[發明專利]一種康復醫療氣墊服裝的智能控制方法

有效

• 申請號: 201811210654.1
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109431767B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 王帥;王建輝
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: A61H9/00
• 分類號: A61H9/00;A61B5/021
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝

1.一種康復醫療氣墊服裝的智能控制方法，其特征在于，包括：

101、康復醫療氣墊服裝的控制裝置獲取使用康復醫療氣墊服裝的使用者的人體生理PPG信號；

102、所述控制裝置根據所述PPG信號，確定所述使用者的心率數據；

103、所述控制裝置根據所述PPG信號，確定所述使用者的血壓數據；

104、所述控制裝置依據所述康復醫療氣墊服裝的參數信息，估計所述使用者的人體皮膚剛度系數K，并根據估計的人體皮膚剛度系數K確定康復醫療氣墊服裝的初始按摩力度F；

105、所述控制裝置根據心率數據、血壓數據，計算所述康復醫療氣墊服裝的按摩強度；

其中，所述104中的根據估計的人體皮膚剛度系數K確定康復醫療氣墊服裝的初始按摩力度F，包括：

1041、給定一個起始按摩力度Fhd；

1042、通過康復醫療氣墊服裝的三軸加速度傳感器獲得康復醫療氣墊服裝的加速度向量偏差，以及通過積分得到康復醫療氣墊服裝的速度偏差以及康復醫療氣墊服裝的位移偏差；

1043、根據下面公式估計出的人體皮膚剛度系數K;

公式為：

其中：分別為康復醫療氣墊服裝的位移偏差、速度偏差、以及加速度向量偏差；M，B，K分別為人體皮膚的慣性系數、阻尼系數與剛度系數；f為康復醫療氣墊服裝與人體皮膚接觸的壓力；

1044、通過人體皮膚剛度系數K輸入到預設的按壓力專家數據庫中，得到最后實際調節出的初始按摩力度F。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：

106、所述控制裝置采用增量式PID控制算法使康復醫療氣墊服裝按摩強度穩定給定范圍內。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述102包括：

1021、使所述PPG信號經由0.4~4Hz的帶通巴特沃茲濾波器進行濾波處理，獲得濾波后的第一有效信號；

1022、對所述第一有效信號進行去直流分量的處理，以及進行歸一化處理，得到用于降低計算量的第二有效信號；

1023、使用FFT變換數據，以康復醫療氣墊服裝的三軸加速度傳感器信號作為噪聲信號，第二有效信號為帶噪聲心率信號，在頻域進行Wiener濾波處理，提取心率對應PPG幅度譜信號；

1024、對所述PPG幅度譜信號進行頻率糾偏；

1025、基于頻率糾偏后的PPG幅度譜信號，將頻率糾偏后的PPG幅度譜信號中幅度最大的頻率作為使用者的心率數據。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，還包括：

1026、根據鄰近上n次的心率數據，對當前的心率數據進行光順的后處理。

5.根據權利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述103包括：

1031、對所述PPG信號進行零相移濾波的平滑處理，得到處理后的第一信號；

1032、基于EEMD對所述第一信號進行分解以提取第4層IMF分量；

1033、利用差分閾值法計算第4層分解IMF分量的脈搏波形分解信號的波形起始點A、收縮期最高壓力點B、降中峽點C和重搏波點D；

1034、根據所述波形起始點A、收縮期最高壓力點B即主波點B、降中峽點C和重搏波點D，獲取至少9個特征參數；

所述至少9個特征參數包括：

幅值參數：主波點B的幅值HB，降中峽點C點的幅值HC，重搏波點D的幅值HD；

時間參數：主波點B到起始點A的時間Tb，降中峽點C點到起始點A的時間Tc，重搏波點D點到起始點A的時間Td，以及每個單波的總時間T；

面積參數：起始點A到主波點B的面積S1，主波點B到下一個波起始點面積S2；

1035、將所有的特征參數輸入到訓練好的神經網絡模型ANN中，獲取訓練好的神經網絡模型ANN輸出的使用者的血壓數據。