基于智能手机集成的新型床式心冲击扫描系统：无接触监测生命体征、呼吸暂停与心律失常的创新方案

本综述介绍了一种创新的远程心冲击扫描（BCG）系统，通过视频分析床垫标记点运动实现无接触监测。该系统利用床垫纵向（BCG-X）与横向（BCG-Y）振动的正交特性分离心搏与呼吸信号，显著提升了心率与呼吸频率估算精度，并可检测睡眠呼吸暂停、心律失常等异常生理事件。其简化设计克服了传统BCG系统对嵌入式传感器与环境光照的依赖，为居家健康监测提供了新范式。

　　

INTRODUCTION

心冲击扫描（Ballistocardiography, BCG）是一种非侵入式技术，用于测量由心脏及循环系统机械活动产生的身体微振荡。其起源可追溯至19世纪——1877年Gordon首次描述了血液从心脏射入体循环引发的身体位移现象[1]。1930年代，Starr等人开发了经典的心冲击扫描仪，通过悬浮平台记录这些微动信号。

RBCG system

本研究提出的BCG信号采集系统如图1所示。卧床者因心跳、呼吸及自主/非自主身体活动引发床垫振动[23]。如引言所述，现有研究多采用嵌入式电子传感器与仪器记录这类振动，但此类系统通常需定制专用测量装置。

BCG Curves

图3(A)展示了采用本系统从仰卧放松受试者获取的代表性BCG信号。可见主要反映心脏活动的BCG-X信号振幅显著低于以呼吸运动为主的BCG-Y信号。通过前述算法处理，这些信号可分离并可视化心脏与呼吸活动的独立贡献。

DISCUSSION

本研究提出的视频处理方法生成两个正交信号：BCG-X（反映与心脏活动相关的纵向床垫位移）和BCG-Y（对应主要由呼吸引起的横向形变）。这种心呼吸活动在维度上的自然解耦，避免了传统BCG系统常用的信号分离或源隔离技术[12]。

CONCLUSIONS

本研究提出了一种基于视频处理的新型远程心冲击扫描系统，用于监测卧床者心脏活动、呼吸和运动引起的床垫位移。据作者所知，这是首个通过捕捉床垫（而非直接监测人体）运动实现无接触心肺监测的方法，对现有BCG与远程BCG（RBCG）系统具有多重技术优势。