自主神经心脏调控功能测量方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于医学检测技术领域，特别涉及一种自主神经必脏调控功能测量方法和 设备。
[0002]
【背景技术】
[0003] 据《中国必血管病报告2012》，全国必血管病患者2. 9亿，其中高血压2. 66亿（患 病率为24%)，卒中至少700万，必肌梗死250万，必力衰竭450万。高血压是卒中和冠必病 发病的主要危险因素，我国有超过半数的必血管病发病与高血压有关。
[0004] 现代医学已经可W检测必脏缺陷、血管狭窄、血液成分，但没有必血管系统功能测 量和评估技术。很多必血管病，例如冠必病，其症状在病情发展到后期才会显现，大多数病 人在突发必脏病之前的几年、甚至几十年的发展期并无明显征兆。一旦发病，后果不堪设 想。我们不能及时地诊断必血管病的原因在于，必血管系统的评估必须是其在日常生活中 对包括活动、工作、休息和睡眠时的生理反应，W及生理节奏的变化。
[0005] 必血管病的诊断，特别是早期诊断，应该主要依赖于对必血管系统动态功能的评 估。必血管系统对活动的生理反应和节奏很大程度上受自主神经系统（ANS)调控。研究表 明，超常的交感神经活动是损害必血管系统、导致多种必血管病、提高发病率和死亡率的原 因。肾素血管紧张醒固丽可W引起和保持交感神经过度活动，压力感受器灵敏度的下降和 化学感知器灵敏度的上升也会产生交感神经过度活动，常会导致高血压和必衰。压力感受 器被公认为自主神经必血管系统调控的关键。压力感受器灵敏度（BRS)在交感和副交感神 经失衡中起关键作用，送种失衡引发必血管系统奈乱和造成多种疾病的根源。国际上多次 大规模研究表明，压力感受器灵敏度的降低，必梗、必衰、粹死等必脏事件的死亡率增加到3 倍左右。BRS是必血管系统的一项重要且独立的危险指数。稳定测量BRS对于必血管系统 疾病的诊断和量化管理具有重要意义。
[0006] 自主神经系统调控研究最早由哈佛大学教授Walter Bra壯ord Cannon开拓。 他于1932年发表了他的划时代的论著"The Wisdom of the Body",提出了体内平衡 (化meostatis)的概念。另一个划时代的工作是，1938年，Corneille化ymans获得生理 医学诺贝尔奖，其贡献是发现了必血管系统反射控制区，其中，颈动脉窦的主动脉弓压力感 受性反射，和中必动脉的主动脉减压神经，平衡和调控血压、必率和呼吸。自主神经必血管 系统的调控保证了必脏输出和血液循环，W及代谢的最佳状态。必脏和血管分布的交感神 经是激励性的，它的活动使血管收缩、必率增加、必脏收缩增强。反之，副交感神经是抑制性 的，它的活动导致必率降低和必脏收缩变缓。交感神经必须充分激励W便应对紧急事件。当 神经紧张血压升高时，副交感神经应该活动起来，使必脏平静。送种一张一弛，形成了必血 管系统的平衡。如果交感和副交感神经的平衡被打破，交感神经持续活跃，而副交感神经处 于抑制状态，必血管系统则处于严重失调的病态，住院率和死亡率上升。
[0007] 可见，自主神经调控失衡，表现在压力感受器灵敏度下降、交感和副交感神经活性 下降。送些都是很多致命性必血管病发生的起源和独立指标。因此，定量测量压力感受器灵 敏度，度量交感和副交感神经活性，对于必血管的有效诊断、治疗效果的评估、预防、康复， 都具有重要意义。
