CN108742594B - 一种穿戴式冠心病检测装置 - Google Patents
一种穿戴式冠心病检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108742594B CN108742594B CN201810655800.5A CN201810655800A CN108742594B CN 108742594 B CN108742594 B CN 108742594B CN 201810655800 A CN201810655800 A CN 201810655800A CN 108742594 B CN108742594 B CN 108742594B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- heart disease
- coronary heart
- pulse wave
- photoplethysmography
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 208000029078 coronary artery disease Diseases 0.000 title claims abstract description 60
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000013186 photoplethysmography Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000009084 cardiovascular function Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 24
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 230000002107 myocardial effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- 230000004872 arterial blood pressure Effects 0.000 claims description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 9
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 8
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 claims description 7
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 claims description 7
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 claims description 7
- 206010002383 Angina Pectoris Diseases 0.000 claims description 6
- 206010008469 Chest discomfort Diseases 0.000 claims description 6
- 208000000059 Dyspnea Diseases 0.000 claims description 6
- 206010013975 Dyspnoeas Diseases 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 claims description 5
- 230000035487 diastolic blood pressure Effects 0.000 claims description 5
- 230000035488 systolic blood pressure Effects 0.000 claims description 5
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 claims description 4
- 208000010125 myocardial infarction Diseases 0.000 claims description 4
- 230000006399 behavior Effects 0.000 claims description 3
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims description 3
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims description 3
- 230000009194 climbing Effects 0.000 claims description 3
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 claims description 3
- 230000037213 diet Effects 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 claims description 3
