CN103445767B - 传感监测交互控制全自动自主神经功能检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种传感监测交互控制全自动自主神经功能检测仪及检测方法，检测仪包括：计算机及分别连接至计算机的显示器、心电监测装置、血压监测装置、气道压力监测装置、握力监测装置及呼吸监测装置。检测方法通过规范受测者测试动作，实现最佳数据采集，保证后期自主神经功能评价结果的准确性和精确性。本发明分别采用显示器、气道压力监测装置、握力监测装置及呼吸监测装置对受测者的每一个测试动作进行实时检测和显示，计算机会及时提示不符合标准的测试动作，保证了计算机通过心电监测装置及血压监测装置在检测过程中获取最佳数据，以获得有高度可比性和重复性的准确和精确的自主神经功能评价结果。

Description

传感监测交互控制全自动自主神经功能检测仪

技术领域

本发明涉及医疗检测技术领域，具体涉及一种传感监测交互控制全自动自主神经功能检测仪及检测方法。

背景技术

自主神经通过直接或间接方式调节内脏器官的功能活动，维持机体内外环境的平衡。自主神经功能紊乱，可导致机体各个系统脏器功能活动失调，包括：呼吸系统、心血管系统、消化系统、泌尿系统、皮肤汗腺功能异常、以及性功能紊乱、睡眠障碍等。多种疾病可导致自主神经功能异常或紊乱，正确地评价自主神经功能有着重要的医学意义和价值。

目前有多种评价自主神经功能的检测方法，反映不同系统脏器的自主神经调节功能变化，用于对疾病早期诊断和疾病慢性并发症的筛查、诊断。包括心脏自主神经功能检测,胃肠自主神经功能检测和皮肤汗腺自主神经功能检测等。

心率变异性（HeartRateVariability，HRV）是心脏自主神经功能评价指标之一，指逐次心动周期的时间变化及其规律，反映了心率连续的瞬时波动，这种波动受体内神经、体液的调控，为适应不同的生理状况或某些病理生理状态而做出的反应。（心率随机体状况和昼夜时间变化，这种心率的规则性变化可通过正常QRS波群周期性变化的变异数来反映）。HRV提供了一种新的非创伤性方法对自主神经系统的活动情况进行评价。交感神经活动使心率缓慢变化，迷走神经活动使心率快速变化，即心率加快或减慢在1至数个心搏便可发生。呼吸性窦性心律不齐受迷走神经活动调节，主要反应在高频带（HF）交感神经和迷走神经两者共同调节反应在低频带（LF），但以交感神经调节为主；超低频（VLF）也反映交感神经活动的调节。LF/HF的比值反映心脏交感神经和迷走神经活动的平衡向高交感神经活动的倾斜。简言之，HRV是指窦性心律不齐的程度，HRV大表示心律不齐的程度重、心率变化大或变化快；HRV小表示心律不齐轻、心率变化小或是变化慢。目前研究表明，某些心血管疾病，如心肌梗死、扩张型心肌病、糖尿病性心肌病、充血性心力衰竭等，其心率变异性降低。临床实践证明，HRV可作为心源性猝死危险性的一个独立预测指标，在评价心血管疾病的预后和预测急性心血管事件方面具有重要意义。测量每次心搏之间的变异数，即可了解心率的变异。HRV日间高于夜间，中年人高于老年人。晨间6~9时HRV最低。与晨间冠心病急性发作事件（心绞痛、心梗、猝死）高峰相吻合。研究表明，迷走神经活动增强、交感神经活动减弱，HRV增高；反之迷走神经活动减弱、交感神经活动增强，HRV降低。目前，HRV被认为是一项预测心性猝死，特别是心肌梗死后病人猝死危险性的敏感指标。心肌梗死后HRV降低与严重心律失常事件和心脏性猝死密切相关。HRV检测方法：目前主要有时域分析和频域分析两类。通常采用SDNN、SDANN、rMSSD和HRV三角形指数（心率变异性大时，三角指数也大）等四项指标。⑴时域分析法：SDNN为在一定的时间间隔（24h）内R-R间期的标准差。正常值50~100ms，反映HRV尚好；SDNN＞100ms，反映HRV良好；SDNN＜50ms，反映HRV较差。24hSD可作为预测AMI预后的独立指标。⑵频域分析法：一般将频谱曲线分两个频段，低频段（0.04~0.15Hz）和高频段（0.15~0.40Hz。瞬时心率的频谱曲线与自主神经调节功能有关，当交感神经兴奋时，频谱曲线的低频段出现尖峰；当迷走神经兴奋时，频谱曲线的高频段出现尖峰。0.15HZ以下的峰成为低频峰（LF）；0.15~0.50HZ的峰称为高频峰（HF）；HF受迷走神经调节，LF受交感神经和迷走神经共同调节。⑶心率趋势图：心率随时间的变化可用R-R间期的变化来表示，为观察瞬时心率随时间的变化趋势，通常用瞬时心率变化趋势图直观反映心率变异情况。⑷心率变异直方图：规定的R-R间期为采样间隔来统计不同的R-R间期的心跳次数。正常人心率变异大者，R-R间期直方图呈开放型多峰状；而在心梗、心衰、心肌病等心率变异性降低时，R-R间期直方图多呈单峰状。图形高而窄时，心率变异性小；图形低而宽时，心率变异性大。

