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重力心動圖儀

1 成果簡介心臟疾病是危害人類身體健康的常見病，是人類的一大殺手。獲取和分析心功能是心臟病預防、診斷、治療和康復的關鍵，尤其在心臟病早期診斷提供一種簡易的檢測方法很有必要。傳統的心臟檢測方式包括心電圖、心磁圖、超聲心動圖、 DSA， PET、 XCT、 MRI 等，這些檢測方法優點明確，但是也有很多缺點，主要問題是費用高、輻射損傷、特異性與靈敏度、操作復雜、有創等。利用人體重力變化信號診斷心臟疾病是一種全新的無創檢測方式，是現有心臟疾病診斷方式的很好的補充和完善，與傳統的測量理念完全不同，此方法只需被檢測者坐在檢測裝置上，通過傳感器獲得重力信號，經過信號處理電路處理獲得心臟重力心動圖，進而診斷被檢者是否患有心臟疾病。與目前普及的診斷方法比較，本技術檢測方便，成本低廉易于普及，其創新與特色之處： 1）思路創新：避開傳統的電、磁、形態、代謝等信號固有思維，開辟心臟力學信號診斷技術； 2）理論創新：研究其力學信號形成機理，將心臟運動力學信號與心臟瓣膜開閉、心臟向上的沖擊、心輸出量、血壓高低、血管彈性等上升到理論階段； 3）設備創新：首次研發探測心臟射血重力變化信號專用醫療設備，開辟診斷心臟疾病的新途徑。本技術的原理是測量心臟收縮時射血和舒張時血液回流過程造成的重力信號的微弱變化，通過分析信號在時間域、頻率域和幅值域上特征，尋求重力變化信號與心臟疾病之間的關系，嘗試找出不同心臟病人的信號特征。理論上可從這種信號中獲取的信息包括心臟瓣膜開閉、心臟向上的沖擊、心輸出量、血壓高低、血管彈性、心率、每搏輸出量、每搏輸出指數、體循環血管張力等指數，通過對比這些參數與已建立好的心功能關系，診斷心臟疾病。重力心動圖儀（圖 1）檢測血液在心血管循環過程中對人體產生反作用力導致人體重力的微弱變化，利用微弱變化的重力信號來反映心臟功能狀況。檢測對象只需要安靜平穩的坐在裝有重力檢測裝置的椅子上，便可以進行心臟功能檢測，檢測時檢測對象放松和平靜呼吸，可以保證檢測結果準確性。儀器檢測方便，檢測信號具有較強的穩定性和重復性（圖 2）。圖 1 第一代重力心動圖儀， 1 為傳感器平臺， 2 為設備機箱， 3 為觸摸屏顯示器圖 2 對三位 22 歲的健康的男性志愿者的檢測結果2 應用說明重力心動圖儀包括重力檢測裝置、信號處理裝置和顯示裝置。人安靜地坐在檢測裝置上方，檢測裝置將身體重力信號轉化為電信號，信號處理裝置將此電信號進行濾波放大，保留有用信號，然后傳輸到顯示裝置進行顯示。檢測過程十分方便，而且對檢測對象沒有創傷、無輻射，適用于長期檢測。方式可改裝成站立式和躺臥式，滿足不同場合的需求。重力心動圖儀是一種通過力學信號檢測心功能的全新檢測方式，是現有心功能檢測很好的補充。3 應用范圍可應用于家庭保健，方便病人在家庭長期監測心臟功能；可應用于醫院體檢，如測量體重的同時獲得心功能信息；可應用于輪椅病人的監護，睡眠質量分析，重癥病人的監護等其他需要檢測心臟活動的地方。4 效益分析( 1) 利用國內外先進的探索檢測心功能的新技術，可研制開發快速簡單的心功能檢測設備，能為心血管疾病的早期發現起到積極作用。從而轉化成經濟效益和社會效益。 ( 2) 重力心動圖儀是一種通過力學信號檢測心功能的全新檢測方式，能夠直接的反應心臟射血過程的變化，是現有心功能檢測很好的補充。 ( 3) 現今人們的健康體檢意識正逐步提高，該設備作為心功能檢測的一種方式，具有非導聯接觸、檢測方式簡潔方便、檢測成本低等特點，能夠滿足心功能家庭保健檢測，市場潛力巨大。5 合作方式融資投入、市場推廣。

清華大學 2021-04-13

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