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 claims description 3
- 206010008479 Chest Pain Diseases 0.000 claims description 2
- 230000002526 effect on cardiovascular system Effects 0.000 description 7
- 208000024172 Cardiovascular disease Diseases 0.000 description 6
- 230000008081 blood perfusion Effects 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 210000004351 coronary vessel Anatomy 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 208000019622 heart disease Diseases 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 208000031225 myocardial ischemia Diseases 0.000 description 2
- 206010063746 Accidental death Diseases 0.000 description 1
- 201000001320 Atherosclerosis Diseases 0.000 description 1
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 1
- 206010061216 Infarction Diseases 0.000 description 1
- 208000005392 Spasm Diseases 0.000 description 1
- 208000007536 Thrombosis Diseases 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 208000026106 cerebrovascular disease Diseases 0.000 description 1
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 1
- 235000006694 eating habits Nutrition 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000007954 hypoxia Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000007574 infarction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000002601 radiography Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/0205—Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
- A61B5/681—Wristwatch-type devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7235—Details of waveform analysis
- A61B5/725—Details of waveform analysis using specific filters therefor, e.g. Kalman or adaptive filters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
- A61B5/7275—Determining trends in physiological measurement data; Predicting development of a medical condition based on physiological measurements, e.g. determining a risk factor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
- A61B5/742—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means using visual displays
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
- A61B5/746—Alarms related to a physiological condition, e.g. details of setting alarm thresholds or avoiding false alarms
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B7/00—Instruments for auscultation
- A61B7/02—Stethoscopes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
