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使用加速度计测量心脏冲击描述图(BCG)

心脏冲击描述图基础

Ø 心脏泵血时可以测量到两个机械学效应

    心脏的运动在胸部造成反冲效应
    血液的运动在全身造成的反冲效应

Ø 血液的运动主要集中在在人类的长度(头到脚)轴向

Ø 下例为心电图(ECG)和相应的心脏冲击描述图(BCG):

    H-J-M-L对应于血液在人体的上下流动
    最高点(J)可以用于测量心脏的每博输出量

Ø 相对于心电图(ECG),心脏冲击描述图(BCG)有一定的延迟,这是因为BCG是由电信号的机械响应得到的。

    BCG信号的延迟和其形状的细节可以揭示心脏的功能障碍
    BCG中的最高值(J),相当于ECG中的最高值(R)可以用于测量心率(HR)和心率变异性(HRV)


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图一:心电图和心脏冲击描述图


使用村田的加速度计测量BCG的示例

Ø 加速度计安装在病床上时,可以用来测量心脏冲击描述图(BCG)。

Ø 在病床上时,通过测量长度(头到脚)方向的加速度,软件可以轻易地将BCG信号从人类运动和呼吸休息信号中分离出来。

Ø 为了捕获最理想的信号,所用的加速度计应有ug级的分辨率和可控的频率响应。


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图二:病床上测得的BCG加速度和估计得的心脏每博输出量


Ø 可以提取的参数举例如下:
    相对心脏每博输出量
    心脏搏动间隔时间
    心率
    心率变异性
    呼吸率
    压力和放松指数

解决方案的优点
Ø 优点
    高信噪比
    容易从其他运动中分离出BCG 信号
    可以提取出用于描述病人状态的大量参数
    模块小,易于嵌入在病床上。使用村田的技术可以实现无线通信(例如,蓝牙)。
    可以结合其他的测量(例如,心电图)用于心脏功能诊断
    可以定制


Ø 适用的传感器:SCA61T,SCA100T,SCA103T