的指脉波周期结束点；如果在非治疗状态下的指脉波起始点位置预设范围内不能找到极小值点，则A点、E点定位不成功，输出错误信息，结束峰值比和面积比的计算；
[0014]S6:利用非治疗状态下的指脉波峰值点确定治疗状态下指脉波的D点,D点为治疗状态下的收缩波峰点；如果在非治疗状态下的指脉波峰值点位置预设范围内不能找到极大值点，则D点定位不成功，输出错误信息，结束峰值比和面积比的计算；
[0015]S7:利用D点确定H点，选择D点之后的极小值点为H点，H点即为治疗状态下指脉波的拐点；
[0016]S8:利用H点和E点确定S点，选择H点和E点之间幅值最大的极值点作为S点，S点为治疗状态下的舒张波峰点；
[0017]S9:根据S点和D点的幅值计算峰值比，以H点为拐点计算面积比。
[0018]根据具体的应用场景，所述指脉波可替换为颞脉波或耳脉波。
[0019]除了准确计算峰值比和面积比的步骤外，本方法还包括用于判断峰值比和面积比是否达到期望值的步骤，如果计算所得的峰值比和面积比都达到期望值，则优化算法结束，如果计算所得的峰值比和面积比未达到期望值，则进入步骤Sio ；
[0020]SlO:利用切迹点判断充气时刻是否准确，如果准确，则进入步骤S11，通过增加治疗压力来改变峰值比和面积比；如果不准确，则进入步骤sir;通过调整充气点的时间来改变峰值比和面积比。
[0021]综合上述步骤可以发现，本方法计算出准确的峰值比和面积比后，将其与预设的期望值进行比较，如果满足期望值，则说明达到治疗效果，如果未满足期望值，则先检查充气时刻是否准确，如果充气时刻准确，则通过调压来改变治疗效果，如果充气时刻不准确，则通过修正充气时间来优化治疗效果，在保证峰值比和面积比计算准确的基础上，利用峰值比、面积比作为评价标准，结合切迹点调整充气时刻的方法，最终实现体外反搏治疗效果的最优化。
[0022]作为进一步描述，所述步骤SlT中，首先调整充气点到最佳时刻，然后延时10秒重新计算峰值比和面积比，接着判断调整后的峰值比和面积比是否达到期望值，如果达到则优化算法结束；如果还未达到，则进入步骤S11，通过增加治疗压力来改变峰值比和面积比。
[0023]再进一步描述，所述步骤SI I中，首先增加治疗压力，然后延时10秒重新计算峰值比和面积比，接着判断调整后的峰值比和面积比是否达到期望值，如果达到则优化算法结束；如果仍未达到，则提醒检查气路系统是否存在故障，最终优化算法结束。
[0024]根据具体设备参数的设计，所述步骤Sll中，治疗压力的调整范围为0.0OOMPa~0.060MPa。
[0025]根据具体设备参数的设计，所述峰值比和面积比的期望值为1.0~3.0。[0026]本发明的显著效果是:方法步骤简单，在计算峰值比和面积比时，各个参数点定位准确，避免了充气压力不稳、气路泄气漏气等现象造成的干扰，结合切迹点和气压调节方法，保证了充、排气时刻的准确性，提高了体外反搏治疗的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面附图和实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0028]图1是体外反搏治疗状态下的指脉波波形图；
[0029]图2是本发明计算峰值比和面积比的方法步骤图；
[0030]图3是利用图2计算所得的峰值比和面积比进行优化控制的流程图；
[0031]图4是非治疗状态下体外反搏装置仪表显示波形截图；
[0032]图5是治疗状态下充气过早时体外反搏装置仪表显示波形截图；
[0033]图6是治疗状态下充气过晚时体外反搏装置仪表显示波形截图；
[0034]图7是治疗状态下充气最佳时体外反搏装置仪表显示波形截图。
[0035]图4-图7的每幅图中，第一个波形为心电信号波形图，第二个波形为充气脉冲波形图，第三个波形为指脉波波形图，每幅图中右边所示的R-I表示R波到充气时刻的距离，R-D表示R波到排气时刻的距离。
【具体实施方式】
[0036]下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0037]如图2所示，一种体外反搏装置治疗效果自动优化方法，包括用于计算峰值比和面积比的步骤，该步骤具体为:
[0038]S1:开始时，根据非治疗状态下的指脉波预设起始点和峰值点的位置，本例以指脉波为例进行介绍，当然也可以选择颞脉波或耳脉波作为检测信号；