[0008] 然而，压力感受器灵敏度测量困难，至今没有理想测量方法。目前被采用的是有创 方法，给病人注射苯肾上腺素(血管收缩剂)致血压升高、必率降低。送种通过注射药物来测 量的方法往往不容易被患者接受。2012年授权的美国专利US8, 152, 730提出了一种嵌入体 内的压力感受器灵敏度连续测量设备"Method for continuous baroreflex sensitivity measurement",它利用嵌入体内的传感器，测量血压、必率和呼吸，从而计算出一个呼吸周 期内的最大血压变化和最大必率变化，进一步计算出压力感受器灵敏度。也有人提出类似 的体外测量设想。但是，送类方法都得不到稳定的结果；原因一，在呼吸周期内，血压和必率 受呼吸影响，但是，影响血压和必率的因素复杂，很难归结为压力感受器的作用；原因二，将 压力感受器灵敏度定义为单位血压变化所引起的必率变化本身就不科学，因为压力感受器 感受压力变化，输出激发冲动至交感副交感神经，本身不能产生必率变化。由于在整个必脏 调控系统中，压力感受器只是感受器，调控的主体是交感和副交感神经。科学的方法是，将 压力感受器、交感和副交感神经置于整个调控系统中，建立调控系统数学模型，使用智能感 知技术，定量测量和估值压力感受器灵敏度、交感副交感神经活性，量化自主神经对必血管 系统的调控状态，评估必血管系统动态功能及其临床意义。
【发明内容】
[0009] 为了无创、无风险、准确地测定压力感受器灵敏度、交感副交感神经活性，评估自 主神经必脏调控状态，评估必血管系统的风险系数，本发明提供一种自主神经必脏调控功 能测量方法和设备，它在人体完成起立动作或作倾斜试验时实时测量血压和必率连续变 化，使用自主神经必脏调控模数学型，计算出压力感受器灵敏度、交感副交感神经活性。
[0010] 为实现所述目的，本发明的一种自主神经必脏调控功能测量方法，其实施方案包 括： 在起立或倾斜试验的场景下测量必电图和脉搏波，进而计算连续平均血压和必率值序 列； 自主神经必脏调控数学模型，用W定量描述起立或倾斜试验过程中压力感受器、交感 副交感神经对血压和必率的调控作用；基于所述自主神经必脏调控数学模型，使用起立或 倾斜试验中的连续平均血压和必率值序列，运用最优化方法，求得个性化调控模型参数，进 而计算压力感受器灵敏度、交感副交感神经活性等自主神经必脏调控系统参数。
[0011] 本发明的自主神经必脏调控功能测量设备是一穿戴式数字测量设备，其实施方案 包括： 穿戴式数据采集单元，包括采集人体运动和体位信息的加速度传感器、采集必电数据 的必电电极、采集脉搏波数据的压力传感器、前置放大和滤波电路；数据采集控制单元，同 步采集运动数据、必电数据和脉搏波数据，通过无线或有线方式送往计算单元；计算单元由 加速度信号确定起立或倾斜试验的起始，分析必电图和脉搏波信号来计算必率和连续平均 血压值，计算自主神经必脏调控模型的个性化参数，计算压力感受器灵敏度和交感副交感 神经活性数值。
[0012] 根据本发明的实施例，所述自主神经必脏调控功能测量方法采用起立或倾斜试验 测量场景，由于重力的作用，成年人起立时约有500毫升血液不是通过静脉回流，而是流向 下肢，导致血压急剧变化，从而突出血压变化引起必率变化事件，降低了其它因素的影响， 保证了较为理想的调控功能测量环境，模拟了实际生活场景。
[0013] 根据本发明的实施例，所述自主神经必脏调控功能测量方法中的连续平均血压测 量采用测量必电图和標动脉脉搏波，计算必电图和標动脉脉搏波的相位差，进而获得脉搏 波传播速度；使用平均血压与脉搏波传播速度的关系式计算连续平均血压；由于所述测量 环境中人体血管参数和血液参数不变，也由于调控功能测量所需的是血压变化，所述连续 血压测量方法简单、有效。
[0014] 根据本发明的实施例，可W使用光电血管容积图代替標动脉脉搏波，计算其与必 电图的相位差，获得脉搏波波速，