不受睡眠姿势影响的胸部呼吸信号采集方法及系统的制作方法
【专利摘要】一种不受睡眠姿势影响的胸部呼吸信号采集方法及系统，方法是：分别采集受试者在仰卧、左侧卧和右侧卧姿势下其胸部的电阻抗信号和BIOPACTSD117测得的呼吸流速信号；对采集到的电阻抗信号进行模数转换，分别获得仰卧、左侧卧和右侧卧时受试者胸部的电阻抗数字信号；根据获得的电阻抗数字信号及呼吸流速信号，分别提取参考特征值；根据参考特征值对所述受试者在不同睡眠姿势下采集到的胸部呼吸信号进行校准。系统包括：电阻抗信号采集装置及BIOPACTSD117。本发明的方法简单、易操作，且系统的结构简单，抗干扰效果好，能快速准确地采集受试者在不受睡眠姿势影响下的胸部呼吸信号，进而实现对某些肺部疾病的早期检测。
【专利说明】不受睡眠姿势影响的胸部呼吸信号采集方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医疗监测【技术领域】，尤其是涉及一种不受睡眠姿势影响的胸部呼吸信 号采集方法及系统。
【背景技术】
[0002] 目前，临床上经常使用如强迫动态肺量测定法，受迫振荡，断续器技术来获得呼吸 道的力学参数。这些方法所需要的设备不仅笨重不易移动而且还需要患者积极耐心的合 作。标准多导睡眠图仪却只能在睡眠实验室中使用，这极大地限制了它的普及应用。呼吸 流量计是用来测量呼吸流速信号的金标准，但由于它测量时需要用到鼻夹或呼吸面罩来防 止漏气，这易于给患者造成失眠或不适。此外，呼吸测量热敏元件也是一个受欢迎的测量呼 吸信号的工具，但它在定量测量上仍然是不可靠的。胸阻抗容积描记术，是一种方便的呼吸 监测技术，自从上个世纪中叶以来一直被使用。然而，最近的研究发现，它在监测睡眠障碍 上有一些缺点。Brouillette等报道了当使用胸阻抗容积描记术时一些典型的干扰，比如 由心脏诱发的变异性等。此外，Larsen等指出，身体的小幅运动也会极大地干扰呼吸监测。 因此，监测呼吸状况的问题之一是如何精确测量呼吸信号而不会给病人造成不适。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种技术简单易行，测量准确 的不受睡眠姿势影响的胸部呼吸信号采集方法及系统。
[0004] 本发明的技术方案是这样实现的： 本发明所述的不受睡眠姿势影响的胸部呼吸信号采集方法，其特点是包括如下步骤： 51、 分别采集受试者在仰卧、左侧卧和右侧卧姿势下其胸部的电阻抗信号和BI0PAC TSD117测得的呼吸流速信号； 52、 对采集到的仰卧、左侧卧和右侧卧姿势下受试者胸部的电阻抗信号进行模数转换， 分别获得仰卧、左侧卧和右侧卧时受试者胸部的电阻抗数字信号； 53、 根据获得的仰卧、左侧卧和右侧卧时受试者胸部的电阻抗数字信号及呼吸流速信 号，分别提取参考特征值； 54、 根据获得的参考特征值，对所述受试者在不同睡眠姿势下采集到的胸部呼吸信号 进行校准。
[0005] 其中，上述步骤S1的具体操作方法如下： 511、 在左右乳头的连线与左侧腋中线的交点处的上下两端分别固定激励电极和测量 电极的正极，同时在左右乳头的连线与右侧腋中线的交点处的上下两端分别固定激励电极 和测量电极的负极； 512、 在受试者处于仰卧姿势下时，用鼻夹夹紧鼻子，然后通过BIOPAC TSD117测得受试 者在不同睡眠姿势下的呼吸流速信号，同时通过激励电极向受试者输入激励电流； 513、 根据激励电流及测量电压，按照欧姆定律计算出受试者在不同睡眠姿势下其胸部 的电阻抗信号。
[0006] 上述步骤S3的具体操作方法如下： 531、 根据获得的仰卧时受试者胸部的电阻抗数字信号IPDD及呼吸流速信号PNTdd， 左侧卧时受试者胸部的电阻抗数字信号ΙΡ ω及呼吸流速信号PNIYd，右侧卧时受试者胸 部的电阻抗数字信号〇%及呼吸流速信号PNTKD，用滤波器滤波后均值为零，然后根据
