本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于預(yù)測(cè)模型的膀胱排尿時(shí)間提醒方法及評(píng)估裝置。

背景技術(shù)：

為了更好地保護(hù)膀胱功能，同時(shí)幫助尿意感異?；颊呒皶r(shí)排尿，目前研究者曾提出多種辦法解決膀胱適時(shí)排尿的問題。很多研究者通過監(jiān)測(cè)膀胱容量來實(shí)現(xiàn)對(duì)膀胱排尿的報(bào)警，如便攜式超聲利用影像技術(shù)來監(jiān)測(cè)尿量占很大比重，但由于探頭掃描技術(shù)的復(fù)雜性，限制了其應(yīng)用的推廣；膀胱內(nèi)壓和磁場(chǎng)強(qiáng)度也是監(jiān)測(cè)膀胱容量狀態(tài)的常用方法，但是限于侵入式測(cè)量，所以很難實(shí)現(xiàn)對(duì)膀胱的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；此外還有利用阻抗法、生物阻抗成像等技術(shù)來監(jiān)測(cè)膀胱內(nèi)容量，但因?yàn)槠溲芯烤苑抡姘螂追e尿過程的形式，難于與自然積尿過程中的膀胱相對(duì)應(yīng)，限制了其臨床研究價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷，提供一種基于預(yù)測(cè)模型的膀胱排尿時(shí)間提醒方法，實(shí)現(xiàn)通過測(cè)量阻抗信號(hào)間接估測(cè)積尿時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了提醒膀胱適時(shí)排尿的有效性，同時(shí)通過多特征參數(shù)對(duì)積尿時(shí)間進(jìn)行線性擬合，增加了模型的使用范圍和適用度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于預(yù)測(cè)模型的膀胱排尿時(shí)間提醒方法，包括有以下步驟：

s1：被測(cè)者膀胱排空，按照預(yù)定位置貼好測(cè)量電極，連接好電機(jī)線系統(tǒng)和采集系統(tǒng)；

被測(cè)者的膀胱預(yù)先排空，按照預(yù)定位置貼好測(cè)量電極。被測(cè)者可以仰臥、左側(cè)臥及右側(cè)臥，連接好電機(jī)線系統(tǒng)和采集系統(tǒng)后開始采集被測(cè)者的阻抗信號(hào)。

s2：步驟s1完成后，使用數(shù)據(jù)濾波算法，選擇包括截止頻率、階數(shù)在內(nèi)的合適參數(shù)，去除干擾信號(hào)；

通過設(shè)有的采集系統(tǒng)對(duì)阻抗信號(hào)進(jìn)行采集，采集阻抗信號(hào)時(shí)使用濾波算法，對(duì)阻抗信號(hào)中的截止頻率和階數(shù)等合適參數(shù)進(jìn)行采集，同時(shí)去除干擾信號(hào)。

s3：步驟s2完成后，計(jì)算積尿過程中的特征參數(shù)，包括有：

a:相對(duì)偏差(tba),代表積尿過程中前后兩個(gè)相鄰時(shí)間的阻抗差值，

b：絕對(duì)偏差(ibc)，在積尿過程中阻抗幅值的最大值與最小值之差；

c：累積偏差(ctba)：積尿過程中相鄰阻抗幅度變化絕對(duì)值的累積值；

d：當(dāng)前阻抗值(pb)：當(dāng)前的阻抗數(shù)據(jù)；

s4：步驟s3完成后，通過對(duì)得到的阻抗特征和最終測(cè)量終止時(shí)累計(jì)的積尿時(shí)間進(jìn)行相關(guān)性分析及線性回歸擬合，建立線性模型，確定模型參數(shù)a,b,c,d，從而實(shí)現(xiàn)阻抗特征對(duì)積尿時(shí)間的預(yù)測(cè)模型，通過測(cè)量阻抗數(shù)據(jù)，得到積尿時(shí)間。

本發(fā)明還提供一種尿失禁患者積尿過程中自主神經(jīng)功能評(píng)估裝置，包括有包括有上位機(jī)模塊和下位機(jī)模塊，下位機(jī)模塊包括有主控模塊和接收模塊，接收模塊用于采集患者阻抗信號(hào)并將信號(hào)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)模塊；

電源管理模塊，用于對(duì)電源進(jìn)行管理，延長電源使用時(shí)間；

壓控恒流源模塊，用于在測(cè)量過程中提供穩(wěn)定的激勵(lì)電流；

中頻正弦波發(fā)生模塊，中頻正弦波發(fā)生模塊在主控模塊的控制下用于產(chǎn)生固定頻率的正弦波電流輸送給壓控恒流源模塊，并通過所述壓控恒流源模塊向測(cè)量電極提供穩(wěn)定的激勵(lì)電流，且所述激勵(lì)電流通過電流輸出正端和電流輸出負(fù)端輸出到患者測(cè)試部位；