目前，临床上评估或检测心脏自主神经功能的方法较多，但还没有真正意义上的“金标准”，在检测心脏自主神经功能的各种方法中，具备临床诊断、临床研究、临床终点价值的方法只有Ewing试验及心率变异性。

心率变异性（HRV）的临床价值被大量研究所肯定，HRV降低是预测心脏病变导致死亡的独立危险因素，是一个敏感的早期发现各种疾病导致心脏自主神经病变的指标。但HRV易受诸多因素如室温、呼吸频率、药物、兴奋谈话、吸烟、饮酒等影响,监测时程的指标较多，重复性较差，诊断标准尚未统一。

Ewing实验需要患者积极配合，各刺激动作水平或程度缺乏监测，难以控制，心电参数测定手工操作，易受受检者和检测者主观因素影响，容易造成误差，具有一定的局限性。

发明内容

本发明提供一种传感监测交互控制全自动自主神经功能检测仪及检测方法，能够在检测过程中最大化的对受测者的检测动作进行标准化，使后期的自主神经功能分析和评价结果更加准确和精确，有良好的可比性和重复性，以解决上述问题。

本发明实施例提供的一种传感监测交互控制全自动自主神经功能检测仪，包括：计算机、显示器、心电监测装置、血压监测装置、气道压力监测装置、握力监测装置及呼吸监测装置；

显示器，用于显示计算机输出的数据信息；

心电监测装置，用于接收计算机的控制指令后自动检测受测者的心电参数，并将该心电参数输出至计算机；

血压监测装置，用于接收计算机的控制指令后自动检测受测者的血压参数，并将该血压参数输出至计算机；

气道压力监测装置，用于检测受测者的吹气气压参数，并将该气压参数输出至计算机；

握力监测装置，用于检测受测者的握力参数，并将该握力参数输出至计算机；

呼吸监测装置，用于检测受测者呼吸频率与呼吸深度的呼吸参数，并将该呼吸参数输出至计算机；

计算机，用于对接收到的心电参数、血压参数、气压参数、握力参数及呼吸参数进行监测处理，并做出自主神经功能评价与分析。

优选地，计算机上还连接有报警装置。

优选地，计算机上还连接有用于检测肠胃并生成胃电图的胃电监测装置。

优选地，计算机上还连接有用于检测皮肤温度的皮温监测装置。

优选地，计算机上还连接有经皮氧分压监测装置及皮肤汗腺监测装置。

基于上述实施例的传感监测交互控制全自动自主神经功能检测仪，本发明实施还提供了一种传感监测交互控制全自动自主神经功能检测方法，包括步骤：

A：受测者向气道压力监测装置吹气，使气道压力参数维持在40mmHg，计算机同时监测气道压力参数，受测者持续吹气15秒后放松，间隔1分钟后重复吹气，共重复3次，计算机通过心电监测装置连续记录受测者心电图，并计算受测者吹气后放松时最长R-R间距与受测者做吹气动作时的最短R-R间距的比值，根据3次重复吹气测得的数据分别进行分析，记录和显示分析结果；