【权利要求】
1. 一种不受睡眠姿势影响的胸部呼吸信号采集方法，其特征在于包括如下步骤： 51、 分别采集受试者在仰卧、左侧卧和右侧卧姿势下其胸部的电阻抗信号和BIOPAC TSD117测得的呼吸流速信号； 52、 对采集到的仰卧、左侧卧和右侧卧姿势下受试者胸部的电阻抗信号进行模数转换， 分别获得仰卧、左侧卧和右侧卧时受试者胸部的电阻抗数字信号； 53、 根据获得的仰卧、左侧卧和右侧卧时受试者胸部的电阻抗数字信号及呼吸流速信 号，分别提取参考特征值； 54、 根据获得的参考特征值，对所述受试者在不同睡眠姿势下采集到的胸部呼吸信号 进行校准。
2. 根据权利要求1所述不受睡眠姿势影响的胸部呼吸信号采集方法，其特征在于上述 步骤S1的具体操作方法如下： 511、 在左右乳头的连线与左侧腋中线的交点处的上下两端分别固定激励电极和测量 电极的正极，同时在左右乳头的连线与右侧腋中线的交点处的上下两端分别固定激励电极 和测量电极的负极； 512、 在受试者处于仰卧姿势下时，用鼻夹夹紧鼻子，然后通过BIOPAC TSD117测得受试 者在不同睡眠姿势下的呼吸流速信号，同时通过激励电极向受试者输入激励电流； 513、 根据激励电流及测量电压，按照欧姆定律计算出受试者在不同睡眠姿势下其胸部 的电阻抗信号。
3. 根据权利要求1所述不受睡眠姿势影响的胸部呼吸信号采集方法，其特征在于上述 步骤S3的具体操作方法如下： 531、 根据获得的仰卧时受试者胸部的电阻抗数字信号IPDD及呼吸流速信号PNTdd， 左侧卧时受试者胸部的电阻抗数字信号ΙΡ ω及呼吸流速信号PNIYd，右侧卧时受试者胸 部的电阻抗数字信号〇%及呼吸流速信号PNTKD，用滤波器滤波后均值为零，然后根据
分别计算得到不同睡眠姿势下的呼吸容积信号
532、 根据仰卧时受试者胸部的电阻抗数字信号IPDD及呼吸容积信号VPNTDD，左侧卧时 受试者胸部的电阻抗数字信号ΙΡ ω及呼吸容积信号VPNIYd，右侧卧时受试者胸部的电阻抗 数字信号IPKI^呼吸容积信号VPN4，分别做线性回归分析记为jfkA+bi，y 2=k2x2+b2， y3=k3x3+b3，然后把&作为第一参考特征值，k 2作为第二参考特征值，k3作为第三参考特征 值。
4. 根据权利要求3所述不受睡眠姿势影响的胸部呼吸信号采集方法，其特征在于上述 步骤S4中是根据上述参考特征值kp k2, k3取平均值，即为
，然后把k作 为校正系数。
5. -种不受睡眠姿势影响的胸部呼吸信号采集系统，该系统用于上述任一权利要求所 述不受睡眠姿势影响的胸部呼吸信号采集方法中，其特征在于包括用于采集受试者胸部的 电阻抗信号的电阻抗信号采集装置及用于检测受试者的呼吸流速信号的BIOPAC TSD117， 其中所述电阻抗信号采集装置包括电源模块、恒流源模块、多通道开关模块、数据采集模 块、信号处理模块、激励电极和测量电极，所述恒流源模块用于为测量电极提供电流激励， 所述多通道开关模块分别与激励电极、测量电极、恒流源模块和数据采集模块连接且用于 控制固定在受试者胸部不同位置的激励电极的激励电流及接收测量电极的电压信号并将 接收到的电压信号传输给数据采集模块，所述数据采集模块根据接收到的电压信号计算出 受试者胸部的电阻抗信号，所述信号处理模块与数据采集模块连接而用于对数据采集模块 传输过来的电阻抗信号进行模数转换并对信号进行分析处理，所述电源模块分别与恒流源 模块、多通道开关模块、数据采集模块和信号处理模块电连接而用于对各个模块进行供电。
【文档编号】A61B5/087GK104138259SQ201410311693
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】蒋庆, 周广敏, 刘官正, 王瑛 申请人:中山大学