本技術(shù)涉及智能無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)，特別是涉及基于共享eit可穿戴傳感器的監(jiān)測(cè)方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代醫(yī)療領(lǐng)域中，心排量監(jiān)測(cè)與肺部成像對(duì)于患者病情的精準(zhǔn)診斷及后續(xù)有效治療起著舉足輕重的作用。傳統(tǒng)的醫(yī)療模式下，心排量監(jiān)測(cè)設(shè)備與肺部成像設(shè)備相互獨(dú)立運(yùn)作，二者之間缺乏有效的聯(lián)動(dòng)與整合機(jī)制。這就意味著，當(dāng)臨床需要全面了解患者心肺功能狀況時(shí)，患者不得不先后分別接受針對(duì)心臟和肺部的獨(dú)立測(cè)試。每一次測(cè)試都伴隨著相應(yīng)的準(zhǔn)備流程、設(shè)備連接以及數(shù)據(jù)采集，這不僅極大地延長(zhǎng)了患者的就醫(yī)時(shí)間，使其長(zhǎng)時(shí)間處于醫(yī)療流程的等待與應(yīng)激狀態(tài)，更給患者的身體帶來(lái)了額外的負(fù)擔(dān)。頻繁的轉(zhuǎn)場(chǎng)、多次的設(shè)備接觸以及不同檢測(cè)環(huán)境下身體狀態(tài)的調(diào)整，都可能造成患者身體的疲勞、不適甚至心理壓力的增加。從醫(yī)療成本角度考量，獨(dú)立運(yùn)行的設(shè)備意味著雙倍的設(shè)備采購(gòu)、維護(hù)成本，雙倍的醫(yī)護(hù)人力投入以及雙倍的耗材使用，這無(wú)疑加重了整個(gè)醫(yī)療體系的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，也間接影響了醫(yī)療資源的高效分配。

2、隨著科技的不斷進(jìn)步，電阻抗斷層成像(eit)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，為醫(yī)療成像領(lǐng)域帶來(lái)了全新的契機(jī)。eit技術(shù)憑借其無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射的顯著優(yōu)勢(shì)，逐漸在肺部功能監(jiān)測(cè)方面嶄露頭角。其工作原理基于在人體體表特定位置精準(zhǔn)放置一系列電極，這些電極能夠向體內(nèi)施加微弱且安全的交變電流。電流在通過(guò)人體組織時(shí)，由于不同組織具有各異的電阻抗特性，如肺部的含氣組織與血流豐富的組織電阻抗存在明顯差異，因而會(huì)產(chǎn)生不同程度的電位變化。通過(guò)體表電極對(duì)這些電位變化進(jìn)行精確測(cè)量，就能反向推算出體內(nèi)電阻抗的動(dòng)態(tài)分布情況，進(jìn)而實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)肺部通氣狀態(tài)，如氣體的進(jìn)出、肺泡的充盈排空，以及肺部血流的分布變化，直觀展現(xiàn)肺部生理功能的實(shí)時(shí)信息。

3、盡管eit技術(shù)展現(xiàn)出巨大潛力，但現(xiàn)階段其在臨床應(yīng)用中仍存在諸多局限。現(xiàn)有的基于eit原理研發(fā)的醫(yī)療設(shè)備，大多將功能聚焦于單純的肺通氣功能評(píng)估。在面對(duì)臨床急需的同步監(jiān)測(cè)心排量以及精準(zhǔn)計(jì)算通氣/血流灌注(v/q)比這一關(guān)鍵需求時(shí)，現(xiàn)有eit設(shè)備顯得力不從心。一方面，心排量監(jiān)測(cè)需要極其精準(zhǔn)且穩(wěn)定的血流動(dòng)力學(xué)信號(hào)采集與解析，而eit技術(shù)在復(fù)雜血流環(huán)境下，信號(hào)易受干擾，難以直接、準(zhǔn)確地提取出反映心排量的關(guān)鍵特征；另一方面，計(jì)算v/q比要求同時(shí)對(duì)通氣量和血流量進(jìn)行高精度、實(shí)時(shí)同步測(cè)量，現(xiàn)有的eit設(shè)備架構(gòu)、算法以及數(shù)據(jù)處理能力，尚無(wú)法滿足這種高度協(xié)同且精確的監(jiān)測(cè)需求，這成為制約eit技術(shù)在心肺聯(lián)合功能監(jiān)測(cè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本技術(shù)的目的在于提供基于共享eit可穿戴傳感器的監(jiān)測(cè)方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)，用于解決現(xiàn)有的eit設(shè)備架構(gòu)、算法以及數(shù)據(jù)處理能力，尚無(wú)法滿足這種高度協(xié)同且精確的監(jiān)測(cè)需求。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本技術(shù)的第一方面提供一種基于共享eit可穿戴傳感器的監(jiān)測(cè)方法，包括：通過(guò)貼合于被測(cè)試者胸部區(qū)域的傳感器設(shè)備測(cè)量胸腔內(nèi)電阻抗的動(dòng)態(tài)變化，以采集與肺通氣和血流相關(guān)的信號(hào)；對(duì)采集到的與肺通氣和血流相關(guān)的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，據(jù)以計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)的肺泡通氣量及肺血流量以獲得實(shí)時(shí)的通氣/血流灌注比，并進(jìn)行區(qū)域性分析以進(jìn)行不同肺區(qū)的通氣/血流灌注比的同步監(jiān)測(cè)。

