一種采用光電傳感器檢測心功能的信號處理方法和信號處理裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用光電傳感器檢測心功能的信號處理方法和信號處理裝置，所述信號處理裝置包括順次連接的用于采集人體容積脈搏波信號的光電傳感器檢測模塊、A/D轉(zhuǎn)換及幅值檢測模塊、用于對容積脈搏波進行整形使其電壓幅值在預設的電壓幅值范圍內(nèi)的整形模塊、用于濾波并分離出具有首端起始收縮點及中部收縮舒張轉(zhuǎn)折點及末端舒張結(jié)束點的容積脈搏波P(t)的濾波及單波分離模塊、用于對容積脈搏波P(t)進行運動偽差處理使其首端和末端的電壓幅值相等的運動偽差處理模塊、用于對容積脈搏波P(t)進行時域數(shù)據(jù)處理和頻域數(shù)據(jù)處理的時域頻域處理模塊、以及用于數(shù)據(jù)顯示的數(shù)據(jù)顯示模塊。本案有效提高心功能檢測的信號處理質(zhì)量。
【專利說明】一種采用光電傳感器檢測心功能的信號處理方法和信號處 理裝置
[【技術(shù)領域】]
[0001] 本發(fā)明涉及一種采用光電傳感器檢測心功能的信號處理方法和信號處理裝置。 [【背景技術(shù)】]
[0002] 心功能健康關系到人體健康，據(jù)《中國心血管病報告2012》調(diào)查，中國18歲以上 超重和肥胖分別高達2. 4億和7000萬，且趨勢增加明顯，肥胖直接伴隨心血管負荷的增加， 心血管疾病與肥胖成正相關。據(jù)《2014高血壓大會》統(tǒng)計，中國目前約有2. 66億高血壓人 群，高血壓發(fā)病越來越年輕化，疾控風險不容樂觀。心血管疾病是慢性病之首，2012年統(tǒng)計 的我國心血管疾病患者為2. 9億，即5個人就有1個罹患心血管疾病。
[0003] 如上所述，人們有必要不定期進行心功能的檢測，以便于及時了解心功能情況和 預防心血管疾病。
[0004] 目前，現(xiàn)有的心功能檢測裝置通常采用壓電式檢測，需要將檢測電極貼在人體上， 其操作使用不方便，并且其信號處理方式不準確，抗干擾能力差。
[0005] 因此，有必要解決如上問題。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0006] 本發(fā)明克服了上述技術(shù)的不足，提供了一種采用光電傳感器檢測心功能的信號處 理方法和信號處理裝置。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案：
[0008] 一種采用光電傳感器檢測心功能的信號處理方法，包括有以下步驟：
[0009] A、光電傳感器檢測模塊米集人體容積脈搏波信號；
[0010] B、A/D轉(zhuǎn)換及幅值檢測模塊進行容積脈搏波信號的A/D轉(zhuǎn)換，并且檢測其電壓幅 值是否超過預設值，若是則轉(zhuǎn)到步驟C，否則返回步驟A ;
[0011] C、整形模塊對容積脈搏波信號進行整形，使容積脈搏波信號的電壓幅值在預設的 電壓幅值范圍內(nèi)；
[0012] D、濾波及單波分離模塊濾除容積脈搏波信號中的毛刺，得到容積脈搏波的電壓幅 值序列S (n) = {Q (I)，Q (2)，......Q (η) }，其中，η為自然數(shù)，Q (η)為容積脈搏波上第η點 對應的電壓幅值，然后分離出在時域上具有首端起始收縮點、中部收縮舒張轉(zhuǎn)折點、及末端 舒張結(jié)束點的一個一個的容積脈搏波P (t);
[0013] E、運動偽差處理模塊對各容積脈搏波P(t)進行運動偽差糾正處理，使容積脈搏 波P (t)的首端和末端的電壓幅值相等；
[0014] F、時域頻域處理模塊對容積脈搏波P(t)進行時域數(shù)據(jù)處理和頻域數(shù)據(jù)處理，通 過對容積脈搏波P(t)進行傅里葉變換，得出頻域波形G(f);