- A61B5/02416—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate using photoplethysmograph signals, e.g. generated by infrared radiation
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physiology (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
本发明涉及一种穿戴式冠心病检测装置，包括：贴片，其包括心音检测传感器、ECG传感器、第一PPG传感器，分别检测心音信号、ECG信号、第一光电容积脉搏波信号；接收端，其接收由贴片无线发送的心音信号、ECG信号、第一光电容积脉搏波信号，所述接收端具备第二PPG传感器，其感测第二光电容积脉搏波信号；所述接收端还具备处理器，对信号进行处理，得到冠心病患病风险程度指数。通过本发明的装置，可以得到冠心病患病风险程度指数以及穿戴者的心血管功能状况。
Description
技术领域
本发明涉及医疗检测装置技术领域，尤其涉及一种可穿戴式冠心病检测装置。
背景技术
当今社会，生活节奏的加快以及不科学的饮食习惯、自我保健意识的缺乏等因素，导致心血管疾病发病率越来越高，全世界每年死于心血管疾病的人数高达1500万人， 居各种死因首位。
心血管疾病具有“发病率高、死亡率高、复发率高，并发症多”的特点，冠心病是心血管疾病中较常见的一种，它是供给心脏营养物质的血管--冠状动脉发生严重粥样硬化或痉挛，使冠状动脉狭窄或阻塞，形成血栓，造成管腔闭塞，导致心肌缺血缺氧或梗塞的一种心脏病，亦称缺血性心脏病，在临床上主要表现为心绞痛或心肌梗塞，使脉动及心率波动失调。在以往的病情发作中，病人往往来不及求助或没有能力控制自己来求救。特别是那些老年人，一起睡觉身边的人病发身亡都没有一点察觉。有时有可能心血管已经发生潜在危险，但是病人没有发觉或者体检时没有检查出来，当突发时会造成来不及救治。而现有的监测冠心病的装置通常不能连续的长时间进行发病潜在监测以及在监测时进行有效的自救；也不能进行有效的提醒潜在心脏病患者随身携带药片，同时也不能进行有效的报警，监测和预测效果也不佳。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种可以方便穿戴、连续监测患者的心血管状况，尤其是监测冠状动脉情况的装置，使用该装置，可以预测和判断潜在的冠心病发病可能，同时能对心血管状况进行可靠分级，在得到冠状动脉情况后，进行不同程度的报警、提示，并能提醒周围人群、医务工作者、医生、看护等人员及时采取措施，减小因为不能及时救治而引发死亡等事件的概率。
本发明的穿戴式冠心病检测装置，包括：
贴片，其包括心音检测传感器、ECG传感器、第一PPG传感器，分别用于检测心音信号、ECG信号、第一光电容积脉搏波信号；
接收端，其接收由贴片无线发送的心音信号、ECG信号、第一光电容积脉搏波信号，所述接收端具备第二PPG传感器，其感测第二光电容积脉搏波信号；所述接收端还具备处理器，对所述心音信号、ECG信号、第一光电容积脉搏波信号以及第二光电容积脉搏波信号；所述接收端具备输入装置，穿戴者可以输入心脏绞痛或胸闷感受程度；
所述处理器根据所述心音信号、ECG信号、第一光电容积脉搏波信号以及第二光电容积脉搏波信号以及所述输入，得到冠心病患病风险程度指数。
所述的贴片包括外壳，所述的音检测传感器、ECG传感器、第一PPG传感器设置在外壳内，所述的外壳内还设有一个可推拉式的隔间，隔间可以推拉出外壳的外面；隔间内其中一侧设有红外线发射器，与设有红外线发射器相对的一侧设有红外线接收器。
所述的接收端为手环或智能手表，手环设有显示装置，所述的显示装置为触摸式显示屏，所述的触摸式显示屏可以作为所述输入装置；所述的触摸屏显示装置具有显示界面，所述的显示界面弹出如下程度指数选择性供受试者输入：（1）略微胸闷或者呼吸难受；（2）胸闷或者呼吸困难；（3）心绞痛；在选择完程度指数后，所述的显示界面还弹出如下选项供受试者选择输入运动状态：（1）处于平静状态；（2）走路或散步；（3）慢跑；（4）快跑；（5）爬楼梯。
处理器根据所述ECG信号波形、第一光电容积脉搏波信号、第二光电容积脉搏波信号，得到脉搏波传导时间PTT；所述处理器对第一光电容积脉搏波波形和第二光电容积脉搏波波形进行卡尔曼滤波，同时记录卡尔曼滤波系数K；所述处理器根据所述脉搏波传导时间PTT得到血压值，具体为：
SBP=a*K*PTT+b；
DBP=c*K*PTT+d;
其中，a，b，c、d为经验常数，SBP为收缩压，DBP为舒张压，且a<c。
进一步地，所述处理器对ECG信号的波形进行处理，得到ST段信号的长度、ST段信号的一阶导数、R波位置、峰峰值、RR间隔；所述处理器对所述第一及第二光电容积脉搏波信号进行处理，得到PPG信号的一阶及二阶导数；所述的处理器根据所述PTT以及人体肢段的距离，得到脉搏波传导速度PWV；所述的处理器根据所述脉搏波传导速度PWV，得到动脉的区域顺应性指标C，C≈L*PWV，L为血管血液特性系数；所述的处理器根据所述RR间隔得到心率HR，根据所述HR、SBP得到心肌血流灌注指标Q，Q=e*（f*（HR*SBP）*10-3）-g，其中e，f，g为经验常数；所述的处理器还根据心率、动脉压、静脉压得到平均动脉压
，其中，h为常数。
进一步地，所述的处理器设定输入参数矩阵，所述的输入参数为ST段信号的长度、ST段信号的一阶导数、R波位置、峰峰值、RR间隔、PPG信号的一阶及二阶导数、脉搏波传导速度PWV、区域顺应性指标C、心率HR、心肌血流灌注指标Q，平均动脉压、所述的程度指数、所述的运动状态；所述输入参数矩阵为A，
