[發明專利]一種人體波形中的特征參數的提取方法和裝置

無效

• 申請號: 200810225717.0
• 申請日: 2008-11-07
• 公開（公告）號: CN101732033A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 王睿;宮繼兵;陸世龍;張磊;崔莉
• 申請（專利權）人: 中國科學院計算技術研究所
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

技術領域

本發明涉及信號處理領域，特別涉及一種利用計算機技術、信號處理技術實現人體波形中的特征參數自動提取的方法。

背景技術

中醫脈診通常的做法是中醫師用手指觸壓患者寸口撓動脈處寸、關、尺三個部位，通過手指施加浮、中、沉等不同的壓力來感受患者脈搏波的變化。對應于浮、中、沉等壓力而產生的一系列的包含了脈搏的浮沉、強弱、趨勢、形狀、寬度和節律等等信息的脈搏波，這種包含脈搏信息的脈搏波也被稱之為脈象。傳統中醫學在脈診時有很大的主觀性，診斷過程難以再現和學習。為了克服傳統中醫脈診的這一缺點，許多中醫領域的研究工作者在脈診的客觀化方面做出了不懈的努力。隨著傳感器和計算機信號處理技術的不斷進步，現有技術中已經出現了多種用于采集原始脈搏數據的脈搏采集裝置，如上海中醫藥大學中醫診斷教研室研制的ZM-III型智能脈象儀、中科院計算所無線傳感器實驗室研制的EZP210-M1脈搏采集器(專利申請號為200710120659)，上述的脈搏采集裝置能夠將人體脈搏的跳動用波形數據的方式表示出來，進而在所得到的波形數據的基礎上進行特征參數的提取和檢測的研究。通過對腕部動脈脈搏波波形數據的研究，不僅可以知道心臟周期性地收縮和舒張時的變化，還可以了解人體其他部位的病理狀態。

要研究脈搏的波形數據，首先要實現對脈搏波形數據中特征參數點的提取。以腕部動脈脈搏波波形數據為例，在腕部動脈脈搏波的一個完整波形中，如圖1所示，包括有以下用來反映人的生理信息和各種病癥的特征參數點：波形起始點、脈搏波峰值點、重搏前波峰值點、降中峽和重搏波峰值點。上述特征參數點已被中醫脈象研究領域所公認，其中的波形起始點是心室完全舒張時對應的波形點，也是一個完整脈搏波波形周期的最低點；脈搏波峰值點是主波峰的位置，主要反映左心室的射血功能和大動脈順應性；重搏前波峰值點為重搏前波峰頂位置，主要反映動脈血管彈性和外周阻力狀態；降中峽即降中峽谷底對應的波形點，其高度與舒張壓相關；重搏波峰值點是重搏波峰頂對應的點，其幅值主要反映大動脈的彈性和主動脈瓣功能情況。從脈搏波形數據中得到相關的特征參數點后，就可以對這些特征參數點做進一步的研究，如進行各種變換、做統計學分析或實現機器學習分類，從而得到一些重要規律，所得到的規律在臨床診斷或傳統中醫診脈的理論研究中都有重要的作用。

現有技術中，著重在于對包括特征參數點在內的脈搏波形數據的使用與研究，如利用特征參數點計算基于脈搏波波圖面積的K值從而產生一些更重要的衍生特征參數，卻缺少如何從脈搏波形數據中精確提取特征參數點的相關方法，使得相關領域中的技術人員只能采用標尺手工測量等人工方法。這樣做不僅操作繁瑣，而且準確率低，為根據特征參數點所做的后續研究帶來了隱患。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術無法對脈搏波波形中的特征參數點的精確提取的缺陷，從而提供一種準確率高、易操作的波形特征參數提取方法及相應的提取裝置。

為了實現上述目的，本發明提供了一種人體波形中的特征參數的提取方法，包括：

步驟1)、在原始波形上通過n/m滑窗邏輯法查找波形周期內的波形峰值點；

步驟2)、在所得到的波峰值點向前的一定時間間隔內查找波形最低的點，從而得到波形起始點。

上述技術方案中，還包括：

步驟3)、對原始波形做一階差分和二階差分操作；

步驟4)、利用所述二階差分的結果波形從所述原始波形圖中找到降中峽與重搏波峰值點，利用所述一階差分和二階差分的結果波形從所述原始波形圖中找到重搏前波峰值點。

上述技術方案中，在所述的步驟1)前，對原始波形采用平滑濾波法做平滑濾波，去除原始波形中的毛刺和噪聲。

上述技術方案中，所述的步驟4)包括：

步驟4-1)、以所述波形起始點所對應的時間點作為一階差分和二階差分操作所得到的波形的起始點；

步驟4-2)、在二階差分所得到的波形中，從步驟4-1)所得到的起始點開始，取第三峰的峰頂，該位置所對應的時間點在脈搏圖上為降中峽的時間點，從而得到所述的降中峽；

步驟4-3)、在二階差分所得到的波形中，從步驟4-1)所得到的起始點開始，取第三峰后的波谷，該位置所對應的時間點在脈搏圖上為重搏波峰值點的時間點，從而得到所述的重搏波峰值點；