基于心阻抗法的无创血流动力学监测系统设计与实现

作     者：康富豪 尹琦 刘亚男 黄霖 杭岩 叶继伦 张旭 KANG Fuhao;YIN Qi;LIU Yanan;HUANG Lin;HANG Yan;YE Jilun;ZHANG Xu

作者机构：深圳大学医学部生物医学工程学院深圳市518052 深圳市生物医学工程重点实验室深圳市518052 广东省宝莱特公司创新研究院珠海市519080 

基　　金：深圳市科创委重大专项(KJZD20230923114306013) 珠海市政府人才基金(2120004000207) 

出 版 物：《中国医疗器械杂志》 (Chinese Journal of Medical Instrumentation)

年 卷 期：2025年第49卷第1期

页      码：80-88页

摘      要：血流动力学监测能够反映心功能和血流灌注状况,是临床中不可或缺的监测手段。以热稀释法为代表的有创血流动力学监测方法因为需要进行血管插管,所以其临床应用范围受到限制。无创血流动力学监测由于具有安全无创、可连续监测、操作简单以及成本低等优势,近年来受到国内外医疗企业及临床医生的广泛关注。该文设计了一款基于心阻抗法的无创血流动力学监测系统,涵盖硬件、算法、软件设计以及性能参数评估。其中,硬件部分主要包括差分高频恒流源刺激电路、心阻抗信号采集电路以及心电信号采集电路;信号处理包括滤波、心阻抗信号校准、心电信号和心阻抗信号特征点识别。依据所采集的心阻抗与心电信号,以Nyboer胸腔圆柱模型为理论依据,计算心率(heart rate,HR)、每搏量(stroke volume,SV)、心排量(cardiac output,CO)、每搏指数(stroke index,SI)、心排指数(cardiac index,CI)和心脏收缩指数(cardiac contractility index,ICON)等血流动力学参数。经测试,该系统的硬件关键技术指标优于相关医疗器械标准的要求。该系统采集了40名志愿者的心阻抗及心电信号数据,将所计算的HR、SV、CO这3个血流动力学重要指标与德国OSYPKA Medical的ICON Core无创心排血量监测仪进行对比,其皮尔逊(Pearson)相关系数分别达到0.992(P<0.001)、0.948(P<0.001)、0.933(P<0.001),验证了该系统具有较高的准确性与可靠性。

主 题 词：心阻抗 无创 心排量 Nyboer胸腔圆柱模型 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 0711[理学-心理学类] 1004[医学-公共卫生预防医学类] 07[理学] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 080402[080402] 0836[0836] 10[医学] 

D　O　I：10.12455/j.issn.1671-7104.240364

馆 藏 号：203157366...