，其中A1、A2……分别表示所述输入参数，T表示矩阵的转置，因此，A为列向量；同时建立输入与输入参数矩阵对应的权重参数矩阵
，B为行向量；根据所述输入参数矩阵A和所述权重参数矩阵建立冠心病预测模型Y=A*B+I,其中I为常数；根据观测模型、病例数据库、受试者实际状况对冠心病预测模型做回归分析，不断进行参数调整，最后得到可以准确进行评估的冠心病预测模型；然后根据所述得到的可以准确进行评估的冠心病预测模型对受试者的测量得到的ECG、心音、第一光电容积脉搏波、第二光电容积脉搏波信号进行分析，得到受试者患冠心病或者冠心病严重程度指标Z，
，其中
，
分别为时刻t、t-1得到的预测值。
进一步地，所述贴片或所述接收端还设有报警装置，设定危险指数阈值ε1，ε2，ε3，ε3＞ε2＞ε1；
若所述Z＞ε1，则表明受试者有潜在的冠心病发作风险，所述报警装置进行蜂鸣或者振动，提醒受试者注意，受试者可以通过包括深呼吸、改变饮食结构，改变作息，改变锻炼方式的行为调整身体状况；
若所述Z＞ε2，则表明受试者有极大概率发生冠心病发作，所述的报警装置持续、且以高音量报警，同时发出语音提示，提醒受试者在贴片的推拉式的隔间内备冠心病突发药物，以防冠心病突发；所述的红外线发射器发射红外光，可以被红外线接收器接收，当放置有药物后，由于隔间内空间小，药物遮挡住了红外光，则红外线接收器接收不到红外光，因此，当Z＞ε2，并且所述报警装置发出语音提示后，控制红外线发射器发出红外光，一段时间后，判断红外线接收器是否有接收到光，若没有接收到光，则表明受试者已经按照检测状况和语音提示准备了药物，这样当发生突发性心肌梗塞时，受试者可以及时服用药物，及时受试者由于身体原因无法操作，也可以通过报警装置的报警，吸引周围人群帮助取出药物服用；
若所述Z＞ε3，则表明情况十分危急，，所述接收端还设置有GPS定位装置，所述接收端将危急情况、位置信息发送给周围的监护站、医院、疾病中心、医生、护士、亲属，及时采取救治措施。
本发明的装置具有如下优点：
（1）可以连续、准确的监控冠心病发病潜在风险，提高了检测准确性，可以进行潜在发病、发病时以及可以用于冠心病介入术后的恢复评估，而且装置方便携带，不会对人体的正常活动产生影响；
（2）本发明建立了冠心病发病预测模型，所述的模型所使用的参数均为申请人经过多年临床经验反复验证、筛选得到，具有代表性；
（3）本发明特别的利用了卡尔曼滤波器对脉搏波波形信号进行滤波，在计算血压值时，充分考虑了卡尔曼增益，可以根据去噪后的信号，准确计算血压值，有效减小了运动等信号造成的噪声干扰；
（4）本发明设定了特别的不同程度的报警器，并且提出了可以有效确保存在极大可能冠心病发作的病人随身携带药物的报警、提醒机制，可以有效减小意外死亡率；
（5）本发明的心肌血流灌注指标计算方式以及平均动脉压的计算，均为申请人经过多次试验提出，可以提高预测的准确性。
通过本发明的装置，穿戴者能够及时的了解自身心血管状况和冠心病患病风险程度，做到早预防、早治疗、早救治。
附图说明
图1为本发明的系统框图；
图2为本发明的贴片示意图；
图3为本发明的接收端示意图；
图4为本发明第二PPG传感器设置图。
具体实施方式
下面结合附图进行说明。如图1所示，本发明的穿戴式冠心病检测装置，包括贴片和接收端。接收端可以为手环或者手表的形式，如图3所示。贴片的构成如图2所示，包括第一PPG传感器，无线传输模块1，推拉式隔间2、3个ECG电极，构成3导联ECG检测，以及心音传感器4，心音传感器感测心音信号。贴片包括外壳，所述的音检测传感器、ECG传感器、第一PPG传感器设置在外壳内，所述的外壳内还设有一个可推拉式的隔间，隔间可以推拉出外壳的外面；隔间内其中一侧设有红外线发射器，与设有红外线发射器相对的一侧设有红外线接收器。贴片具有一定（但不大）的体积，正常情况下，红外线发射器发出的红外信号可以被红外线接收器接收。当隔间内放置内药物或者受试者的其他小部件时，由于药物或者小部件隔断了红外线，接收器接收不到红外信号。因此，可以作为识别隔间内是否放置有物品的指示。
手环的构成如图2所示。手环包括触摸屏显示器，可以作为输出装置，输出冠心病患病风险程度指数以及穿戴者的心血管功能状况，也可以作为输入装置，触摸屏显示装置具有显示界面，显示界面能够弹出如下程度指数选择性供受试者输入：（1）略微胸闷或者呼吸难受；（2）胸闷或者呼吸困难；（3）心绞痛；在选择完程度指数后，所述的显示界面还弹出如下选项供受试者选择输入运动状态：（1）处于平静状态；（2）走路或散步；（3）慢跑；（4）快跑；（5）爬楼梯。通过受试者的输入，可以了解受试者的心血管感受状况以及处于这些感受时，受试者的运动情况，可以避免假阳性操作，也可以提高预测的准确性。手环内还设有第二PPG传感器，以及处理器、无线传输模块，手环内的无线传输模块接收由贴片无线发送的心音信号、ECG信号、第一光电容积脉搏波信号，第二PPG传感器，感测第二光电容积脉搏波信号，如图4所示，为第二PPG传感器在手环处的设置。手环设置有第一面和第二面，第一面为显示装置所在的平面，第二面为与皮肤接触的平面，第二面开设有透光窗口，可供第二PPG传感器感测信号。处理器根据所述心音信号、ECG信号、第一光电容积脉搏波信号以及第二光电容积脉搏波信号以及所述输入，得到冠心病患病风险程度指数；显示装置显示冠心病患病风险程度指数以及穿戴者的心血管功能状况。同时，手环内还设有定位装置，当需要发送信号到其他的医护中心、医院、医护人员时，除了发送心血管状况信息，还可以发送位置信息。
下面具体介绍处理器对信号进行处理，得到心血管，尤其是冠心病风险指数的过程。
