[發(fā)明專(zhuān)利]基于多元線(xiàn)性回歸和相關(guān)性加權(quán)選擇算法的血壓監(jiān)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210173627.1
• 申請(qǐng)日: 2022-02-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114582503A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁學(xué)光;王琦;張陽(yáng)安;張錦南;劉雨飛;朱越凡;郜政
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G16H50/30
• 分類(lèi)號(hào): G16H50/30;G06K9/00;G06F17/18;A61B5/00;A61B5/021;A61B5/349;A61B5/352
• 代理公司: 中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)公司專(zhuān)利中心 11011
• 代理人: 劉瑞東

1.一種基于多元線(xiàn)性回歸和相關(guān)性加權(quán)選擇算法的血壓監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

Q1、信號(hào)采集和預(yù)處理，采集時(shí)間同步的一路脈搏波信號(hào)(PPG)和一路心電信號(hào)(ECG)，同時(shí)同步使用醫(yī)療設(shè)備采集的血壓值作為真實(shí)血壓值，將所取得的PPG信號(hào)和ECG信號(hào)劃分成對(duì)應(yīng)不同時(shí)間分段的信號(hào)，每個(gè)時(shí)間分段對(duì)應(yīng)一組真實(shí)血壓值的收縮壓SBP和舒張壓DBP，對(duì)不同時(shí)間分段的PPG信號(hào)和ECG信號(hào)進(jìn)行去噪處理；

Q2、特征點(diǎn)識(shí)別和特征值計(jì)算：對(duì)步驟Q1中得到的不同時(shí)間分段信號(hào)進(jìn)行逐個(gè)處理：首先識(shí)別出每個(gè)脈搏周期的特征點(diǎn)，依據(jù)這些特征點(diǎn)計(jì)算不同特征類(lèi)型的特征值，通過(guò)篩選和均值計(jì)算后得到每個(gè)特征類(lèi)型對(duì)應(yīng)該時(shí)間分段的特征值，將每個(gè)時(shí)間分段的數(shù)據(jù)合并得到初步的總體數(shù)據(jù)；

Q3、特征類(lèi)型的篩選與分類(lèi)：根據(jù)步驟Q2的得到的總體數(shù)據(jù)結(jié)合真實(shí)血壓值計(jì)算出各個(gè)特征類(lèi)型與血壓的相關(guān)性，采用皮爾遜相關(guān)系數(shù)用來(lái)衡量相關(guān)性強(qiáng)弱，根據(jù)相關(guān)系數(shù)的大小將特征類(lèi)型劃分為基礎(chǔ)特征類(lèi)型和補(bǔ)充特征類(lèi)型，并將相關(guān)性較差的特征類(lèi)型刪除；

Q4、數(shù)學(xué)模型的建立：擬合出各個(gè)特征類(lèi)型與真實(shí)血壓值的線(xiàn)性回歸模型，采用最小二乘法對(duì)每個(gè)特征類(lèi)型進(jìn)行線(xiàn)性回歸模型的構(gòu)建，線(xiàn)性回歸的形式為y＝ax+b，y代表真實(shí)血壓值，x代表特征值；分別計(jì)算各基礎(chǔ)特征類(lèi)型和補(bǔ)充特征類(lèi)型對(duì)應(yīng)的加權(quán)因子；

Q5、驗(yàn)證和輸出：將Q3中取得的基礎(chǔ)特征類(lèi)型對(duì)應(yīng)的特征值，合并記為特征向量X1，補(bǔ)充特征類(lèi)型對(duì)應(yīng)的特征值組合并記為特征向量X2，通過(guò)Q4中第i個(gè)基礎(chǔ)特征類(lèi)型與真實(shí)血壓值的線(xiàn)性表達(dá)式：y＝a_ix_i+b_i，計(jì)算血壓基礎(chǔ)值分量BP_{base_i}，對(duì)血壓基礎(chǔ)值分量進(jìn)行加權(quán)求和可得血壓的基礎(chǔ)值BP_base；根據(jù)Q4中得到第j個(gè)補(bǔ)充特征類(lèi)型與真實(shí)血壓值的線(xiàn)性表達(dá)式：y＝a_jx_j+b_j，計(jì)算得到的血壓補(bǔ)充值分量BP_{base_j}，對(duì)血壓補(bǔ)充值分量進(jìn)行加權(quán)求和可得血壓的補(bǔ)充值BP_sup；計(jì)算基礎(chǔ)值和補(bǔ)充值之間的血壓偏差值并量化，結(jié)合量化值和基礎(chǔ)值得到血壓最終檢測(cè)值。

2.如權(quán)利要求1所述的基于多元線(xiàn)性回歸和相關(guān)性加權(quán)選擇算法的血壓監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述Q1中的時(shí)間分段的長(zhǎng)度為10-20s。

3.如權(quán)利要求1所述的基于多元線(xiàn)性回歸和相關(guān)性加權(quán)選擇算法的血壓監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述Q1的去噪處理包括平滑濾波和基線(xiàn)校準(zhǔn)，其中，信號(hào)平滑濾波點(diǎn)數(shù)為3，即對(duì)每個(gè)信號(hào)點(diǎn)取左右相鄰點(diǎn)及其自身值的平均值作為這個(gè)信號(hào)點(diǎn)的值。

4.如權(quán)利要求3所述的基于多元線(xiàn)性回歸和相關(guān)性加權(quán)選擇算法的血壓監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述基線(xiàn)校準(zhǔn)包括使用三次樣條插值法進(jìn)行基線(xiàn)校準(zhǔn)，具體包括：首先，對(duì)于每段PPG信號(hào)，利用波峰大致計(jì)算出該段信號(hào)的脈搏周期N，然后以脈搏周期N為滑動(dòng)窗口，以0.2*N為步長(zhǎng)，求出每次滑動(dòng)窗口內(nèi)的最小值用來(lái)代表一個(gè)脈搏周期內(nèi)的波谷所在；利用這些波谷結(jié)合三次樣條插值法求出每段信號(hào)的下包絡(luò)，最后利用原始信號(hào)減去下包絡(luò)即可得到去除基線(xiàn)漂移的信號(hào)。

5.如權(quán)利要求1所述的基于多元線(xiàn)性回歸和相關(guān)性加權(quán)選擇算法的血壓監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟Q2中識(shí)別出每個(gè)脈搏周期的特征點(diǎn)具體包括：所述PPG信號(hào)的一個(gè)脈搏波中有A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)、D點(diǎn)和E點(diǎn)五個(gè)特征點(diǎn)，A點(diǎn)為起點(diǎn)，B點(diǎn)為主波峰及最大值點(diǎn)，C點(diǎn)為次波谷，D點(diǎn)為次波峰，E點(diǎn)為終點(diǎn)，E點(diǎn)是下一個(gè)周期波形的起點(diǎn)，其中A點(diǎn)、E點(diǎn)兩點(diǎn)均為主波谷及最小值點(diǎn)；所述ECG信號(hào)中提取的特征點(diǎn)為P點(diǎn)，即一個(gè)心電波形的主波峰。