[0015] G、數(shù)據(jù)顯示模塊進行數(shù)據(jù)顯示。
[0016] 如上所述的一種采用光電傳感器檢測心功能的信號處理方法，在步驟D中分離容 積脈搏波p(t)的過程包括對電壓幅值序列S(n)進行一次差分和二次差分的過程，其中， 電壓幅值序列S (η)上第η點的一次差分為Dl (n) = Q (n)-Q (n+1)和二次差分為D2 (η)= Dl (n)-Dl (η+1)，取Dl (η) =O得到電壓幅值序列S (η)波形在時域上的一系列上升沿拐點 和下降沿拐點，取D2 (n) = 0得到電壓幅值序列S (η)波形在時域上的一系列極小值點和極 大值點，最后，以相鄰極小值點夾中間一個極大值點將電壓幅值序列S(n)的波形劃分為一 個一個容積脈搏波P(t)，其中，相鄰極小值點分別為首端起始收縮點、末端舒張結(jié)束點，中 間極大值點為中部收縮舒張轉(zhuǎn)折點。
[0017] 如上所述的一種采用光電傳感器檢測心功能的信號處理方法，所述步驟E具體包 括以下過程：首先，比較容積脈搏波p(t)首端起始收縮點、末端舒張結(jié)束點在電壓幅值方 向上分別離中部收縮舒張轉(zhuǎn)折點的距離，找出距離較小的一端點，然后，將這一端點上的容 積脈搏波p(t)波形向外平滑延伸，直到其電壓幅值等于另一端點的電壓幅值，最后，重新 確定延伸后容積脈搏波P (t)的首端起始收縮點和末端舒張結(jié)束點。
[0018] 如上所述的一種采用光電傳感器檢測心功能的信號處理方法，所述平滑延伸為沿 容積脈搏波P (t)的切線方向的延伸。
[0019] 如上所述的一種采用光電傳感器檢測心功能的信號處理方法，在步驟F中，包括 所述時域頻域處理模塊檢測容積脈搏波P (t)的首末端舒張壓PcU收縮壓Ps、和計算平均動 脈壓Pm的過程，其中，
【權(quán)利要求】
1. 一種采用光電傳感器檢測心功能的信號處理方法，其特征在于包括有以下步驟： A、 光電傳感器檢測模塊采集人體容積脈搏波信號； B、A/D轉(zhuǎn)換及幅值檢測模塊進行容積脈搏波信號的A/D轉(zhuǎn)換，并且檢測其電壓幅值是 否超過預設值，若是則轉(zhuǎn)到步驟C，否則返回步驟A; C、 整形模塊對容積脈搏波信號進行整形，使容積脈搏波信號的電壓幅值在預設的電壓 幅值范圍內(nèi)； D、 濾波及單波分離模塊濾除容積脈搏波信號中的毛刺，得到容積脈搏波的電壓幅值序 列S(n) = {Q(1)，Q(2)，......Q(n)}，其中，η為自然數(shù)，Q(n)為容積脈搏波上第η點對應 的電壓幅值，然后分離出在時域上具有首端起始收縮點、中部收縮舒張轉(zhuǎn)折點、及末端舒張 結(jié)束點的一個一個的容積脈搏波P(t); E、 運動偽差處理模塊對各容積脈搏波P(t)進行運動偽差糾正處理，使容積脈搏波 P(t)的首端和末端的電壓幅值相等； F、 時域頻域處理模塊對容積脈搏波P(t)進行時域數(shù)據(jù)處理和頻域數(shù)據(jù)處理，通過對 容積脈搏波P(t)進行傅里葉變換，得出頻域波形G(f); G、 數(shù)據(jù)顯示模塊進行數(shù)據(jù)顯示。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用光電傳感器檢測心功能的信號處理方法，其特征在 于在步驟D中分離容積脈搏波P(t)的過程包括對電壓幅值序列S(η)進行一次差分和二次 差分的過程，其中，電壓幅值序列S(η)上第η點的一次差分為Dl(n) =Q(n)-Q(η+1)和二次 差分為D2 (η) =Dl(n)-Dl(η+1)，取Dl(η) =O得到電壓幅值序列S(η)波形在時域上的一 系列上升沿拐點和下降沿拐點，取D2 (n) =O得到電壓幅值序列S(η)波形在時域上的一系 列極小值點和極大值點，最后，以相鄰極小值點夾中間一個極大值點將電壓幅值序列S(n) 的波形劃分為一個一個容積脈搏波P(t)，其中，相鄰極小值點分別為首端起始收縮點、末端 舒張結(jié)束點，中間極大值點為中部收縮舒張轉(zhuǎn)折點。