B：受测者以呼吸参数为5秒深吸气和5秒深呼气的呼吸方式接受呼吸监测装置的检测，计算机同时监测呼吸监测装置所检测到的呼吸参数；计算机通过心电监测装置连续记录受测者心电图，计算受测者深呼气时的最长R-R间距与受测者深吸气时的最短R-R间距，进行分析、记录和显示分析结果；

C：受测者首先平卧10分钟接受心电监测装置和血压监测装置的检测，计算机记录受测者平卧时第二个5分钟的基线心电图和三次血压值，并计算收缩压平均值；然后受测者立即站立，计算机记录受测者站立后35次以上心搏周期的R-R间距，计算站立后第25至35次心搏周期中最长的R-R间距和第10至20次心搏周期中最短R-R间距的比值，记录站立后第1、2、3、4、5分钟同一手臂的血压，并计算收缩压平均值；获取受测者平卧时第二个五分钟的收缩压平均值与站立后五分钟的收缩压平均值的差值，分别做受测者平卧的第二个五分钟及站立后五分钟的数据计算和分析，记录和显示分析结果；

D：计算机通过心电监测装置与血压监测装置分别记录受测者的心电图和基础血压，受测者通过握力监测装置获得其自身的最大握力值，受测者以最大握力值的30%或以上的力度施加于握力监测装置，并持续五分钟，计算机同时通过握力监测装置对受测者的握力进行监测，期间每隔1分钟检测受测者未施加握力的另一支手臂的血压，计算该手臂的最高舒张压与基础血压的舒张压的差值，并进行分析、记录和显示分析结果。

优选地，计算机对心电监测装置、血压监测装置、呼吸监测装置、吹气监测装置、握力监测装置、胃电监测装置、皮温监测装置、经皮氧分压监测装置及皮肤汗腺监测装置所检测的数据进行实时收集，计算分析，记录并显示分析结果。

优选地，步骤A中气道压力目标参数和维持时间参数可调整，如未能达到和维持设置标准时、或步骤B中深吸气和深呼气的频率和时间可调整，如未能达到目标频率和时间、或步骤D中握力目标参数和持续时间参数可调整，施加的握力和持续时间未达到设置目标参数时，计算机控制报警装置将显示和发出警报信号。

上述技术方案可以看出，由于本发明实施例分别采用显示器、气道压力监测装置、握力监测装置及呼吸监测装置对受测者的每一个测试动作进行实时检测和显示，计算机会及时提示不符合所设定目标标准的测试动作，保证了计算机通过心电监测装置、血压监测装置以及所连接监测装置在检测过程中获取最佳数据，以获得最准确和最精确的多种自主神经功能分析和评价结果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例1中检测仪的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明实施例提供一种传感监测交互控制全自动自主神经功能检测仪，如图1所示，包括：计算机及分别连接至计算机的显示器、心电监测装置、血压监测装置、气道压力监测装置、握力监测装置及呼吸监测装置。

其中，显示器，用于显示计算机输出的数据信息。该显示器可以是CRT显示器或液晶显示器。

心电监测装置，用于接收计算机的控制指令后自动检测受测者的心电参数，并将该心电参数输出至计算机。本发明实施例中的心电监测装置能够接受计算机的控制，完成对受测者（接受本检测仪检测的人）心电图数据自动采集生成，并向计算机传送检测到的心电图数据。具体地，心电监测装置可以采用动态心电仪。

血压监测装置，用于接收计算机的控制指令后自动检测受测者的血压参数，并将该血压参数输出至计算机。本发明实施例中血压监测装置能够接受计算机的控制，完成对受测者血压数据自动采集生成，包括舒张压和收缩压数据，并将该血压数据传送至计算机。具体地，血压监测装置可以采用四肢血压同步测量仪，测试过程中可以选择同时对受测者四肢进行血压测量，或者选择单一肢臂进行血压测量。

