[發(fā)明專利]一種快速無級(jí)氣動(dòng)加壓采集脈象的系統(tǒng)和方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910752731.4
• 申請(qǐng)日: 2019-08-15
• 公開（公告）號(hào): CN110464302A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周鵬;楊成;孫士松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津市天中依脈科技開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): A61B5/00
• 分類號(hào): A61B5/00;A61B5/02
• 代理公司: 11684 北京沁優(yōu)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 郭峰<國際申請(qǐng)>=<國際公布>=<進(jìn)入國

1.一種快速無級(jí)氣動(dòng)加壓采集脈象的系統(tǒng)，其特征在于：該快速無級(jí)氣動(dòng)加壓采集脈象的系統(tǒng)包括氣路模塊、壓力傳感器、供電模塊、信號(hào)調(diào)整模塊和微控制器模塊，所述氣路模塊用于采集脈搏信息，所述壓力傳感器用于將采集到的脈搏信息傳輸給信號(hào)調(diào)整模塊，所述供電模塊為整個(gè)系統(tǒng)提供電源，所述信號(hào)調(diào)整模塊用于對(duì)采集的脈象信號(hào)進(jìn)行放大和濾波處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速無級(jí)氣動(dòng)加壓采集脈象的系統(tǒng)，其特征在于：所述氣路模塊包括氣泵、氣囊、放氣閥及氣壓緩沖瓶，所述氣泵、氣囊、放氣閥和氣壓緩沖瓶之間通過氣體管路相連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速無級(jí)氣動(dòng)加壓采集脈象的系統(tǒng)，其特征在于：所述放氣閥安裝于所述氣囊上，控制氣囊的充氣和放氣。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速無級(jí)氣動(dòng)加壓采集脈象的系統(tǒng)，其特征在于：所述信號(hào)調(diào)整模塊是對(duì)傳感器采集并轉(zhuǎn)換后的脈象信號(hào)進(jìn)行差分放大，對(duì)經(jīng)過放大后的脈象信號(hào)進(jìn)行濾波處理并將其分離為兩路信號(hào)，用來表征取脈壓力與繪制脈象波形圖；所述微控制器模塊用于對(duì)氣路控制模塊進(jìn)行控制，當(dāng)氣路控制模塊開始工作，氣路控制模塊將脈象信號(hào)通過壓力傳感器傳輸給信號(hào)調(diào)整模塊。

5.一種快速無級(jí)氣動(dòng)加壓采集脈象的方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一：采集脈象信息，從脈象儀獲取脈象數(shù)據(jù)；

步驟二：對(duì)采集到的脈搏信號(hào)進(jìn)行糾漂處理，獲取不同壓力下脈象數(shù)據(jù)，進(jìn)而使用極值閾值法對(duì)其時(shí)域特征參數(shù)進(jìn)行提取；

步驟三：利用歸納程序邏輯設(shè)計(jì)(Inductive Logic Programming，ILP)算法對(duì)每個(gè)周期脈圖主波峰峰值提取，并以峰值對(duì)應(yīng)的壓力為橫坐標(biāo)，繪制脈圖主波峰值隨壓力變化的散點(diǎn)圖并擬合成波峰值-壓力趨勢(shì)圖。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的快速無級(jí)氣動(dòng)加壓采集脈象的方法，其特征在于：所述步驟二中，采用極值閾值法對(duì)其時(shí)域特征參數(shù)進(jìn)行提取的步驟如下：

步驟一：按照ILP計(jì)算得到峰峰值，得到每個(gè)周期的下降支；

步驟二：尋找每個(gè)下降支距離最低點(diǎn)1/5處，記為P點(diǎn)，從最高點(diǎn)到P點(diǎn)中尋找潮波與重搏波，該步的目的是去除多余抖動(dòng)；

步驟三：計(jì)算每個(gè)周期最高點(diǎn)到P點(diǎn)成對(duì)的極點(diǎn)個(gè)數(shù)，分為3種情況：

1)極點(diǎn)對(duì)數(shù)為2，則距離最高點(diǎn)近的極大值點(diǎn)為潮波，另一個(gè)極值點(diǎn)為降中峽和重搏波；

2)極點(diǎn)對(duì)數(shù)為1，則該對(duì)極值點(diǎn)為降中峽和重搏波，最高點(diǎn)到該點(diǎn)的中點(diǎn)定義為潮波；

3)極點(diǎn)個(gè)數(shù)為0，對(duì)該段脈象尋找拐點(diǎn)，即求二次導(dǎo)為0處為降中峽與重搏波，此情況認(rèn)為潮波不存在；

提取完特征點(diǎn)之后，求取對(duì)應(yīng)于各個(gè)特征點(diǎn)的時(shí)域參數(shù)即可。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的快速無級(jí)氣動(dòng)加壓采集脈象的方法，其特征在于：所述糾漂處理過程是基于歸納程序邏輯設(shè)計(jì)(Inductive Logic Programming，ILP)的三次樣條插值法去除基線漂移[56,57]。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的快速無級(jí)氣動(dòng)加壓采集脈象的方法，其特征在于：所述三次樣條插值法去除基線漂移的過程如下：

首先標(biāo)記每個(gè)脈搏周期的起點(diǎn)，將周期設(shè)定為一個(gè)能夠連續(xù)平行移動(dòng)的窗口，將每個(gè)窗口的最低點(diǎn)連接作為基點(diǎn)進(jìn)行三次樣條插值來擬合基線，原始的脈象信號(hào)減去擬合基線則得到平穩(wěn)的脈象信號(hào)，通過自相關(guān)函數(shù)來計(jì)算混有噪聲周期性信號(hào)的周期；

自相關(guān)是對(duì)隨機(jī)信號(hào)的時(shí)域描述，即信號(hào)在兩個(gè)任意時(shí)刻的瞬時(shí)值間的相互關(guān)系，式1-1表示隨機(jī)信號(hào)的自相關(guān)性：

平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義不受其時(shí)間起點(diǎn)影響，因此其自相關(guān)函數(shù)是時(shí)間間隔τ的函數(shù)，如式1-2所示：

R_x(τ)＝E{X(t)X(t+τ)} (1-2)

脈搏信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)在信號(hào)周期的整數(shù)倍處會(huì)出現(xiàn)峰值，只需要檢測(cè)峰值的位置即可得到其周期。