[0039]S2:截取2周期的指脉波数据并计算极值点，这里是通过求斜率的方式确定各个极值点的位置；
[0040]S3:判断极值点的个数是否大于3，如果大于3，则进入步骤S4，；如果不大于3，则输出错误信息，结束峰值比和面积比的计算；
[0041]本步骤通过极值点的个数来初步判断数据采样是否准确，如果2个周期的指脉波数据极值点个数小于3个，则说明采样不准确，需要输出错误信息，检测指脉采集设备或相应电路是否连接准确，只有在采样准确的情况下再进入步骤S4进行下一步判断。
[0042]S4:判断是否正在进行体外反搏治疗；如果是，则进入步骤S5，；如果不是，则更新起始点和峰值点的位置，返回步骤S2 ；
[0043]步骤S4是用于判断设备是否处于治疗状态，如果在非治疗状态，则利用采集的新数据更新非治疗状态下的指脉波起始点和峰值点的位置，如果处于治疗状态，则一个周期指脉波将会出现收缩波峰和舒张波峰两个峰值点，进而确定各个极值点的准确位置。
[0044]S5:利用非治疗状态下的指脉波起始点位置和心电R波的周期确定治疗状态下指脉波的A点和E点,其中A点为治疗状态下的指脉波周期起始点,E点为治疗状态下的指脉波周期结束点；如果在非治疗状态下的指脉波起始点位置预设范围内不能找到极小值点，则A点、E点定位不成功，输出错误信息，结束峰值比和面积比的计算；
[0045]S6:利用非治疗状态下的指脉波峰值点确定治疗状态下指脉波的D点，D点为治疗状态下的收缩波峰点；如果在非治疗状态下的指脉波峰值点位置预设范围内不能找到极大值点，则D点定位不成功，输出错误信息，结束峰值比和面积比的计算；
[0046]步骤S5和S6中的预设范围通常为正负50ms。
[0047]S7:利用D点确定H点,选择D点之后的极小值点为H点，H点即为治疗状态下指脉波的拐点；
[0048]S8:利用H点和E点确定S点，选择H点和E点之间幅值最大的极值点作为S点，S点为治疗状态下的舒张波峰点；
[0049]S9:根据S点和D点的幅值计算峰值比，以H点为拐点计算面积比。
[0050]如图3所示，在具体进行体外反搏治疗控制时，先根据专利201110325536.7所公开的利用切迹点法设置一个初始的充排气时刻，然后利用图2所示的步骤可以准确算出峰值比和面积比，接下来判断峰值比和面积比是否达到期望值，如果计算所得的峰值比和面积比都达到期望值，则优化算法结束，如果计算所得的峰值比和面积比未达到期望值，则进入步骤SlO ；
[0051]这里的峰值比和面积比的期望值为1.0~3.0，本例中设置峰值比的期望值为1.2，面积比的期望值为2.0。
[0052]接下来SlO:利用切迹点判断充气时刻是否准确，如果准确，则进入步骤S11，通过增加治疗压力来改变峰值比和面积比；如果不准确，则进入步骤sir;通过调整充气点的时间来改变峰值比和面积比。
[0053]而步骤SlT中，首先调整充气点到最佳时刻，然后延时10秒重新计算峰值比和面积比，接着判断调整后的峰值比和面积比是否达到期望值，如果达到则优化算法结束；如果还未达到，则进入步骤S11，通过增加治疗压力来改变峰值比和面积比。
[0054]而步骤SI I中，首先增加治疗压力，然后延时10秒重新计算峰值比和面积比，接着判断调整后的峰值比和面积比是否达到期望值，如果达到则优化算法结束；如果仍未达到，则提醒检查气路系统是否存在故障，最终优化算法结束。
[0055]步骤Sll中，治疗压力的调整范围为0.0OOMPa~0.060MPa,通常设置为
0.030MPa。
[0056]下面结合图4-图7来说明本方法的优化效果:
[0057]图4所示非治疗状态下体外反搏装置仪表显示波形截图，第一个波形为装置采集所得的心电信号，主要用于获取R波的周期和切迹点的位置，第二个波形为充气脉冲控制信号波形，这里为O表示没有充气控制信号，第三个波形为指脉波的波形图，从图中可以看出，在非治疗状态下，一个周期的指脉波只具有一个收缩波峰点。
[0058]当其进入体外反搏治疗时，如果充气过早，体外反搏装置仪表显示波形截图如图5所示，图中靠右部分所示的R_I=112，表示R`波到充气时刻的时间为112ms，R-D=416，表示R波到排气时刻的时间为416ms，该状态下的峰值比为1.03，面积比为1.43，均未达到预设的期望值，因此需要调整充气时刻。
[0059]如果充气过晚，体外反搏装置仪表显示波形截图如图6所示，图中靠右部分所示的R_I=168，表示R波到充气时刻的时间为168ms，R_D=448，表示R波到排气时刻的时间为448ms，该状态下的峰值比为1.08，面积比为1.41，也未达到预设的期望值，同样需要调整充气时刻。