气道压力监测装置，用于检测受测者的吹气气压参数，并将该气压参数输出至计算机。气道压力监测装置设有吹气口，可以采用人工气道气囊压力测试仪，对受测者的气道压力进行精准检测，通过气压传感器将气压参数转换为数字信号并传输至计算机。

握力监测装置，用于检测受测者的握力参数，并将该握力参数输出至计算机。本发明实施例中握力监测装置采用电子握力器，电子握力器通过压力传感器将受测者施加的握力转换为数字信号并传输至计算机。

呼吸监测装置，用于检测受测者呼吸频率与呼吸深度的呼吸参数，并将该呼吸参数输出至计算机，即，将呼吸频率与呼吸深度传输至计算机。本发明实施例中呼吸监测装置可以采用可穿戴式呼吸传感器，检测方便准确。

本发明实施例中计算机作为主控单元，承担数据处理和数据分析的基本功能。计算机用于对接收到的心电参数、血压参数、气压参数、握力参数及呼吸参数进行分析处理，并做出自主神经功能评价。根据心电、血压和所收集数据做的自主神经功能分析、评价属于本领域技术人员所公知的技术，此处不再赘述。

计算机对心电监测装置、血压监测装置、呼吸监测装置、吹气监测装置、握力监测装置、胃电监测装置、皮温监测装置、经皮氧分压监测装置及皮肤汗腺监测装置所检测的数据进行实时显示。本发明实施例中在受测者测试过程中一旦测试动作不符合规范，则计算机会通过其连接的监测装置检测到，则可以通过显示器显示提示信息，提示操作人员和受测者某个测试动作不符合规范，应重新做出该测试动作。为了进一步醒目的提示操作人员和受测者，本发明实施例中计算机上还连接有报警装置。受测者的测试动作不符合规范时，计算机可以同时显示提示信息并发出警报声；本发明实施例中只有受测者的测试动作符合规范时，计算机才开始自动采集呼吸监测装置、吹气监测装置及握力监测装置。以上装置能够实现对心脏自主神经功能的检测，其以握力监测装置、呼吸监测装置及气道压力监测装置所检测到的数据（握力监测装置所检测到的数据包括受测者握力的力量、持续时间、频率；呼吸监测装置所检测到的数据包括受测者呼吸频率与呼吸深度；气道压力监测装置所检测到的数据包括受测者吹气的压力、持续时间、变化频率）作为控制参数，以心电监测装置和血压监测装置、胃电监测装置、皮温监测装置、经皮氧分压监测装置及皮肤汗腺监测装置所检测到的数据作为基本的检测参数，之后计算机能够图（表）显示接收到的心电参数、血压参数、气压参数、握力参数及呼吸参数，并进行分析处理，给出各种自主神经能评价方式的图表结果。

上述各种参数（检测参数和控制参数）的取样分析时间范围、控制和警示范围可无级手动调节，即可人为地设置取样参数的条件，由此，本发明实施例中的检测仪可以组合设定两种或两种以上的多种参数的采样条件（例如对于检测参数的采集条件需要满足测试动作符合的时间条件、控制条件（压力是否满足）、警示范围（不满足条件超出一定范围则报警提示）），只有同时满足所设定的组合条件，才对上述一种或多种参数进行数据采集和分析。

本发明实施例中的检测仪也可以在符合设定的组合控制范围的时间段内自动截取上述一种或多种参数（所述检测参数与控制参数）的数据进行取样分析。

本发明实施例中计算机上还连接有用于检测肠胃并生成胃电图的胃电监测装置，在进行上述心脏自主神经功能检测的同时，可以进行胃肠自主神经功能的自动胃电图分析。

本发明生实施例中计算机上还连接有用于检测皮肤温度的皮温监测装置和经皮氧分压监测装置，同时计算机上还连接了皮肤汗腺监测装置，进一步的能够实现对下肢皮肤泌汗功能评价及外周血管踝肱指数检测。