3、于本技術(shù)的第一方面的一些實(shí)施例中，單位時(shí)間內(nèi)的肺泡通氣量的計(jì)算過(guò)程包括：從傳感器設(shè)備接收與肺通氣相關(guān)的肺部不同區(qū)域電阻抗變化的電信號(hào)；將所述肺部不同區(qū)域電阻抗變化的電信號(hào)傳輸至信號(hào)處理單元；所述信號(hào)處理單元基于成像算法對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行深度處理與分析以重建對(duì)應(yīng)的肺部通氣圖像；基于重建的肺部通氣圖像，識(shí)別圖像中反映肺泡充盈排空的動(dòng)態(tài)區(qū)域，結(jié)合呼吸頻率，計(jì)算每分鐘的肺泡通氣量。

4、于本技術(shù)的第一方面的一些實(shí)施例中，單位時(shí)間內(nèi)的肺血流量的計(jì)算過(guò)程包括：從傳感器陣列采集到的與血流相關(guān)的原始電信號(hào)中提取心臟搏動(dòng)引發(fā)的電阻抗變化信號(hào)；基于提取到的心臟搏動(dòng)引發(fā)的電阻抗變化信號(hào)，以及傳感器陣列針對(duì)肺部不同區(qū)域所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)，對(duì)肺部血流灌注情況進(jìn)行評(píng)估；根據(jù)心排量數(shù)據(jù)以及肺部血灌注在心排量中所占的比例，計(jì)算得到每分鐘的肺血流量。

5、于本技術(shù)的第一方面的一些實(shí)施例中，所述對(duì)肺部血流灌注情況進(jìn)行評(píng)估包括：通過(guò)心臟搏動(dòng)引發(fā)的電阻抗變化信號(hào)的變化幅度以及在空間上的分布情況，判斷出肺部各個(gè)區(qū)域血流灌注的相對(duì)強(qiáng)弱程度以及均勻性。

6、于本技術(shù)的第一方面的一些實(shí)施例中，在執(zhí)行對(duì)不同肺區(qū)的通氣/血流灌注比進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)之后，所述可穿戴智能監(jiān)測(cè)方法還包括：基于信號(hào)解耦算法將傳感器獲取到的肺泡通氣量信號(hào)和肺血流量信號(hào)進(jìn)行分離；基于數(shù)據(jù)融合算法將解耦后的信號(hào)分別與一或多個(gè)其他生理參數(shù)進(jìn)行加權(quán)融合；并使用人工智能模型對(duì)融合得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

7、于本技術(shù)的第一方面的一些實(shí)施例中，基于自適應(yīng)多模態(tài)融合算法將解耦后的信號(hào)分別與一或多個(gè)其他生理參數(shù)進(jìn)行融合，其過(guò)程包括：對(duì)患者的狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別；當(dāng)識(shí)別到患者狀態(tài)變化時(shí)，根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則和實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，自動(dòng)調(diào)整不同生理參數(shù)在信號(hào)解耦和數(shù)據(jù)融合過(guò)程中的權(quán)重分配；基于調(diào)整后的權(quán)重，對(duì)各種生理數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)解耦和數(shù)據(jù)融合。

8、于本技術(shù)的第一方面的一些實(shí)施例中，所述人工智能模型包括異構(gòu)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成模型，融合有卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)；卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于提取信號(hào)的空間特征，循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于捕捉時(shí)間序列信息，生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)通過(guò)生成對(duì)抗機(jī)制，優(yōu)化模型對(duì)復(fù)雜生理信號(hào)模式的學(xué)習(xí)能力。

9、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本技術(shù)的第二方面提供一種基于共享eit可穿戴傳感器的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：傳感器模塊，貼合于被測(cè)試者胸部區(qū)域，用于測(cè)量胸腔內(nèi)電阻抗的動(dòng)態(tài)變化，以采集與肺通氣和血流相關(guān)的信號(hào)；同步監(jiān)測(cè)模塊，與傳感器模塊電性連接，用于對(duì)采集到的與肺通氣和血流相關(guān)的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，據(jù)以計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)的肺泡通氣量及肺血流量以獲得實(shí)時(shí)的通氣/血流灌注比，并進(jìn)行區(qū)域性分析以進(jìn)行不同肺區(qū)的通氣/血流灌注比的同步監(jiān)測(cè)。

10、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本技術(shù)的第三方面提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述基于共享eit可穿戴傳感器的監(jiān)測(cè)方法。

11、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本技術(shù)的第四方面提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中包括計(jì)算機(jī)程序代碼，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序代碼在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，使得所述計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)所述基于共享eit可穿戴傳感器的監(jiān)測(cè)方法。

12、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本技術(shù)的第五方面提供一種計(jì)算機(jī)裝置，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)程序；所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)所述基于共享eit可穿戴傳感器的監(jiān)測(cè)方法。

13、如上所述，本技術(shù)的基于共享eit可穿戴傳感器的監(jiān)測(cè)方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)，具有以下有益效果：本技術(shù)通過(guò)共享eit傳感器陣列，實(shí)現(xiàn)了體循環(huán)、肺通氣和v/q比的同步監(jiān)測(cè)，減少了傳感器的使用數(shù)量，降低了患者的負(fù)擔(dān)和醫(yī)療成本。結(jié)合智能算法和數(shù)據(jù)融合技術(shù)，提供了全面的生理信息，為個(gè)性化醫(yī)療和遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)提供了新的解決方案。