[發(fā)明專(zhuān)利]基于脈搏波特征參數(shù)對(duì)人體健康狀況的檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811213852.3
• 申請(qǐng)日: 2018-10-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109316172A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱天爽;楊佳;孫天星;佟博寧
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/02
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/02;A61B5/00
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專(zhuān)利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

1.一種基于脈搏波特征參數(shù)對(duì)人體健康狀況的檢測(cè)方法，其特征在于以下步驟：

第一步，對(duì)采集得到的脈搏波信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理

采用中值濾波法對(duì)脈搏波去除基線漂移干擾；采用平滑濾波對(duì)脈搏波去除工頻干擾和肌電干擾噪聲；

第二步，基于中西醫(yī)脈搏分析的相關(guān)理論，對(duì)預(yù)處理之后的脈搏波信號(hào)進(jìn)行時(shí)域和頻域上特征參數(shù)的提取和分析，包括脈圖面積K值、頻譜、譜能比、歸一化峰值差異比和頻率差異比，得到對(duì)人體健康狀況區(qū)分度較高的特征參數(shù)；

第三步，通過(guò)提取的特征參數(shù)，訓(xùn)練得到可以區(qū)分健康狀態(tài)與非健康狀態(tài)的分類(lèi)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)人體健康狀況的檢測(cè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于脈搏波特征參數(shù)對(duì)人體健康狀況的檢測(cè)方法，其特征在于，所述的第二步包括以下步驟：

(1)對(duì)脈搏波信號(hào)時(shí)域的波形進(jìn)行特征點(diǎn)的識(shí)別，求取脈圖面積K值作為特征參數(shù)，其公式如下：

其中，P_S表示心臟的收縮壓，P_d表示心臟的舒張壓，P_m表示平均動(dòng)脈壓即在脈圖中，通過(guò)峰峰值和峰谷值來(lái)表示收縮壓P_s和舒張壓P_d；

(2)結(jié)合中醫(yī)的脈搏分析理論，對(duì)脈搏波信號(hào)做傅里葉變換，將信號(hào)分解成是由各種不同頻率的諧波所組成的信號(hào)；把心臟跳動(dòng)一次也就是一個(gè)脈搏波的周期當(dāng)成是一個(gè)周期，將脈搏波分解為以下的各次諧波的組合：

其中，n表示脈搏波信號(hào)的n次諧波，t表示時(shí)間，T表示信號(hào)的周期，φ表示相位，C₀表示基線幅度，C_n表示第n次諧波信號(hào)的幅度；

將脈搏波的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換得到頻譜圖，對(duì)其進(jìn)行歸一化處理，提取頻譜中各峰的幅值及峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率值作為兩個(gè)特征參數(shù)；并且提出基于各諧波峰值和峰值對(duì)應(yīng)頻率的特征參數(shù)：歸一化峰值差異比和頻率差異比，公式如下：

峰值差異比：

其中，A₁表示基頻的峰峰值，A_i表示頻譜上第i個(gè)諧波峰值的對(duì)應(yīng)的峰值，n為分解出的諧波總數(shù)；

頻率差異比：

其中，f表示基頻，f_i表示頻譜上第i個(gè)諧波峰值的對(duì)應(yīng)的頻率，i為第i個(gè)諧波；

B3.對(duì)脈搏波信號(hào)做功率譜估計(jì)，提取信號(hào)能量意義上的特征參數(shù)譜能比，作為特征參數(shù)，其公式如下：

其中，E_i表示iHz內(nèi)的功率譜能量，P(f)表示功率譜密度，E₄₀表示40Hz內(nèi)的功率譜能量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于脈搏波特征參數(shù)對(duì)人體健康狀況的檢測(cè)方法，其特征在于，所述的第三步包括以下子步驟：

(1)根據(jù)脈搏波分析后提取到的脈圖面積K值、頻譜中各峰的幅值、峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率值、譜能比、歸一化峰值差異比及頻率差異比，對(duì)采集到的健康和不健康的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，提取特征參數(shù)；

(2)將采集到的脈搏波數(shù)據(jù)分為兩部分，根據(jù)其中一部分健康、不健康人群的脈搏波信號(hào)的特征參數(shù)值作為訓(xùn)練組，輸入支持向量機(jī)進(jìn)行樣本訓(xùn)練，得到可以區(qū)分健康狀態(tài)與非健康狀態(tài)的分類(lèi)器，建立可判斷人體健康狀況的模型；

(3)將剩余部分的健康、不健康人群的脈搏波信號(hào)的特征參數(shù)值作為測(cè)試組，對(duì)得到的分類(lèi)器模型進(jìn)行測(cè)試，對(duì)模型效果進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估；

(4)經(jīng)過(guò)多組數(shù)據(jù)訓(xùn)練測(cè)試，得到可區(qū)分健康狀態(tài)與非健康狀態(tài)的分類(lèi)器，從而判斷人體健康狀態(tài)。