由此可见，本发明实施例中的检测仪所能实现的检测项目和方法包括：心脏自主神经功能的经典ewing评价和基于各个测试动作过程中HRV（心率变异性）评价、胃肠自主神经功能的自动胃电图分析以及下肢皮肤泌汗功能评价和外周血管踝肱指数检测。通过对受测者测试动作的监测和规范化，实现最佳数据采集，保证自主神经功能评价结果的准确性和精确性。

对于具体的测试规范，将在实施例2中进行详细说明。

本发明实施例中能够较全面的对受测者的整套测试动作进行实时监测，并及时纠正不符合规范的测试动作，极大的提高了后期自主神经功能评价结果的准确性和精确性。

实施例2：

本发明实施例基于上述实施例1中的传感监测交互控制全自动自主神经功能检测仪提出了一种传感监测交互控制全自动自主神经功能检测方法，包括：

步骤A：受测者向气道压力监测装置吹气，使气道压力参数维持在40mmHg，计算机同时监测气道压力参数，受测者持续吹气15秒后放松，间隔1分钟后重复吹气，共重复3次，计算机通过心电监测装置连续记录受测者心电图，并计算受测者吹气后放松时最长R-R间距与受测者做吹气动作时的最短R-R间距的比值，根据3次重复吹气测得的数据分别进行HRV分析，记录分析结果；本步骤中，若受测者在吹气过程中未达到40mmHg的规范要求，则计算机会在显示器上提示测试动作不符合规范并发出警报声，以此警报信号提示操作者和受测者。在监测吹气装置检测到气道压力参数时，计算机会将气道压力参数显示在显示器上，供操作者和受测者实时查看，尤其是受测者能够根据显示值控制自己的吹气力度，使气道压力维持在40mmHg上，达到测试标准，当然，计算机会将计数时间也显示在显示器上，以便于操作者和受测者把握测试的时间，另一方面，受测者的心电图也会实时显示在显示器上，有利于操作者更加直观的掌握测试的结果。

步骤B：受测者以呼吸参数为5秒深吸气和5秒深呼气的呼吸方式接受呼吸监测装置的检测，计算机同时监测呼吸监测装置所检测到的呼吸参数；计算机通过心电监测装置连续记录受测者心电图，计算受测者深呼气时的最长R-R间距与受测者深吸气时的最短R-R间距，并进行HRV分析，记录分析结果；本步骤中，若受测者在每分钟6次深呼吸的过程中深吸气和深呼气的时间未达到5秒的规范要求，则计算机会在显示器上提示测试动作不符合规范并发出警报声，以此警报信号提示操作者和受测者。在呼吸监测装置测到呼吸参数时，计算机会将呼吸参数显示在显示器上，供操作者和受测者实时查看，尤其是受测者能够根据显示值控制自己的呼吸深度时间，使深吸气和深呼气维持在5秒，达到测试标准。

步骤C：受测者首先平卧10分钟接受心电监测装置和血压监测装置的检测，计算机记录受测者平卧时第二个5分钟的基线心电图和三次血压值，并计算收缩压平均值；然后受测者立即站立，计算机记录受测者站立后35次以上心搏周期的R-R间距，计算站立后第25至35次心搏周期中最长的R-R间距和第10至20次心搏周期中最短R-R间距的比值，记录站立后第1、2、3、4、5分钟同一手臂的血压，并计算收缩压平均值；获取受测者平卧时第二个五分钟的收缩压平均值与站立后五分钟的收缩压平均值的差值，分别做受测者平卧的第二个五分钟及站立后五分钟的HRV分析，记录分析结果。本步骤中计算机获得血压监测装置在所述第二个五分钟所检测到的受测者的三次血压值，并对该三次血压值进行平均计算，获得平卧时第二个五分钟的收缩压平均值；计算机还获得血压监测装置在受测者站立后第1、2、3、4、5分钟同一手臂的血压值，该血压值同样包括收缩压和舒张压，并对该五次血压值进行平均计算，获得站立后五分钟的收缩压平均值，从而得出前后两个收缩压的差值。在受测者进行检测时，计算机同样在显示器上显示计数时间，而且计算机能够检测到各监测装置的运行状态，即计算机能够检测到心电监测装置、血压监测装置、气道压力监测装置、握力监测装置及呼吸监测装置的工作状态，即上述各监测装置是否正在检测受测者的相关数据。例如，受测者平卧好以后，操作者可以在计算机上通过键盘或鼠标输入开始测试的指令，则计算机开始计时，同时显示器上显示计数时间，到达10分钟时，计算机提示受测者立即站立，计算机再次计时到达5分钟时会提示此次测试过程满足要求，可以停止此项测试，在此测试过程中，计算机会自动在上述规定时刻获取血压值数据，以为后期HRV分析做数据基础。

