[發明專利]一種基于脈搏解析的動脈彈性功能評估裝置

有效

• 申請號: 201410003824.4
• 申請日: 2014-01-06
• 公開（公告）號: CN103690152A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 劉澄玉
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: A61B5/02
• 分類號: A61B5/02;G06F19/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 寧欽亮

1.一種基于脈搏解析的動脈彈性功能評估裝置，其特征是，包括以下部分：

（1）左通道脈搏信號檢測模塊：與模擬數字轉換模塊連接，用于采集受試者的左側脈搏信號，并完成左側脈搏信號的濾波、去噪和放大；包括依次連接的左通道脈搏傳感器、左通道低通濾波器、左通道高通濾波器和左通道信號放大電路；左通道脈搏傳感器置于下列四個位置中的一個：左側中指、左側橈動脈、左側耳垂和左側大腳拇趾，分別采集左側中指脈搏信號、左側橈動脈脈搏信號、左側耳垂脈搏信號和左側大腳拇趾脈搏信號；

（2）右通道脈搏信號檢測模塊：與模擬數字轉換模塊連接，用于采集受試者的右側脈搏信號，并完成右側脈搏信號的濾波、去噪和放大；包括依次連接的右通道脈搏傳感器、右通道低通濾波器、右通道高通濾波器和右通道信號放大電路；右通道脈搏傳感器置于下列四個位置中的一個：右側中指、右側橈動脈、右側耳垂和右側大腳拇趾，分別采集右側中指脈搏信號、右側橈動脈脈搏信號、右側耳垂脈搏信號和右側大腳拇趾脈搏信號；

（3）模擬數字轉換模塊：與計算機連接，用于實現模擬信號到數字信號的轉換；

（4）數據存儲卡：與計算機連接，用于存儲受試者的脈搏信號和生成的評估報告；

（5）計算機：與模擬數字轉換模塊和數據存儲卡連接，用于完成脈搏信號分析和報告存儲；

上述裝置，首先分別利用左通道脈搏信號檢測模塊和右通道脈搏信號檢測模塊采集受試者的左側和右側脈搏信號，采集時間為T分鐘，T≥2，采集到的脈搏信號進入模擬數字轉換模塊，經模擬數字轉換后進入計算機進行脈搏信號分析，信號分析包括脈搏信號質量評估、脈搏信號歸一化、脈搏模板生成及模板解析、子波特征參數調整、動脈彈性功能評估和評估報告生成，具體過程如下；

①脈搏信號質量評估：對左右通道采集的脈搏信號分別進行質量評估，生成信號質量指數Index，依據信號質量指數Index將每一通道脈搏信號質量分為以下三類中的一類：質量良好、質量一般和質量差；

②脈搏信號歸一化：對左右通道采集的脈搏信號分別進行模板歸一化，首先使用基于拋物線權重的峰值檢測法確定脈搏信號上升支峰值點位置；然后以脈搏信號上升支峰值點位置為參考，確定脈搏信號上升支起點位置，上升支起點位置即為一個心動周期脈搏信號的起始時刻；然后依據脈搏信號上升支起點位置將T分鐘脈搏信號分割為若干個單一心動周期內的脈搏波形，對每個心動周期脈搏波形進行時間和幅度歸一化處理；

③脈搏模板生成及模塊解析：使用相干平均法對步驟②獲得的經過時間和幅度歸一化的所有單一心動周期內脈搏信號進行相干平均，得到脈搏模板；然后定義M個高斯函數代表有明確生理意義的脈搏子波，3≤M≤5，使用M個高斯函數的疊加之和擬合脈搏模板，并用平均絕對值誤差MAE衡量擬合精度，使用粒子群算法對高斯函數的特征參數向量進行尋優，確定各子波的特征參數值；

④子波特征參數調整：動脈彈性功能評估需要使用第1個高斯函數和第2個高斯函數的特征參數，第1個高斯函數代表前向波，第2個高斯函數代表主反射波，所以根據受試者的年齡和血壓值對步驟③獲得的前向波和主反射波的特征參數進行調整，降低不同年齡、血壓因素對動脈彈性功能評估準確性的影響；

⑤動脈彈性功能評估：利用步驟④獲得的前向波和主反射波的特征參數對動脈彈性功能進行評估，根據采集的信號是左右側中指脈搏信號、左右側橈動脈脈搏信號、左右側耳垂脈搏信號還是左右側大腳拇趾脈搏信號，選取評估準則；

⑥評估報告生成：生成受試者左右側肢體動脈彈性功能無創評估報告。