[發(fā)明專利]一種基于光體積變化描記圖法信號(hào)的血壓預(yù)測(cè)方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010110279.4
• 申請(qǐng)日: 2020-02-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111248880B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王思翰;曹君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 樂(lè)普（北京）醫(yī)療器械股份有限公司
• 主分類號(hào): A61B5/021
• 分類號(hào): A61B5/021
• 代理公司: 北京慧誠(chéng)智道知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11539
• 代理人: 李楠

本發(fā)明實(shí)施例涉及一種基于光體積變化描記圖法信號(hào)的血壓預(yù)測(cè)方法和裝置，所述方法包括：生成PPG信號(hào)片段；根據(jù)獲取的小波基類型、伸縮因子和移動(dòng)因子對(duì)PPG信號(hào)片段使用連續(xù)小波變換方式進(jìn)行信號(hào)分解生成PPG小波系數(shù)矩陣；通過(guò)對(duì)矩陣元素取模對(duì)PPG小波系數(shù)矩陣進(jìn)行轉(zhuǎn)換并將轉(zhuǎn)后的矩陣進(jìn)行歸一化處理生成PPG歸一矩陣；獲取RGB色盤矩陣，并且根據(jù)RGB色盤矩陣對(duì)PPG歸一矩陣進(jìn)行張量轉(zhuǎn)換生成PPG時(shí)頻三維張量；根據(jù)卷積網(wǎng)絡(luò)輸入寬度閾值使用雙三次插值算法對(duì)PPG時(shí)頻三維張量進(jìn)行張量形狀重構(gòu)生成PPG卷積三維張量；使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類回歸模型對(duì)PPG卷積三維張量進(jìn)行分類回歸計(jì)算生成PPG預(yù)測(cè)血壓數(shù)據(jù)對(duì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電生理信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于光體積變化描記圖法信號(hào)的血壓預(yù)測(cè)方法和裝置。

背景技術(shù)

心臟是人體血液循環(huán)的中心，心臟通過(guò)有規(guī)律的搏動(dòng)產(chǎn)生血壓，進(jìn)而向全身供血完成人體的新陳代謝，血壓是人體非常重要的生理信號(hào)之一。人體血壓含有兩個(gè)重要的數(shù)值：收縮壓和舒張壓，醫(yī)學(xué)上通過(guò)這兩個(gè)量來(lái)判斷人體血壓的正常與否。長(zhǎng)期持續(xù)觀測(cè)血壓這兩項(xiàng)參數(shù)，可以幫助人們對(duì)自身心臟健康狀態(tài)有較為清晰的認(rèn)識(shí)。但是，當(dāng)下大多數(shù)傳統(tǒng)的血壓測(cè)量方式均采用壓力計(jì)之類的外力上壓檢測(cè)方式，不僅操作繁瑣，且容易引起被測(cè)者的不適，因此也就不能多次地使用以達(dá)到連續(xù)監(jiān)測(cè)的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于光體積變化描記圖法信號(hào)的血壓預(yù)測(cè)方法和裝置，使用光體積變化描記圖法(Photoplethysmography，PPG)設(shè)備對(duì)測(cè)試者進(jìn)行無(wú)創(chuàng)數(shù)據(jù)采集解決了常規(guī)監(jiān)測(cè)中不能對(duì)監(jiān)測(cè)者進(jìn)行持續(xù)觀察的問(wèn)題；為充分從PPG信號(hào)中獲得有效信號(hào)數(shù)據(jù)本發(fā)明實(shí)施例采用連續(xù)小波變換的方式對(duì)PPG信號(hào)進(jìn)行信號(hào)分解；為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)學(xué)習(xí)與預(yù)測(cè)能力本發(fā)明實(shí)施例使用具備分類回歸功能的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)分解信號(hào)進(jìn)行預(yù)測(cè)得出測(cè)試者的血壓數(shù)據(jù)(舒張壓、收縮壓)；通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例，既避免了常規(guī)測(cè)試手段的繁瑣和不適感，又產(chǎn)生了一種自動(dòng)智能的數(shù)據(jù)分析方法，從而使得應(yīng)用方可以方便地對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行多次連續(xù)監(jiān)測(cè)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供了一種基于光體積變化描記圖法信號(hào)的血壓預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取光體積變化描記圖法PPG信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行片段劃分生成PPG信號(hào)片段；

獲取小波基類型、伸縮因子數(shù)組和移動(dòng)因子數(shù)組；所述伸縮因子數(shù)組包括M個(gè)伸縮因子；所述移動(dòng)因子數(shù)組包括N個(gè)移動(dòng)因子；所述M與所述N均為整數(shù)；

根據(jù)所述伸縮因子數(shù)組的伸縮因子、所述移動(dòng)因子數(shù)組的移動(dòng)因子和所述小波基類型，對(duì)所述PPG信號(hào)片段使用連續(xù)小波變換方式進(jìn)行信號(hào)分解處理，生成PPG小波系數(shù)矩陣[M，N]；

通過(guò)對(duì)矩陣元素取模的方式對(duì)所述PPG小波系數(shù)矩陣[M，N]進(jìn)行實(shí)數(shù)矩陣轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的矩陣進(jìn)行矩陣元素值歸一化處理，生成PPG歸一矩陣[M，N]；

獲取RGB色盤矩陣，并且根據(jù)所述RGB色盤矩陣對(duì)所述PPG歸一矩陣[M，N]進(jìn)行PPG時(shí)頻張量轉(zhuǎn)換生成PPG時(shí)頻三維張量[M，N，3]；

根據(jù)預(yù)置的卷積網(wǎng)絡(luò)輸入寬度閾值，使用雙三次插值算法對(duì)所述PPG時(shí)頻三維張量[M，N，3]進(jìn)行張量形狀重構(gòu)操作生成PPG卷積三維張量[Y，Y，3]；所述Y為所述卷積網(wǎng)絡(luò)輸入寬度閾值；

使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類回歸模型對(duì)所述PPG卷積三維張量[Y，Y，3]進(jìn)行分類回歸計(jì)算，生成PPG預(yù)測(cè)血壓數(shù)據(jù)對(duì)。

優(yōu)選的，

所述PPG小波系數(shù)矩陣[M，N]的矩陣元素為復(fù)數(shù)形式的小波系數(shù)；

所述PPG歸一矩陣[M，N]的矩陣元素的取值范圍為從0到1；

所述卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類回歸模型包括：二維卷積層、最大池化層、批量均一化層、激活層、相加層、全局平均池化層、隨機(jī)丟棄層和全連接層；