[发明专利]一种胃排空参数和胃蠕动参数同步检测方法和装置

权利要求书

1.一种胃排空参数和胃蠕动参数同步检测方法，其特征在于将拾取的生物阻抗信号做高精度模数转换，一方面通过高精度模数转换数据生成拟合排空曲线，计算胃半排空时间，另一方面对高精度模数转换数据做小波分解和小波重构，计算胃蠕动信号特定参数；

所述将拾取的生物阻抗信号做高精度模数转换，是指将拾取的生物阻抗信号转换为数字信号，模数转换的采样频率为5Hz，24比特以上量化位数；

所述生成拟合排空曲线包括以下步骤：

(1)确定基础阻抗R0，是空腹检测时间内的阻抗平均值或者采样起点到饮水前时刻阻抗平均值；

(2)确定排空时间起点，饮水后达到的阻抗峰值Rm点为排空时间起点；

(3)确定排空终点T，以饮水后达到的阻抗值降为基础阻抗到基础阻抗1.5倍的任一时刻为排空终点，该时刻阻值为排空终点阻抗值R1；

(4)计算拟合排空曲线参数k，拟合排空曲线表示为y(t)＝M×e^-kt，根据排空终点阻抗值R1、排空终点时间T和阻抗峰值Rm，计算出拟合排空曲线参数k；

其中，t为排空过间，0≤t≤T，y(t)是阻抗值，M是幅度，取值为饮水后达到的阻抗峰值；

所述计算胃半排空时间，包括以下步骤：

(1)寻找快速排出相切线A，以阻抗峰值Rm与基线阻抗R0的差为单位，确定排空信号下降1/4单位和1/2单位的时间点，由峰值点结合以上两点确定一段圆弧，快速排出相切线A就是在峰值点的圆弧切线；

(2)寻找排空终端切线，由基础阻抗基线向后延展，与阻抗信号相交的交点为基点，连接阻抗峰值点和该点，形成的切线称为排空终值切线B；

(3)确定半排空时间，由快速排出相切线A和排空终值切线B得到其角平分线C，在角平分线C上，阻抗峰值与饮水前的基础阻抗值之差的一半时所对应的时间确定为半排空时间；

所述胃蠕动信号特定参数包括功率谱密度、变异系数IC；

所述的功率谱密度，是对胃蠕动信号做快速傅立叶变换后的数据，以一分钟为周期计算功率谱，获得时间上延续的动态谱；

X(K)＝FFT{x(n)}，K＝0，1，....，N-1

P(K)＝2*(X(K).*conj(X(K)))/N

其中，x(n)表示胃蠕动信号，X(k)表示快速傅立叶变换的离散频谱，N表示一分钟内胃蠕动信号点数，P(K)表示功率谱密度，conj表示复共轭；

所述变异系数IC计算式为：

其中，DF_Avgnormal为所有主频在2-4CPM范围的动态谱段的支配频率均值，SD_Freq由下式获得：

SDFreq=Σk=1S(DF(k)-DFAvg)2S]]>

其中，DF(K)是第k个动态谱段的支配频率，即主频，DF_avg是所有动态谱分段的支配频率均值，其中，S是用于计算的动态谱段数目。

2.如权利要求1所述的一种胃排空参数和胃蠕动参数同步检测方法，其特征在于，所述小波分解和小波重构的小波基根据胃蠕动信号特点构造。

3.如权利要求1所述的一种胃排空参数和胃蠕动参数同步检测方法，其特征在于，所述小波分解和小波重构的小波基采用通用DB4-DB7小波基。

4.一种胃排空曲线和胃蠕动信号同步检测装置，包括生物阻抗信号拾取单元，其特征在于，还包括高精度模数转换单元、胃排空曲线拟合单元、胃半排空时间计算单元和胃蠕动信号特定参数计算单元；

所述生物阻抗信号拾取单元，包括信号调理电路、放大电路、滤波电路、经过信号调理电路、放大电路、滤波电路，信号输入到信号采集单元；

所述高精度模数转换单元，用于信号经高精度模数转换电路后获取生物阻抗信号；模数转换的采样频率为5Hz，24比特以上量化位数；

所述胃排空曲线拟合单元，用于从生物阻抗信号中提取胃排空信息，生成胃排空曲线解析式；

所述生成胃排空曲线解析式，包括以下步骤：

(1)确定基础阻抗R0，是空腹检测时间内的阻抗平均值或者采样起点到饮水前时刻阻抗平均值；

(2)确定排空时间起点，饮水后达到的阻抗峰值Rm点为排空时间起点；

(3)确定排空终点T，以饮水后达到的阻抗值降为基础阻抗到基础阻抗1.5倍的任一时刻为排空终点，该时刻阻值为排空终点阻抗值R1；

(4)计算拟合排空曲线参数k，拟合排空曲线表示为y(t)＝M×e^-kt，根据排空终点阻抗值R1、排空终点时间T和阻抗峰值Rm，计算出拟合排空曲线参数k；

其中，t为排空过间，0≤t≤T，y(t)是阻抗值，M是幅度，取值为饮水后达到的阻抗峰值；

所述胃半排空时间计算单元，用于计算胃半排空时间；

所述计算胃半排空时间，包括以下步骤：

(1)寻找快速排出相切线A，以阻抗峰值Rm与基线阻抗R0的差为单位，确定排空信号下降1/4单位和1/2单位的时间点，由峰值点结合以上两点确定一段圆弧，快速排出相切线A就是在峰值点的圆弧切线；

(2)寻找排空终端切线，由基础阻抗基线向后延展，与阻抗信号相交的交点为基点，连接阻抗峰值点和该点，形成的切线称为排空终值切线B；

确定半排空时间，由快速排出相切线A和排空终值切线B得到其角平分线C，在角平分线C上，阻抗峰值与饮水前的基础阻抗值之差的一半时所对应的时间确定为半排空时间；

所述胃蠕动信号特定参数计算单元，包括小波分解单元、小波重构单元、功率谱计算单元和用于变异系数计算单元，分别用于提取蠕动信号中包含的节律、幅度信息和计算胃蠕动信号特定参数；

所述胃蠕动信号特定参数，包括功率谱密度、变异系数IC；

所述的功率谱密度为对胃蠕动信号做快速傅立叶变换后的数据，以一分钟为周期计算功率谱，获得时间上延续的动态谱；

X(K)＝FFT{x(n)}，K＝0，1，....，N-1

P(K)＝2*(X(K).*conj(X(K)))/N

其中，x(n)表示胃蠕动信号，X(k)表示快速傅立叶变换的离散频谱，N表示一分钟内信号点数，P(K)表示功率谱密度，conj表示复共轭运算；

所述变异系数IC计算式为：

其中，DF_Avgnormal为所有主频在2-4CPM范围的动态谱段的支配频率均值，SD_Freq由下式获得：

SDFreq=Σk=1S(DF(k)-DFAvg)2S]]>

其中，DF(K)是第k个动态谱段的支配频率，即主频，DF_avg是所有动态谱分段的支配频率均值，其中，S是用于计算的动态谱段数目。