[發明專利]一種呼吸數據處理方法

在審

• 申請號: 202210610264.3
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN114938951A
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 劉孝波;朱輝球;賈秀成
• 申請（專利權）人: 南京佗道醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B5/08
• 分類號: A61B5/08;A61B5/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 梁天彥

本發明公開了一種呼吸數據處理方法，包括：獲取患者呼吸數據；遍歷患者呼吸數據識別得到潛在波峰和波谷；對比相鄰波峰、波谷的間隔和幅值剔除偽波峰和偽波谷，得到患者呼吸數據的真實的波峰波谷；在真實波谷處識別呼氣末停留階段。本發明通過對呼吸數據的濾波降噪、消除線性趨勢歸零、峰谷搜索識別及呼氣末短暫暫停點識別得到有效的信號特征，可以找到相對準確的呼吸周期內的呼吸曲線，為穿刺手術提供指導。

技術領域

本發明涉及數據處理技術領域，尤其涉及一種呼吸數據處理方法。

背景技術

人體呼吸波形作為一種重要的生理信號，在眾多醫療器械或解決方案中使用，如肺部結節穿刺、肺部及其周圍臟器的腫瘤放療、肺部4D CT重建、肺部MRI成像等領域。對于患者類周期性、不穩定呼吸曲線的準確顯示或特征提取，為上述領域更高端發展提供契機。

從傳感器直接采集的呼吸數據存在零點基準漂移、雜波干擾以及呼吸幅值和周期不穩定情況，無法直接供后續處理使用。

發明內容

發明目的：針對上述不足，本發明提供一種呼吸數據處理方法，處理過的數據能夠對肺部穿刺手術提供呼吸引導功能，可以找到相對準確的呼吸周期內的呼吸曲線，為醫生提供穿刺指導。

技術方案：

一種呼吸數據處理方法，包括：

獲取患者呼吸數據；

遍歷患者呼吸數據識別得到潛在波峰和波谷；

對比相鄰波峰、波谷的間隔和幅值剔除偽波峰和偽波谷，得到患者呼吸數據的真實的波峰波谷；

在真實波谷處識別呼氣末停留階段。

在識別潛在波峰和波谷之前包括異常值檢測替換步驟：

檢測的異常值X_out范圍如下：

x_i＞Q3+c*(IQR)∪x_i＜Q1-c*(IQR)

其中，x_i表示采集的患者呼吸數據中第i個采樣點的呼吸數據，i＝1,2,…,n；n表示采集的患者呼吸數據總的采樣點數量；Q1、Q3分別表示患者呼吸數據中的幅值通過四分位差得到的第一和第三個四分位數；c為閾值因數，c0，IQR＝Q3-Q1；

對異常值進行插值替換，異常值范圍的兩端點以近鄰點替換，異常值范圍內的點以線性插值替換，如下式：

其中，k表示第k個采樣點，m代表中間異常點個數。

在所述異常值檢測替換步驟之前包括濾波步驟。

在識別潛在波峰和波谷之前還包括基準校準步驟：

通過下式擬合一階多項式；

得到線性趨勢：

f(i)＝w*i+b

其中，w、b分別表示一階多項式的系數；

對呼吸數據進行基準校準：x_i′＝x_i-f(i)。

遍歷患者呼吸數據識別得到潛在波峰和波谷具體為：

根據呼吸數據采樣點數設置若干滑窗和滑窗起始位置，采用每個滑窗依次遍歷患者呼吸數據，若其中某一采樣點的呼吸數據中的呼吸幅值滿足波峰和波谷的接受閾值，則認為其為波峰或波谷，從而得到每個滑窗遍歷完呼吸數據之后的波峰數目和波谷數目；