处理器首先据所述ECG信号波形、第一光电容积脉搏波信号、第二光电容积脉搏波信号，得到脉搏波传导时间PTT。根据两个脉搏波波形，以及ECG信号得到脉搏波到两个脉搏波传感器设置处之间的脉搏波传导时间对于本领域技术人员而言，是公知的，在此不再赘述。但是，本发明对常规的利用脉搏波传导时间计算血压值的过程进行了改进。由于本发明的穿戴装置是受试者在正常活动过程中进行测量的，手环上的第二PPG传感器可能会由于手环佩戴位置的不同而检测位置存在偏差，而且会由于穿戴者的运动等，对检测结果造成干扰。卡尔曼滤波器是一种利用线性系统状态方程，通过系统输入输出观测数据，对系统状态进行最优估计的滤波器。
本发明首先对第一光电容积脉搏波波形和第二光电容积脉搏波波形进行卡尔曼滤波，同时记录卡尔曼滤波系数K；然后根据滤波后的光电容积脉搏波波形和第二光电容积脉搏波波形得到脉搏波传导时间PTT，根据PTT计算血压值，具体的计算过程为：
SBP=a*K*PTT+b；
DBP=c*K*PTT+d;
其中，a，b，c、d为经验常数，SBP为收缩压，DBP为舒张压，且a<c。
处理器还对ECG信号进行处理，得到ST段信号的长度、ST段信号的一阶导数、R波位置、峰峰值、RR间隔，对所述第一及第二光电容积脉搏波信号进行处理，得到PPG信号的一阶及二阶导数。
处理器还根据PTT以及第一光电脉搏波传感器和第二光电脉搏波传感器所在人体肢体段的距离，计算得到脉搏波传播速度PWV；在得到脉搏波传导速度后，还可以确定动脉的区域顺应性，由于脉搏波的传导速度与动脉的顺应性呈正比，因此，可以近似得到动脉的区域顺应性指标C，C≈L*PWV，为血管血液特性系数；
处理器还可以根据RR间隔得到人体心率HR，由于在冠心病的检测中，心肌血流灌注是一个很重要的指标，本申请的穿戴式设备无需介入人体内得到心肌血流灌注值，也不用CT、造影成像等成本较高的方式得到心肌血流灌注值，申请人根据能够反映心肌血流灌注的HR、SBP，得到一种简化的心肌血流灌注指标计算方式，具体为：
Q=e*（f*（HR*SBP）*10-3）-g，其中e，f，g为经验常数，Q为心肌血流灌注指标。
在冠心病的发病中，血压是影响发作的一个关键因素，除了收缩压和舒张压之外，还计算得到了平均动脉压，平均动脉压的计算也是申请人结合了心率、收缩压、舒张压得到的，具体为：
上面处理器分析计算的这些参数，都是对冠心病发作具有贡献的因子。可以通过建立冠心病预测模型的方式进行检测，模型的建立方式是一个反复校正、修订的过程，校正、修订使模型符合实际情况后，便可以利用建立的模型，根据测量得到的生理信号进行疾病发作预测。建立模型与预测的过程如下：
设定输入参数矩阵，输入参数为ST段信号的长度、ST段信号的一阶导数、R波位置、峰峰值、RR间隔、PPG信号的一阶及二阶导数、脉搏波传导速度PWV、区域顺应性指标C、心率HR、心肌血流灌注指标Q，平均动脉压、所述的程度指数、所述的运动状态；所述输入参数矩阵为A，
同时建立输入与输入参数矩阵对应的权重参数矩阵
，B为行向量，其中B1、B2……为权重；
根据所述输入参数矩阵A和所述权重参数矩阵建立冠心病预测模型
Y=A*B+I,其中I为常数；
根据观测模型、病例数据库、受试者实际状况对冠心病预测模型做回归分析，不断进行参数调整，最后得到可以准确进行评估的冠心病预测模型；然后根据所述得到的可以准确进行评估的冠心病预测模型对受试者的测量得到的ECG、心音、第一光电容积脉搏波、第二光电容积脉搏波信号进行分析，得到受试者患冠心病或者冠心病严重程度指标Z，其中，
，其中
，
分别为时刻t、t-1得到的预测值。
贴片或接收端还设有报警装置，可以在发生危险时进行报警。
设定危险指数阈值ε1，ε2，ε3，ε3＞ε2＞ε1；
若所述Z＞ε1，则表明受试者有潜在的冠心病发作风险，所述报警装置进行蜂鸣或者振动，提醒受试者注意，受试者可以通过包括深呼吸、改变饮食结构，改变作息，改变锻炼方式的行为调整身体状况；
若所述Z＞ε2，则表明受试者有极大概率发生冠心病发作，所述的报警装置持续、且以高音量报警，同时发出语音提示，提醒受试者在贴片的推拉式的隔间内备冠心病突发药物，以防冠心病突发；所述的红外线发射器发射红外光，可以被红外线接收器接收，当放置有药物后，由于隔间内空间小，药物遮挡住了红外光，则红外线接收器接收不到红外光，因此，当Z＞ε2，并且所述报警装置发出语音提示后，控制红外线发射器发出红外光，一段时间后，判断红外线接收器是否有接收到光，若没有接收到光，则表明受试者已经按照检测状况和语音提示准备了药物，这样当发生突发性心肌梗塞时，受试者可以及时服用药物，及时受试者由于身体原因无法操作，也可以通过报警装置的报警，吸引周围人群帮助取出药物服用；
若所述Z＞ε3，则表明情况十分危急，，所述接收端还设置有GPS定位装置，所述接收端将危急情况、位置信息发送给周围的监护站、医院、疾病中心、医生、护士、亲属，及时采取救治措施。
通过本发明提出的一套完整的监测、预测、报警、提醒机制，可以有效预防冠心病发作，减小心脑血管疾病的死亡率，为健康生活提供极大帮助。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (3)
1.一种穿戴式冠心病检测装置，其特征在于，该装置包括：
贴片，其包括心音检测传感器、ECG传感器、第一PPG传感器，分别用于检测心音信号、ECG信号、第一光电容积脉搏波信号；
接收端，其接收由贴片无线发送的心音信号、ECG信号、第一光电容积脉搏波信号，所述接收端具备第二PPG传感器，其感测第二光电容积脉搏波信号；所述接收端还具备处理器，对所述心音信号、ECG信号、第一光电容积脉搏波信号以及第二光电容积脉搏波信号；所述接收端具备输入装置，穿戴者可以输入心脏绞痛或胸闷感受程度；