步骤D：计算机通过心电监测装置与血压监测装置分别记录受测者的心电图和基础血压，受测者通过握力监测装置获得其自身的最大握力值，受测者以最大握力值的30%力度施加于握力监测装置，并持续五分钟，计算机同时通过握力监测装置对受测者的握力进行监测，期间每隔1分钟检测受测者未施加握力的另一支手臂的血压，计算该手臂的最高舒张压与基础血压的舒张压的差值，并进行HRV分析，记录分析结果。本步骤中的计算机的数据获取和数据显示可参见上述步骤C，而在受测者握力施加未达到握力最大值的30%时，计算机同样在显示器上做出信息提示并控制报警装置发出警报声。

本发明实施例的各个步骤中计算机对心电监测装置、血压监测装置、呼吸监测装置、吹气监测装置、握力监测装置胃电监测装置、皮温监测装置、经皮氧分压监测装置及皮肤汗腺监测装置所检测的数据进行实时显示，并显示分析结果。

本发明分别采用显示器、气道压力监测装置、握力监测装置及呼吸监测装置对受测者的每一个测试动作进行实时检测和显示，计算机会及时提示不符合标准的测试动作，保证了计算机通过心电监测装置及血压监测装置在检测过程中获取最佳数据，以获得有高度可比性和重复性的准确和精确的自主神经功能评价结果。

以上对本发明实施例所提供的一种传感监测交互控制全自动自主神经功能检测仪及检测方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.传感监测交互控制全自动自主神经功能检测仪，其特征在于，包括：计算机、显示器、心电监测装置、血压监测装置、气道压力监测装置、握力监测装置及呼吸监测装置；

显示器，用于显示计算机输出的数据信息；

心电监测装置，用于接收计算机的控制指令后自动检测受测者的心电参数，并将该心电参数输出至计算机；

血压监测装置，用于接收计算机的控制指令后自动检测受测者的血压参数，并将该血压参数输出至计算机；

气道压力监测装置，用于检测受测者的吹气气压参数，并将该气压参数输出至计算机；

握力监测装置，用于检测受测者的握力参数，并将该握力参数输出至计算机；

呼吸监测装置，用于检测受测者呼吸频率与呼吸深度的呼吸参数，并将该呼吸参数输出至计算机；

计算机，用于对接收到的心电参数、血压参数、气压参数、握力参数及呼吸参数进行监测处理，并做出自主神经功能分析和评价；

计算机上还连接有报警装置；

计算机还用于检测并判断在使用所述心电监测装置、血压监测装置、气道压力监测装置、握力监测装置或呼吸监测装置进行测试时的各测试动作是否规范，若否，则控制显示器提示不符合规范的测试动作并通过报警装置提示。

2.如权利要求1所述的传感监测交互控制全自动自主神经功能检测仪，其特征在于，计算机上还连接有用于检测胃电图的胃电监测装置。

3.如权利要求1所述的传感监测交互控制全自动自主神经功能检测仪，其特征在于，计算机上还连接有用于检测皮肤温度的皮温监测装置。

4.如权利要求3所述的传感监测交互控制全自动自主神经功能检测仪，其特征在于，计算机上还连接有经皮氧分压监测装置及皮肤汗腺监测装置。