[發明專利]脈搏波波峰波谷自動檢測方法

在審

• 申請號: 201510072512.3
• 申請日: 2015-02-11
• 公開（公告）號: CN104706337A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 王淑仙;楊健樂
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: A61B5/02
• 分類號: A61B5/02
• 代理公司: 上海藍迪專利事務所 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

技術領域

本發明屬人體健康監護技術領域，涉及一種脈搏波波峰波谷自動檢測方法，尤其涉及脈搏波中存在大量人為、系統噪聲以及心率快速變化的情況。可用于臨床心電圖自動識別、動態心電圖預處理，特別適合于基于手機的應用、網絡心電圖預處理。

背景技術

脈搏波的傳播過程不僅受到心臟本生的影響，還受到沿途動脈和周圍組織器官狀況的影響，因此蘊含著豐富的人體生理和病理信息，歷來都受到中外醫學界的重視，現已成為中西醫共同的研究熱點。通過脈搏波信號能夠檢測心血管功能的多項指標，具有無創、快速等特點，是防治心血管疾病的重要手段。

在臨床中，脈搏信號并不都是理想的，往往存在許多無法預料的噪聲以及抖動，這些內部、外部干擾往往會影響信號識別的準確性，一旦分析設備的結果產生了錯誤，對后續的診斷以及治療都會產生重大影響。

目前，脈搏波信號的處理算法研究還不成熟，特別是信號的特征提取，使其在檢測設備中的應用發展緩慢。目前脈搏波波峰波谷的檢測方法有：

通過閾值法進行脈搏波信號特征提取。其基本方法是根據相鄰周期脈搏波形相交點為極小值，幅值最大點為極大值，設定一個閾值，當波形數據中兩個點差值大于閾值，則認為找到了極大值與極小值。該方法簡單易懂，但在實際應用中由于不同人群的脈搏波信號差異較大以及基線漂移等因素，卻很難設置一個精準的閾值。

通過差分閾值法進行脈搏波信號特征提取。其基本方法是根據差分值的變化來確定相應特征點。由于脈搏波信號并不是一個穩定的信號，通常會出現抖動，所以差分序列會在同一點附近出現多個局部極大值，難以精確檢測波形?，F有的檢測方法無法確保檢測的準確性。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足而提出的一種脈搏波波峰波谷自動檢測方法，能夠準確的檢測出脈搏波波峰、波谷位置，誤識、漏識率極低且能自動適應各心率信號。為醫務工作者們判斷心血管疾病提供了一種參考依據。

實現本發明目的的具體技術方案是：

本發明是一種脈搏波波峰波谷自動檢測方法，包括如下步驟：

a)輸入采集到的一段脈搏波數據；

b)去除人為噪聲或系統采集噪聲產生的大幅度波動，并模擬出原數據；

c)將整段數據按周期進行分割；

d)在各個周期內分別求出其極大、極小值對應位置，即為波峰、波谷，再加上相對整段數據的位置，得到最終的波峰、波谷位置；

e)輸出標識了波峰、波谷位置的脈搏波波形。

步驟b)所述的去除人為噪聲或系統采集噪聲產生的大幅度波動，并模擬出原數據包括如下步驟：

①計算各脈搏波數據點之間的平均幅度差，記為ΔD；

②計算相鄰數據點之間瞬時斜率K_i，K_i＝(D(i+1)-D(i))/Δt，其中D為脈搏波數據，Δt是相鄰兩數據點之間的時間差；將兩點間的斜率K_i與K_m進行比較，K_m為標準脈沖波斜率的極限值，若K_i＞K_m或K_i＜-K_m，則說明該位置點出現了人為或系統噪聲，對脈搏波產生了干擾；此時通過修改該點的數值，即令D(i+1)＝D(i)+ΔD或D(i+1)＝D(i)-ΔD，模擬出原數據，其中ΔD為各數據點之間的平均幅度差；由此通過計算斜率的方法判斷出人為或系統噪聲所在位置，去除噪聲并模擬出原數據，令i＝i+1；

③重復步驟②直至i＝N-1，輸出修正后的數據D_n，其中N表示輸入脈搏波數據的總個數；至此已將原先輸入的存在干擾信號的脈搏波數據修正為適于分析的脈搏波；

步驟c)所述的將整段數據按周期進行分割包括如下步驟：

①計算所取數據點波形幅度的平均值，記為D_a；

②比較各數據點幅度與整體數據平均值的大小，若D_n(i)≤D_a且D_n(i+1)≥D_a，記錄此時的i值，即通過幅度的平均值D_a對數據進行分割得到分割點i，令i＝i+1；

③重復步驟②至i＝N-1，式中N表示輸入脈搏波數據的總個數，依次記錄的i值記為序列I；