所述处理器根据所述心音信号、ECG信号、第一光电容积脉搏波信号以及第二光电容积脉搏波信号以及所述输入，得到冠心病患病风险程度指数；
所述的接收端还包括输出装置，输出冠心病患病风险程度指数以及穿戴者的心血管功能状况；所述的贴片包括外壳，所述的心音检测传感器、ECG传感器、第一PPG传感器设置在外壳内，所述的外壳内还设有一个可推拉式的隔间，隔间可以推拉出外壳的外面；隔间内其中一侧设有红外线发射器，与设有红外线发射器相对的一侧设有红外线接收器；所述的接收端为手环，手环设有显示装置，所述的显示装置为触摸式显示屏，所述的触摸式显示屏可以作为所述输入装置；所述的触摸屏显示装置具有显示界面，所述的显示界面弹出如下程度指数选择性供受试者输入：(1)略微胸闷或者呼吸难受；(2)胸闷或者呼吸困难；(3)心绞痛；在选择完程度指数后，所述的显示界面还弹出如下选项供受试者选择输入运动状态：(1)处于平静状态；(2)走路或散步；(3)慢跑；(4)快跑；(5)爬楼梯；所述的处理器根据所述ECG信号波形、第一光电容积脉搏波信号、第二光电容积脉搏波信号，得到脉搏波传导时间PTT；所述处理器对第一光电容积脉搏波波形和第二光电容积脉搏波波形进行卡尔曼滤波，同时记录卡尔曼滤波系数K；所述处理器根据所述脉搏波传导时间PTT得到血压值，具体为：
SBP＝a*K*PTT+b；
DBP＝c*K*PTT+d；
其中，a，b，c、d为经验常数，SBP为收缩压，DBP为舒张压，且a<c；所述处理器对ECG信号的波形进行处理，得到ST段信号的长度、ST段信号的一阶导数、R波位置、峰峰值、RR间隔；所述处理器对所述第一及第二光电容积脉搏波信号进行处理，得到PPG信号的一阶及二阶导数；所述的处理器根据所述PTT以及人体肢段的距离，得到脉搏波传导速度PWV；所述的处理器根据所述脉搏波传导速度PWV，得到动脉的区域顺应性指标C，C≈L*PWV，L为血管血液特性系数；所述的处理器根据所述RR间隔得到心率HR，根据所述HR、SBP得到心肌血流灌注指标Q，Q＝e*(f*(HR*SBP)*10-3)-g，其中e，f，g为经验常数；所述的处理器还根据心率、动脉压、静脉压得到平均动脉压
其中，h为常数；所述的处理器设定输入参数矩阵，所述的输入参数为ST段信号的长度、ST段信号的一阶导数、R波位置、峰峰值、RR间隔、PPG信号的一阶及二阶导数、脉搏波传导速度PWV、区域顺应性指标C、心率HR、心肌血流灌注指标Q，平均动脉压、所述的处理器得到的程度指数、所述的运动状态；所述输入参数矩阵为A，A＝[A1,A2,A3,A4,....]T，其中A1、A2……分别表示所述输入参数，T表示矩阵的转置，因此，A为列向量；同时建立输入与输入参数矩阵对应的权重参数矩阵B＝[B1,B2,B3,B4,....]，B为行向量，其中B1、B2……为权重；根据所述输入参数矩阵A和所述权重参数矩阵建立冠心病预测模型Y＝A*B+I,其中I为常数；根据观测模型、病例数据库、受试者实际状况对冠心病预测模型做回归分析，不断进行参数调整，最后得到可以准确进行评估的冠心病预测模型；然后根据所述得到的可以准确进行评估的冠心病预测模型对受试者的测量得到的ECG、心音、第一光电容积脉搏波、第二光电容积脉搏波信号进行分析，得到受试者患冠心病或者冠心病严重程度指标Z，
其中Yt，Yt-1分别为时刻t、t-1得到的预测值。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述贴片或所述接收端还设有报警装置，设定危险指数阈值ε1，ε2，ε3，ε3＞ε2＞ε1；
若所述Z＞ε1，则表明受试者有潜在的冠心病发作风险，所述报警装置进行蜂鸣或者振动，提醒受试者注意，受试者可以通过包括深呼吸、改变饮食结构，改变作息，改变锻炼方式的行为调整身体状况；
若所述Z＞ε2，则表明受试者有极大概率发生冠心病发作，所述的报警装置持续、且以高音量报警，同时发出语音提示，提醒受试者在贴片的推拉式的隔间内备冠心病突发药物，以防冠心病突发；所述的红外线发射器发射红外光，可以被红外线接收器接收，当放置有药物后，由于隔间内空间小，药物遮挡住了红外光，则红外线接收器接收不到红外光，因此，当Z＞ε2，并且所述报警装置发出语音提示后，控制红外线发射器发出红外光，一段时间后，判断红外线接收器是否有接收到光，若没有接收到光，则表明受试者已经按照检测状况和语音提示准备了药物，这样当发生突发性心肌梗塞时，受试者可以及时服用药物，及时受试者由于身体原因无法操作，也可以通过报警装置的报警，吸引周围人群帮助取出药物服用；
若所述Z＞ε3，则表明情况十分危急，所述接收端还设置有GPS定位装置，所述接收端将危急情况、位置信息发送给周围的监护站、医院、疾病中心、医生、护士、亲属，及时采取救治措施。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的手环设置有第一面和第二面，所述的第一面为显示装置所在的平面，所述第二面为与皮肤接触的平面，第二面开设有透光窗口，可供第二PPG传感器感测信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810655800.5A CN108742594B (zh) | 2018-06-23 | 2018-06-23 | 一种穿戴式冠心病检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810655800.5A CN108742594B (zh) | 2018-06-23 | 2018-06-23 | 一种穿戴式冠心病检测装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108742594A CN108742594A (zh) | 2018-11-06 |