相位測(cè)量模塊，用于采集患者測(cè)試部位的測(cè)量電壓并進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算出的測(cè)量電壓的幅值與相位數(shù)據(jù)輸出到主控模塊，主控模塊將幅值與相位數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)模塊。

評(píng)估裝置設(shè)有上位機(jī)模塊和下位機(jī)模塊，下位機(jī)模塊通過設(shè)有的接收模塊將測(cè)得的患者阻抗信號(hào)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)模塊，上位機(jī)模塊接收阻抗信號(hào)后對(duì)阻抗信號(hào)進(jìn)行計(jì)算。中頻正弦波發(fā)生模塊在主控模塊的控制下用于產(chǎn)生固定頻率的正弦波電流輸送給壓控恒流源模塊，壓控恒流源模塊產(chǎn)生激勵(lì)電流。相位測(cè)量模塊將計(jì)算出的測(cè)量電壓的幅值與相位數(shù)據(jù)輸出到主控模塊，主控模塊將幅值與相位數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)模塊。

在一個(gè)實(shí)施方式中，下位機(jī)還設(shè)有測(cè)量信號(hào)濾波模塊，用于去除測(cè)量過程中的干擾信號(hào)。

濾波模塊用于去除高頻、工頻等干擾，提高測(cè)量的精確度。

在一個(gè)實(shí)施方式中，上位機(jī)模塊和下位機(jī)模塊之間通過無線傳輸模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明利用生物阻抗測(cè)量原理，在被測(cè)試者躺臥床上，自然積尿情況下采集小腹部表面的阻抗信號(hào)，快速計(jì)算出阻抗特征參數(shù)，較快實(shí)現(xiàn)特征參數(shù)與積尿時(shí)間的擬合，且擬合的關(guān)系式較為精確，測(cè)量誤差較小，最終實(shí)現(xiàn)通過測(cè)量阻抗信號(hào)間接估測(cè)積尿時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了提醒膀胱適時(shí)排尿的有效性；

2、本發(fā)明利用數(shù)字濾波算法，不僅消除信號(hào)采集過程中由于翻身帶來的運(yùn)動(dòng)干擾，也濾除了由于呼吸帶來的干擾，增加了信號(hào)的信噪比；

3、本發(fā)明利用多特征參數(shù)對(duì)積尿時(shí)間進(jìn)行線性擬合，通過建立時(shí)間序列模型，不僅可以自然積尿過程中使用，而且對(duì)于患者的飲水量及飲食都無需限制，增加了模型的使用范圍和適用度；

4、本發(fā)明采用的上位機(jī)信號(hào)處理單元的處理算法簡單，易于實(shí)現(xiàn)快速建模及計(jì)算膀胱的積尿時(shí)間。

附圖說明

圖1是本發(fā)明在一個(gè)實(shí)施例中各模塊連接示意圖。

圖2是本發(fā)明中計(jì)算阻抗信號(hào)中的5個(gè)特征參數(shù)，并進(jìn)行時(shí)間序列信號(hào)的建模的示意圖。

具體實(shí)施方式

附圖僅用于示例性說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制；為了更好說明本實(shí)施例，附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸；對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。附圖中描述位置關(guān)系僅用于示例性說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

實(shí)施例1：

本發(fā)明提供一種基于預(yù)測(cè)模型的膀胱排尿時(shí)間提醒方法，其特征在于，包括有以下步驟：

s1：被測(cè)者膀胱排空，按照預(yù)定位置貼好測(cè)量電極，連接好電機(jī)線系統(tǒng)和采集系統(tǒng)；

被測(cè)者的膀胱預(yù)先排空，按照預(yù)定位置貼好測(cè)量電極。被測(cè)者可以仰臥、左側(cè)臥及右側(cè)臥，連接好電機(jī)線系統(tǒng)和采集系統(tǒng)后開始采集被測(cè)者的阻抗信號(hào)。

s2：步驟s1完成后，使用數(shù)據(jù)濾波算法，選擇包括截止頻率、階數(shù)在內(nèi)的合適參數(shù)，去除干擾信號(hào)；

s3：步驟s2完成后，計(jì)算積尿過程中的特征參數(shù)，包括有：

a:相對(duì)偏差(tba),代表積尿過程中前后兩個(gè)相鄰時(shí)間的阻抗差值，

b：絕對(duì)偏差(ibc)，在積尿過程中阻抗幅值的最大值與最小值之差；

c：累積偏差(ctba)：積尿過程中相鄰阻抗幅度變化絕對(duì)值的累積值；

d：當(dāng)前阻抗值(pb)：當(dāng)前的阻抗數(shù)據(jù)；

膀胱內(nèi)尿量容積的變化過程與初始阻抗（ib）、當(dāng)前組抗（pb）、絕對(duì)偏差（ibc）、相對(duì)偏差（tba）、累積偏差（ctba）都有相關(guān)聯(lián)系，膀胱測(cè)量生物電阻抗遇到的最大問題是呼吸阻抗的影響和運(yùn)動(dòng)造成的電極測(cè)量的偽差，呼吸阻抗的干擾影響阻抗曲線擬合程度，生物電阻抗電極運(yùn)動(dòng)的干擾會(huì)使測(cè)量的生物電阻抗的基值發(fā)生比較大的波動(dòng)，因此采集的生物電阻抗數(shù)據(jù)必須通過數(shù)字濾波和降采樣消除干擾。

