[發明專利]一種人體脈搏波波形信號產生裝置

有效

• 申請號: 201310213043.3
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103315719A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 孫欣;任宏偉;秦霄雯;崔濤
• 申請（專利權）人: 山東省計量科學研究院
• 主分類號: A61B5/02
• 分類號: A61B5/02
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所 37224
• 代理人: 王書剛

1.一種人體脈搏波波形信號產生裝置，其特征是，包括：

（1）中央控制器，與其它各單元相連，用于控制其它各單元的運行；

（2）心律產生單元，與中央控制器、心室泵血波形產生單元以及心律同步接口單元相連接，具有內部觸發和外部觸發兩種工作模式，工作模式由中央控制器控制，在內部觸發模式下，該心律產生單元產生符合人體心律特點的心動周期序列，并依據各心動周期時間長度進行計時，在各心動周期起始時刻產生觸發信號，在外部觸發模式下，該心律產生單元接收來自心律同步接口單元的外部觸發信號并轉發至心室泵血波形產生單元；

（3）心室泵血波形產生單元，與中央控制器、心律產生單元以及動脈血流特性模擬單元相連接，用于在心律產生單元觸發信號的觸發下產生符合人體心室泵血特點的心室泵血波形；

（4）動脈血流特性模擬單元，與中央控制器、心室泵血波形產生單元以及線性變換單元相連接，用于在中央控制器的控制下使用中央控制器所指定的模型并結合心室泵血波形計算出脈搏波波形信號；

（5）心律同步接口單元，與中央控制器和心律產生單元相連接，用于在中央控制器的控制下將觸發信號向外部輸出，或者將來自外部的觸發信號發送到心律產生單元；

（6）線性變換單元，與中央控制器和動脈血流特性模擬單元相連接，用于對動脈血流特性模擬單元輸出的脈搏波波形信號實施線性變換，對脈搏波波形信號進行時間平移、幅值放縮和幅值升降操作。

2.根據權利要求1所述的人體脈搏波波形信號產生裝置，其特征是：所述心律產生單元在內部觸發工作模式下，按照以下公式產生符合人體心律特點的心動周期序列CC(n)：

CC(n)=SDNNσ0·FFT-1[I(f)]+CC0,]]>

其中，n為心動周期序號，FFT^-1[]表示傅立葉反變換，CC₀為基礎心動周期長度，SDNN為心動周期序列CC(n)的標準差，σ₀為FFT^-1[I(f)]的標準差，以頻率f為自變量的函數I(f)為心動周期序列的頻域特性函數：

I(f)＝R(f)exp(iθ)，

使用下式構造I(f)的幅值函數R(f)：

R(f)=PVL2πσVL2exp[-(f-fVL)22σVL2]+PL2πσL2exp[-(f-fL)22σL2]+PH2πσH2exp[-(f-fH)22σH2],]]>

其中，P_VL、P_L和P_H分別表示極低頻、低頻和高頻三個頻段幅值，f_VL、f_L和f_H為各頻段的中心頻率，σ_VL、σ_L和σ_H分別為各頻段分量的標準差；使用下式得到I(f)的相位θ：

θ＝2π·random()，

其中，函數random()的功能是在區間[0,1]內產生一個均勻分布的隨機實數。

3.根據權利要求1所述的人體脈搏波波形信號產生裝置，其特征是：所述心室泵血波形產生單元使用下式得到心室泵血波形VP(t)：

VP(t)＝ICP(t)[u(t-t₀)-u(t-t₁)]+G(t)[u(t-t₁)-u(t-t₃)]+IRP(t)[u(t-t₃)-u(t-t₄)]+B[u(t-t₄)-u(t-t₅)]

其中，B為泵血周期末心室壓力，u(t)為單位階躍函數，t₀為泵血開始時刻，t₁為等容收縮期結束和快速射血期開始的時刻，t₂為快速射血期結束和減慢射血期開始的時刻，t₃為減慢射血期結束和等容舒張期開始的時刻，t₄為等容舒張期結束和快速充盈期開始的時刻，t₅為本次泵血周期結束的時刻，函數G(t)是幅值為A、中心頻率為f_c的高斯單脈沖函數：

G(t)=2πeAfctexp[-2(πtfc)2],]]>

函數ICP(t)為：

ICP(t)=G(t1)-Bt1-t0t+Bt1-G(t1)t0t1-t0,]]>

函數IRP(t)為：

IRP(t)=B-G(t3)t4-t3t+G(t3)t4-Bt3t4-t3.]]>