[發(fā)明專利]一種呼吸率提取方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710090553.4
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106901694A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡靜
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州視源電子科技股份有限公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司44202
• 代理人: 麥小嬋,郝傳鑫

1.一種呼吸率提取方法，其特征在于，包括：

利用自回歸模型對采集的心電信號進(jìn)行提取，得到第一呼吸信號，并根據(jù)所述第一呼吸信號計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)刻的第一呼吸率；

對所述心電信號進(jìn)行小波變換得到第二呼吸信號，并根據(jù)所述第二呼吸信號計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)刻的第二呼吸率；

對所述第一呼吸信號和所述第二呼吸信號進(jìn)行信號質(zhì)量指數(shù)分析，得到與所述第一呼吸信號對應(yīng)的第一權(quán)重因子和與所述第二呼吸信號對應(yīng)的第二權(quán)重因子；

根據(jù)所述第一呼吸率、第一權(quán)重因子、第二呼吸率及第二權(quán)重因子，計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)刻的呼吸率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸率提取方法，其特征在于，在對所述心電信號進(jìn)行小波變換得到第二呼吸信號，并根據(jù)所述第二呼吸信號計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)刻的第二呼吸率之前，還包括：

對所述心電信號進(jìn)行降采樣。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸率提取方法，其特征在于，所述利用自回歸模型對采集的心電信號進(jìn)行提取，得到第一呼吸信號，并根據(jù)所述第一呼吸信號計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)刻的第一呼吸率具體為：

根據(jù)采集的心電信號的位于每個(gè)時(shí)刻之前的p個(gè)歷史時(shí)刻的觀測值和每個(gè)時(shí)刻的隨機(jī)干擾，得到每個(gè)時(shí)刻的觀測值；

根據(jù)與p個(gè)歷史時(shí)刻的觀測值對應(yīng)的p個(gè)加權(quán)參數(shù)，生成系數(shù)矩陣，得到每個(gè)時(shí)刻的呼吸信號的特征；

根據(jù)所述每個(gè)時(shí)刻的呼吸信號的特征，采用自相關(guān)分離算法對心電信號進(jìn)行提取，提取得到第一呼吸信號；

根據(jù)所述第一呼吸信號計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)刻的第一呼吸率。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的呼吸率提取方法，其特征在于，在依次將心電信號的每個(gè)時(shí)刻的觀測值用位于該時(shí)刻之前的p個(gè)歷史時(shí)刻的觀測值和一個(gè)該時(shí)刻的隨機(jī)干擾進(jìn)行表示之后，在根據(jù)與p個(gè)歷史時(shí)刻的觀測值對應(yīng)的p個(gè)加權(quán)參數(shù)，生成系數(shù)矩陣，得到每個(gè)時(shí)刻的呼吸信號的特征之前，還包括：

利用模型階數(shù)為q的滑動(dòng)平均模型對每個(gè)時(shí)刻的觀測值的表示進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的每個(gè)時(shí)刻的觀測值，其中，q為滑動(dòng)平均項(xiàng)數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸率提取方法，其特征在于，所述對所述心電信號進(jìn)行小波變換得到第二呼吸信號，并根據(jù)所述第二呼吸信號計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)刻的第二呼吸率具體為：

根據(jù)香農(nóng)-奈奎斯特采樣原理及所述心電信號的采樣頻率進(jìn)行頻段分層，計(jì)算得到每層的頻率范圍；

依據(jù)所述頻段分層中每層的頻率范圍及預(yù)置的通帶頻率確定小波分解和重構(gòu)所需的層數(shù)；

根據(jù)與所述小波分解所需的層數(shù)及預(yù)先選擇的母小波進(jìn)行信號分解，得到按頻段劃分的多層波形；

根據(jù)與所述小波重構(gòu)所需的層數(shù)對應(yīng)的小波系數(shù)及分解得到的所述多層波形進(jìn)行信號重構(gòu)，得到第二呼吸信號；

根據(jù)所述第二呼吸信號計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)刻的第二呼吸率。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸率提取方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一呼吸率、第一權(quán)重因子、第二呼吸率及第二權(quán)重因子，計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)刻的呼吸率，具體為：

當(dāng)判斷所述第一權(quán)重因子大于預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)值且所述第二權(quán)重因子小于所述基準(zhǔn)值時(shí)，將所述第一呼吸率設(shè)置為當(dāng)前時(shí)刻的呼吸率；

當(dāng)判斷所述第一權(quán)重因子小于預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)值且所述第二權(quán)重因子大于所述基準(zhǔn)值時(shí)，將所述第二呼吸率設(shè)置為當(dāng)前時(shí)刻的呼吸率；

當(dāng)判斷所述第一權(quán)重因子計(jì)所述第二權(quán)重因子均大于預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)值時(shí)，根據(jù)所述第一權(quán)重因子及所述第二權(quán)重因子對所述第一呼吸率和第二呼吸率進(jìn)行加權(quán)求和，計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)刻的呼吸率。

7.一種呼吸率提取裝置，其特征在于，所述裝置包括：

自回歸提取單元，用于利用自回歸模型對采集的心電信號進(jìn)行提取，得到第一呼吸信號，并根據(jù)所述第一呼吸信號計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)刻的第一呼吸率；

小波變換提取單元，用于對心電信號進(jìn)行小波變換得到第二呼吸信號，并根據(jù)所述第二呼吸信號計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)刻的第二呼吸率；

權(quán)重計(jì)算單元，用于對所述第一呼吸信號和所述第二呼吸信號進(jìn)行信號質(zhì)量指數(shù)分析，得到與所述第一呼吸信號對應(yīng)的第一權(quán)重因子和與所述第二呼吸信號對應(yīng)的第二權(quán)重因子；

呼吸率計(jì)算單元，用于根據(jù)所述第一呼吸率、第一權(quán)重因子、第二呼吸率及第二權(quán)重因子，計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)刻的呼吸率。