s4：步驟s3完成后，通過對(duì)得到的阻抗特征和最終測(cè)量終止時(shí)累計(jì)的積尿時(shí)間進(jìn)行相關(guān)性分析及線性回歸擬合，建立線性模型，確定模型參數(shù)a,b,c,d，從而實(shí)現(xiàn)阻抗特征對(duì)積尿時(shí)間的預(yù)測(cè)模型，通過測(cè)量阻抗數(shù)據(jù)，得到積尿時(shí)間。

生物電阻抗的數(shù)據(jù)中還包括膀胱在積尿積尿過程中的尿液成分變化，涉及到飲食和飲水量的因素，為了在這些因素的環(huán)境中準(zhǔn)確判斷膀胱的狀態(tài)情況，采用多參數(shù)線性回歸模型是必要的，通過學(xué)習(xí)積尿過程中的阻抗特征，最終訓(xùn)練出可以預(yù)測(cè)積尿時(shí)間的模型。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種尿失禁患者積尿過程中自主神經(jīng)功能評(píng)估裝置，包括有下位機(jī)模塊和上位機(jī)模塊1，下位機(jī)模塊以及上位機(jī)模塊1相互之間配合工作。

下位機(jī)模塊設(shè)有主控模塊2以及接收模塊3，接收模塊3用于采集患者阻抗信號(hào)并將信號(hào)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)模塊1。

下位機(jī)模塊設(shè)有電源管理模塊，電源管理模塊對(duì)電源進(jìn)行管理，延長電源使用時(shí)間。同時(shí)下位機(jī)模塊設(shè)有壓控恒流源模塊6，用于在測(cè)量過程中提供穩(wěn)定的激勵(lì)電流。

下位機(jī)模塊設(shè)有中頻正弦波發(fā)生模塊5，中頻正弦波發(fā)生模塊5在主控模塊2的控制下用于產(chǎn)生固定頻率的正弦波電流輸送給壓控恒流源模塊6，并通過所述壓控恒流源模塊6向測(cè)量電極提供穩(wěn)定的激勵(lì)電流，且所述激勵(lì)電流通過電流輸出正端和電流輸出負(fù)端輸出到患者測(cè)試部位。

同時(shí)相位測(cè)量模塊4用于采集患者測(cè)試部位的測(cè)量電壓并進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算出的測(cè)量電壓的幅值與相位數(shù)據(jù)輸出到主控模塊2，主控模塊2將幅值與相位數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)模塊1。

如圖2所示，上位機(jī)模塊1用于搜索相關(guān)性分析和建模，用于計(jì)算阻抗信號(hào)中的5個(gè)特征參數(shù)，并進(jìn)行時(shí)間序列信號(hào)的建模。

實(shí)施例2：

如圖1所示，本實(shí)施例中，下位機(jī)還設(shè)有測(cè)量信號(hào)濾波模塊7，在測(cè)量阻抗信號(hào)過程中，測(cè)量信號(hào)濾波模塊7能夠去除測(cè)量過程中的干擾信號(hào)，提高測(cè)量精確度。

上位機(jī)模塊1和下位機(jī)模塊之間通過無線傳輸模塊8實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，無線傳輸模塊8能夠簡化上位機(jī)模塊1和下位機(jī)模塊之間的連接。

本發(fā)明中評(píng)估裝置工作原理如下：

評(píng)估裝置由正弦波發(fā)生模塊通過壓控恒流源提供1-5ma穩(wěn)定的電流激勵(lì)輸入待測(cè)對(duì)象；由測(cè)量電極獲取待測(cè)對(duì)象的阻抗信號(hào)經(jīng)信號(hào)得到待測(cè)對(duì)象的阻抗幅值數(shù)據(jù)。由于電極貼在人體腹部下表面，不免會(huì)受生理活動(dòng)的干擾，同時(shí)電源在供電過程中可能出現(xiàn)工頻干擾，使得原始數(shù)據(jù)的采集過程中混有呼吸阻抗影響，同時(shí)可能伴有偶爾的電極接觸問題產(chǎn)生的阻抗過載現(xiàn)在，所以對(duì)阻抗數(shù)據(jù)的處理過程中采用了低通濾波器和去極化處理方法。處理過后的數(shù)據(jù)更加平滑和精確，對(duì)此數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，提取出初始阻抗（ib）、當(dāng)前組抗（pb）、絕對(duì)偏差（ibc）、相對(duì)偏差（tba）、累積偏差（ctba）共5個(gè)參數(shù)，繼續(xù)通過時(shí)間序列建模的方法，即確定模型中主要參數(shù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)模型。

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。