基于雙電極的微型心功能監(jiān)測儀的研制.pdf

1、胸阻抗法心功能檢測是通過檢測胸腔阻抗的動(dòng)態(tài)變化來監(jiān)測血流動(dòng)力學(xué)的，是一種無創(chuàng)心功能檢測方法。該方法具有安全可靠、可重復(fù)性和可連續(xù)檢測心功能等特點(diǎn)。本文在傳統(tǒng)四電極胸阻抗法心功能檢測基本原理的基礎(chǔ)上，研制了一款基于雙電極的微型心功能監(jiān)測儀，可在家庭、社區(qū)、急救等場合實(shí)現(xiàn)對(duì)患者心功能的持續(xù)監(jiān)測。
　　本文首先分析了胸阻抗法心功能檢測的研究現(xiàn)狀，闡述了阻抗法檢測的生理基礎(chǔ)和物理模型，然后提出一個(gè)可用于家庭和社區(qū)的微型雙電極心功能檢測儀設(shè)

2、計(jì)方案。本系統(tǒng)以MSP430單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)為平臺(tái)，用一對(duì)除顫/監(jiān)護(hù)電極作為高頻激勵(lì)的輸入和心電、胸阻抗信號(hào)的檢測電極，同步檢測心電和胸阻抗信號(hào)。系統(tǒng)硬件主要包括電源模塊、恒流源激勵(lì)電路、心電信號(hào)檢測電路、胸阻抗信號(hào)檢測電路、微處理器控制電路、LCD顯示模塊以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。系統(tǒng)采用5V可充電鋰電池供電；激勵(lì)源采用1MHz/1mA正弦波恒流源；心電信號(hào)檢測電路由前置放大、帶通濾波、50Hz陷波和后級(jí)放大等電路構(gòu)成；由電極兩端檢測的胸阻抗信

3、號(hào)在經(jīng)過濾波、解調(diào)、微分和放大以后，最終獲得基礎(chǔ)阻抗(Z0)、交流阻抗(ΔZ)和阻抗微分(dZ/dt)信號(hào)。模擬信號(hào)通過單片機(jī)的A/D接口轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過指定的端口送入液晶屏實(shí)時(shí)顯示并存儲(chǔ)于SD卡。在完成樣機(jī)設(shè)計(jì)和性能測試之后，采集了14例心血管疾病患者和7例同齡健康對(duì)照組的心電信號(hào)和胸阻抗信號(hào)，通過上位機(jī)應(yīng)用程序?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算了心率(HR)、基礎(chǔ)阻抗值、阻抗微分信號(hào)的峰值(Peak)、峰谷值(Peak-trough)和

4、左室射血期(LVET)的曲線面積(Area)。我們首先比較了心功能異常患者與正常對(duì)照組之間胸阻抗信號(hào)各特征值之間的差異，然后結(jié)合超聲檢查結(jié)果分析了心血管疾病患者胸阻抗信號(hào)的特征值與左心室收縮功能之間的相關(guān)性。
　　樣機(jī)尺寸為200mm*120mm*110mm，輸入額定功率為5W。臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：心功能異?；颊叩淖杩刮⒎中盘?hào)(dZ/dt)的峰值顯著小于同齡對(duì)照組(p=0.007)，其左室射血期曲線下的面積也顯著小于對(duì)照組(p=0.

5、012)?；颊叩淖杩刮⒎中盘?hào)(dZ/dt)的Peak、Area值與左心室射血分?jǐn)?shù)(EF)均具有顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為r=0.811(p<0.001)、r=0.922(p<0.001)；與左心室短軸縮短分?jǐn)?shù)(FS)也具有顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為r=0.733(p=0.001)、r=0.893(p<0.001)；與左心室舒張末期容量(EDV)具有顯著負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為r=-0.748(p=0.002)、r=-0.826(p<0.