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用光電傳感器檢測心功能的信號處理方法，其特征在 于步驟E具體包括以下過程：首先，比較容積脈搏波P(t)首端起始收縮點、末端舒張結(jié)束點 在電壓幅值方向上分別離中部收縮舒張轉(zhuǎn)折點的距離，找出距離較小的一端點，然后，將這 一端點上的容積脈搏波P(t)波形向外平滑延伸，直到其電壓幅值等于另一端點的電壓幅 值，最后，重新確定延伸后容積脈搏波P(t)的首端起始收縮點和末端舒張結(jié)束點。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種采用光電傳感器檢測心功能的信號處理方法，其特征在 于所述平滑延伸為沿容積脈搏波P(t)的切線方向的延伸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用光電傳感器檢測心功能的信號處理方法，其特征在 于在步驟F中，包括所述時域頻域處理模塊檢測容積脈搏波P(t)的首末端舒張壓PcU收縮 壓Ps、和計算平均動脈壓Pm的過程，其中，
T為該容積脈搏波P(t) 的周期。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種采用光電傳感器檢測心功能的信號處理方法，其特 征在于在步驟F中，還包括所述時域頻域處理模塊計算脈搏波波動參數(shù)K的過程，其中， K=Pm~Pd η
7. 根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種采用光電傳感器檢測心功能的信號處理方法，其特征 在于在步驟F中，還包括所述時域頻域處理模塊計算頻譜波形G(f)能量集中參數(shù)ER的 過程，其中，能量集中參數(shù)ER為G(f)在f〈fl的積分El與其f>fl的積分E2的比值，即
其中，Π為所述時域頻域處理模塊預設的參考頻率值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種采用光電傳感器檢測心功能的信號處理方法，其特征在 于所述頻率Π的范圍為9?12Hz。
9. 一種采用光電傳感器檢測心功能的信號處理裝置，其特征在于包括有順次連接的用 于采集人體容積脈搏波信號的光電傳感器檢測模塊、用于對采集到的容積脈搏波信號進行 A/D轉(zhuǎn)換和幅值檢測的A/D轉(zhuǎn)換及幅值檢測模塊、用于對容積脈搏波進行整形使其電壓幅 值在預設的電壓幅值范圍內(nèi)的整形模塊、用于濾波并分離出具有首端起始收縮點及中部收 縮舒張轉(zhuǎn)折點及末端舒張結(jié)束點的容積脈搏波P(t)的濾波及單波分離模塊、用于對容積 脈搏波P(t)進行運動偽差處理使其首端和末端的電壓幅值相等的運動偽差處理模塊、用 于對容積脈搏波P(t)進行時域數(shù)據(jù)處理和頻域數(shù)據(jù)處理的時域頻域處理模塊、以及用于 數(shù)據(jù)顯示的數(shù)據(jù)顯示模塊。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種采用光電傳感器檢測心功能的信號處理裝置，其特征 在于所述光電傳感器檢測模塊包括檢測光發(fā)射模塊、反饋光接收模塊、以及用于控制所述 檢測光發(fā)射模塊、反饋光接收模塊工作的檢測控制模塊。
【文檔編號】A61B5/02GK104434054SQ201410802896
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月19日
【發(fā)明者】胡東平, 王東明 申請人:中山佳維電子有限公司