一种无线肌松监测仪

本发明涉及术后肌松残余监测领域，更具体地，涉及一种无线肌松监测仪。

背景技术：

1、术后肌松残余是麻醉后护理单元的常见问题,与术后早期的各种不良事件有关，包括气道阻塞，低氧发作，术后呼吸系统并发症，术中意识,肌肉无力等不适症状。使用定量神经肌肉监测装置客观地测量肌松残余并实时数字显示结果，可以有效地避免术后肌松残余的发生。目前临床上常用的肌松监测仪多基于加速度传感器设计而成，但因其操作繁琐，对具体使用环境要求较高，且在术中可能受到伪影、患者运动和不稳定的抽搐反应的影响，因此并未得到有效的推广。

2、目前被广泛使用的加速度描记法肌松监测仪存在以下几个不足之处：

3、（1）操作繁琐：使用前需要进行多个组件的安装，包括前复合板、体表温度探头、加速度探头和体表电极接头等。这些操作费时费力，无法适应患者进行麻醉操作迅速便捷的需求。

4、（2）有线设计不便：所有接头终端都是有线设计，导致线路繁多，管理不便。同时，传输导线的存在限制了仪器的布局，这在一定程度上增加了麻醉医生的工作强度，这也是该监测仪器未能普及使用的原因之一。

5、（3）体位限制。该仪器对被测肢体的体位要求较高，拇指的不受限制的运动被认为是使用加速度描记法肌松监测仪先决条件，当肢体不能达到特定的体位要求，测量结果的精确度将可能受到影响。而近年来，随着腔镜微创手术的普及，被手术者上肢通常需要贴紧身体放置，这限制了该监测仪器的应用范围。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种无线肌松监测仪，能够较好的传统的肌松监测仪操作费时、不便管理和对具体使用环境要求较高的问题。

2、本发明提供了一种无线肌松监测仪，包括前端数据采集和发送装置以及后端模式控制和数据接收装置，所述前端数据采集和发送装置包括电刺激模块、肌电采集模块、微控制器和蓝牙模块，所述后端模式控制和数据接收装置包括数据预处理模块、特征提取模块、特征选择模块和肌松分类模块；

3、所述电刺激模块，用于产生刺激电流，使人体肌肉产生收缩；

4、所述肌电采集模块，用于采集肌肉表面的肌电数据；

5、所述微控制器，用于从所述肌电采集模块读取肌电数据，并通过串口将所述肌电数据发送到蓝牙缓冲区；以及根据所述后端模式控制和数据接收装置的指令控制所述电刺激模块进行电刺激和控制所述肌电采集模块采集肌电数据；

6、所述蓝牙模块，用于将蓝牙缓冲区中的肌电数据发送给所述后端模式控制和数据接收装置；

7、所述数据预处理模块，用于去除所述肌电数据中的工频干扰；

8、所述特征提取模块，用于从预处理后的肌电数据中提取多个频域特征，所述多个频域特征包括平均功率频率、中值频率mf、功率谱比值和肌电信号的自回归模型系数；

9、所述特征选取模块，用于基于l1正则化逻辑回归模型的损失函数定义评价函数，基于评价函数的值从多个频域特征中选取至少一个最优频域特征；

10、所述肌松分类模块，用于根据选取的所述至少一个最优频域特征，进行肌松残留深度分类，得到肌电数据的类型。

11、本发明提供的一种无线肌松监测仪，利用体表肌电作为测量肌松水平的信号源，通过在患者的肌肉区域放置无创的电极，实时采集肌电信号，并将其转化为可视化的监测数据。同时，采用无线数据信号传输技术，将监测数据通过稳定可靠的无线信号传输给显示设备，实现无线监测数据传输，避免传统有线连接带来的不便和限制。

12、另外，提取肌松信号的多个频域特征，并通过l1正则化逻辑回归模型的损失函数来选取其中最优的频域特征，基于最优的频域特征对肌松数据进行分类，相比不对频域特征做筛选时，分类准确性高。

技术特征：

1.一种无线肌松监测仪，其特征在于，所述无线肌松监测仪包括前端数据采集和发送装置以及后端模式控制和数据接收装置，所述前端数据采集和发送装置包括电刺激模块、肌电采集模块、微控制器和蓝牙模块，所述后端模式控制和数据接收装置包括数据预处理模块、特征提取模块、特征选取模块和肌松分类模块；

2.根据权利要求1所述的无线肌松监测仪，其特征在于，所述电刺激模块包括脉冲电压调制单元和恒流输出单元，所述脉冲电压调制单元，用于产生刺激脉冲驱动信号，所述恒流输出单元，基于压控恒流的实现方式，输出电流脉冲信号，以刺激人体肌肉。

3.根据权利要求1或2所述的无线肌松监测仪，其特征在于，所述电刺激模块通过改变刺激电极输出的电流大小和放电时间产生不同的电刺激模式，所述电刺激模块包括单刺激模式、四次成串刺激模块、强直刺激模式和双重爆发刺激模式；

4.根据权利要求1所述的无线肌松监测仪，其特征在于，所述数据预处理模块，用于对所述肌电数据进行滤波处理、降采样处理和分段处理；

5.根据权利要求4所述的无线肌松监测仪，其特征在于，所述特征提取模块，用于从预处理后的肌电数据中提取多个频域特征，包括：

6.根据权利要求5所述的无线肌松监测仪，其特征在于，所述肌电信号的功率谱密度函数为：

7.根据权利要求1所述的无线肌松监测仪，其特征在于，所述基于l1正则化逻辑回归模型的损失函数定义为：

8.根据权利要求7所述的无线肌松监测仪，其特征在于，所述基于评价函数的值从多个频域特征中选取至少一个最优频域特征，包括：

技术总结
本发明涉及一种肌松信号识别方法及无线肌松监测仪，包括前端数据采集和发送装置以及后端模式控制和数据接收装置，前端装置主要负责产生刺激信号，采集肌电数据，并通过无线蓝牙将肌电数据传输给后端，后端主要负责对肌电数据进行分析处理，包括对肌电数据的预处理、提取提取多个频域特征、以及基于L1正则化逻辑回归模型的损失函数定义评价函数，用评价函数的值从多个频域特征中选取最优频域特征并构建特征向量训练XGBoost模型；获取待识别肌松信号并提取所述最优频域特征，送入训练好的模型进行肌松信号状态类型识别。本发明提供的识别方法与监测仪，能够有效的进行肌松信号的分类识别。

技术研发人员：方岩,郑华,高军峰,向茵,李响,吴清雅
受保护的技术使用者：华中科技大学同济医学院附属同济医院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/17