| CN108742594B true CN108742594B (zh) | 2020-11-24 |
Family
ID=63976486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810655800.5A Active CN108742594B (zh) | 2018-06-23 | 2018-06-23 | 一种穿戴式冠心病检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108742594B (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109394184A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-03-01 | 上海大学 | 基于双路脉搏波的脉搏波传导速度测量装置及方法 |
| CN113015479B (zh) * | 2018-12-29 | 2024-04-02 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 移动监测装置、监护设备、监护系统及病人状态监测方法 |
| CN109602406A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-04-12 | 宁波市第二医院 | 一种心血管护理设备 |
| CN112450891B (zh) * | 2019-08-19 | 2022-03-29 | 华为技术有限公司 | 生理参数的采集方法和装置与生理参数的处理方法和装置 |
| CN114073496A (zh) * | 2020-08-13 | 2022-02-22 | 华为终端有限公司 | 脉搏波测量装置及其脉搏波测量方法、系统和介质 |
| CN112006674A (zh) * | 2020-09-04 | 2020-12-01 | 南方医科大学顺德医院(佛山市顺德区第一人民医院) | 可穿戴冠心病检测设备及发病风险的分析判定系统 |
| CN113208573B (zh) * | 2021-04-21 | 2022-07-12 | 北京雪扬科技有限公司 | 一种支持ppg+ecg功能的可穿戴设备 |
| CN113925480B (zh) * | 2021-09-25 | 2023-03-21 | 中国人民解放军总医院 | 基于机器学习的冠心病患者出血风险评估方法 |
| CN115067904A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-09-20 | 安徽省立医院(中国科学技术大学附属第一医院) | 一种基于人机耦合的提供冠心病管理方式的方法及装置 |
| CN115607128A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-01-17 | 歌尔科技有限公司 | 智能手表和血压测量方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003076883A2 (en) * | 2002-03-08 | 2003-09-18 | Sensys Medical, Inc. | Compact apparatus for noninvasive measurement of glucose through near-infrared spectroscopy |
| CN100346740C (zh) * | 2003-05-20 | 2007-11-07 | 香港中文大学 | 基于桡动脉脉搏信息的血压测量装置 |
| CN102008296B (zh) * | 2010-12-24 | 2013-09-04 | 吉林大学 | 基于脉搏波信号和心电信号测量动脉血压装置及测量方法 |
| CN103054562B (zh) * | 2012-12-25 | 2014-06-11 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 基于多路脉搏波波形分析的心血管功能检测方法及其装置 |
| CN204121425U (zh) * | 2014-10-24 | 2015-01-28 | 青岛冠一科技有限公司 | 一种腕部佩戴式紧急药盒 |
| CN104873186B (zh) * | 2015-04-17 | 2018-05-18 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 一种可穿戴的动脉检测装置及其数据处理方法 |
| CN205163055U (zh) * | 2015-11-20 | 2016-04-20 | 耿化之 | 一种腕带式多功能血压计 |
-
2018
- 2018-06-23 CN CN201810655800.5A patent/CN108742594B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108742594A (zh) | 2018-11-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108742594B (zh) | 一种穿戴式冠心病检测装置 | |
