基于双电极的微型心功能监测仪的研制

• 作者: 卓超男 徐刚 李永勤 王建杰
• 来源期刊: 中国医学物理学杂志
• 关键词: 双电极 胸阻抗 心功能 监测仪
• 年，卷（期）: 2015,（6）
• 所属期刊栏目: 医学信号处理与医学仪器
• 页码范围: 864-869
• 分类号: R318.6
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1005-202X.2015.06.022

摘要

目的:研制一款基于双电极的微型心功能监测仪,可在家庭、社区、急救等场合实现对患者心功能的持续监测.方法:以MSP430单片机开发系统为平台,用一对监护/除颤电极作为高频激励的输入和心电、胸阻抗信号的检测电极,同步检测心电和胸阻抗信号.系统硬件主要包括电源模块、恒流源激励电路、心电信号检测电路、胸阻抗信号检测电路、微处理器控制电路、LCD显示模块以及数据存储模块.系统采用5V可充电锂电池供电;激励源采用1 MHz/1 mA正弦波恒流源;心电信号检测电路由前置放大、带通滤波、50 Hz陷波和后级放大等电路构成;由电极两端检测的胸阻抗信号在经过滤波、解调、微分和放大以后,最终获得基础阻抗、交流阻抗和阻抗微分信号.模拟信号通过单片机的A/D接口转换成数字信号,通过指定的端口送入液晶屏实时显示并存储于SD卡.在完成样机设计和性能测试之后,采集了14例心血管疾病患者和7例同龄对照组健康人群的心电信号和胸阻抗信号,通过上位机应用程序对采集的数据进行分析,计算了心率、基础阻抗值、阻抗微分信号的峰值、峰谷值和左室射血期的曲线面积.首先比较了心功能异常患者与正常对照组之间胸阻抗信号各特征值之间的差异,然后结合超声检查结果分析了心血管疾病患者胸阻抗信号的特征值与左心室收缩功能之间的相关性.结果:样机尺寸为200 mm×120 mm×110 mm,输入额定功率为5W.心功能异常患者的阻抗微分信号的峰值显著小于同龄对照组(P=0.007),其左室射血期曲线下的面积也显著小于对照组(P=0.012);患者的阻抗微分信号的峰值和左室射血期曲线下的面积与左心室射血分数均具有显著相关性,相关系数分别为r=0.811 (P＜0.001)、r=0.905 (P＜0.001).结论:基于双电极的微型心功能监测仪具有轻巧便携、操作简单、工作安全可靠的特点,不仅能够定性地反映左心室收缩功能,而且能够定量地描述心功能异常.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	徐刚	第三军医大学附属西南医院心内科	6	12	3.0	3.0
2	李永勤	重庆大学生物工程学院	16	38	4.0	5.0
4	王建杰	第三军医大学生物医学工程学院	9	9	1.0	2.0
5	卓超男	重庆大学生物工程学院	1	0	0.0	0.0