[0060]通过寻找切迹点法将充气时刻调整到最佳位置后，体外反搏装置仪表显示波形截图如图7所示，图中靠右部分所示的R-1=136，表示R波到充气时刻的时间为136ms，R-D=424，表示R波到排气时刻的时间为424ms，该状态下的峰值比为1.31，面积比为2.02，达到了预设的期望值，从而满足治疗效果的需求。
[0061]本例中的充气压力设置在0.030Mpa上，检测出的压力0.029Mpa，在正常压力范围内，因此不存在泄气和漏气状况，只调整了充排气时间即实现体外反搏装置治疗效果的自动优化。
[0062]最后需要说明的是，尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的`范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种体外反搏装置治疗效果自动优化方法，包括用于计算峰值比和面积比的步骤，其特征在于:所述用于计算峰值比和面积比的步骤具体为: S1:开始时，根据非治疗状态下的指脉波预设起始点和峰值点的位置； 52:截取2周期的指脉波数据并计算极值点； 53:判断极值点的个数是否大于3，如果大于3，则进入步骤S4，；如果不大于3，则输出错误信息，结束峰值比和面积比的计算； 54:判断是否正在进行体外反搏治疗；如果是，则进入步骤S5，；如果不是，则更新起始点和峰值点的位置，返回步骤S2 ； 55:利用非治疗状态下的指脉波起始点位置和心电R波的周期确定治疗状态下指脉波的A点和E点，其中A点为治疗状态下的指脉波周期起始点，E点为治疗状态下的指脉波周期结束点；如果在非治疗状态下的指脉波起始点位置预设范围内不能找到极小值点，则A点、E点定位不成功，输出错误信息，结束峰值比和面积比的计算； 56:利用非治疗状态下的指脉波峰值点确定治疗状态下指脉波的D点，D点为治疗状态下的收缩波峰点；如果在非治疗状态下的指脉波峰值点位置预设范围内不能找到极大值点，则D点定位不成功，输出错误信息，结束峰值比和面积比的计算； 57:利用D点确定H点，选择D点之后的极小值点为H点，H点即为治疗状态下指脉波的拐点； 58:利用H点和E点确定S点，选择H点和E点之间幅值最大的极值点作为S点，S点为治疗状态下的舒张波峰点； 59:根据S点和D点的幅值计算`峰值比，以H点为拐点计算面积比。
2.根据权利要求1所述的体外反搏装置治疗效果自动优化方法，其特征在于:所述指脉波可替换为颞脉波或耳脉波。
3.根据权利要求1或2所述的体外反搏装置治疗效果自动优化方法，其特征在于:还包括用于判断峰值比和面积比是否达到期望值的步骤，如果计算所得的峰值比和面积比都达到期望值，则优化算法结束，如果计算所得的峰值比和面积比未达到期望值，则进入步骤SlO ； SlO:利用切迹点判断充气时刻是否准确，如果准确，则进入步骤S11，通过增加治疗压力来改变峰值比和面积比；如果不准确，则进入步骤sir;通过调整充气点的时间来改变峰值比和面积比。
4.根据权利要求3所述的体外反搏装置治疗效果自动优化方法，其特征在于:所述步骤SlT中，首先调整充气点到最佳时刻，然后延时10秒重新计算峰值比和面积比，接着判断调整后的峰值比和面积比是否达到期望值，如果达到则优化算法结束；如果还未达到，则进入步骤S11，通过增加治疗压力来改变峰值比和面积比。
5.根据权利要求3所述的体外反搏装置治疗效果自动优化方法，其特征在于:所述步骤Sll中，首先增加治疗压力，然后延时10秒重新计算峰值比和面积比，接着判断调整后的峰值比和面积比是否达到期望值，如果达到则优化算法结束；如果仍未达到，则提醒检查气路系统是否存在故障，最终优化算法结束。
6.根据权利要求5所述的体外反搏装置治疗效果自动优化方法，其特征在于:所述步骤Sll中，治疗压力的调整范围为0.0OOMPa~0.060MPa。
7.根据权利要求5所述的体外反搏装置治疗效果自动优化方法，其特征在于:峰值比和面积比的期望值为1.0~3.0。
【文档编号】A61H31/00GK103550053SQ201310571438
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】王智慧, 肖前军, 曹晓春, 樊鑫 申请人:重庆普施康科技发展有限公司