| US10959681B2 (en) | Noninvasive blood pressure measurement and monitoring | |
| EP3125746B1 (en) | System and method for detecting variation of heart rate of a user | |
| US9585590B2 (en) | Computerized systems and methods for stability-theoretic prediction and prevention of sudden cardiac death | |
| CN108577830B (zh) | 一种面向用户的体征信息动态监护方法和动态监护系统 | |
| US10405791B2 (en) | Method and continuously wearable noninvasive apparatus for automatically detecting a stroke and other abnormal health conditions | |
| US20170347894A1 (en) | System and method for continuous monitoring of blood pressure | |
| US20180132794A1 (en) | Determining an Early Warning Score Based On Wearable Device Measurements | |
| US20160038061A1 (en) | Method for detecting falls and a fall detector | |
| US20100268040A1 (en) | Method and system for detection of pre-fainting and other conditions hazardous to the health of a patient | |
| KR101674997B1 (ko) | 웨어러블 생체신호측정 기기, 서버, 시스템 및 방법 | |
| JP6251194B2 (ja) | 瞬時心血管機能予備能を推定するための方法及びシステム | |
| TWI528939B (zh) | 評估健康及/或生理狀態之方法、其裝置及電腦程式產品 | |
| KR102062646B1 (ko) | 인체착용형 신체정보 측정장치 및 이를 이용한 의료지원 시스템 | |
| EP3731744A1 (en) | Determining an early warning score based on wearable device measurements | |
| CN107405088A (zh) | 用于为血压测量设备提供控制信号的装置和方法 | |
| KR20170109554A (ko) | 대상자의 정신 상태를 도출하기 위한 방법 및 장치 | |
| WO2013165474A1 (en) | Continuously wearable non-invasive apparatus for detecting abnormal health conditions | |
| CN109310351A (zh) | 用于表征对象的心率的评估系统和方法 | |
| CN114081462A (zh) | 一种基于多维度生理信息的心脏健康监护系统 | |
| KR20190100657A (ko) | 환자 모니터링용 웨어러블 장치 및 이를 이용한 모니터링 방법 | |
| US20160287092A1 (en) | Blood vessel mechanical signal analysis | |
| CN105476607A (zh) | 一种人体体征动态监测手表 | |
| WO2022232992A1 (en) | System and method for determining risk of stroke for person | |
| WO2020129052A1 (en) | System and method for blood pressure monitoring with subject awareness information |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20201105 Address after: Le Qun Lu Guilin 541001 No. 15 the Guangxi Zhuang Autonomous Region Affiliated Hospital of Guilin Medical College Applicant after: AFFILIATED HOSPITAL OF GUILIN MEDICAL University Address before: Le Qun Lu Guilin 541001 No. 15 the Guangxi Zhuang Autonomous Region Affiliated Hospital of Guilin Medical College Applicant before: Su Qiang |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |